李曉剛

(江蘇省盱眙縣第一中學,江蘇　淮安　211700)

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蘇科版物理八年級上冊《升華和凝華》教學設計

李曉剛

(江蘇省盱眙縣第一中學,江蘇淮安211700)

摘要：為了幫助學生初步建立升華和凝華概念,在教學中可以引入對比實驗,在對比中激發(fā)學生的認知沖突、引發(fā)學生研討的興趣,同時通過一系列問題的設置,幫助學生搭建思維腳手架,在層層遞進中逐步理解相關概念、現(xiàn)象.

關鍵詞：升華和凝華；實驗對比；問題引導；教學設計

1設計思路

在“升華和凝華”的教學設計中，筆者引入放在紙巾上的冰和干冰的實驗，冰和干冰的體積都在變小,其中冰熔化成水將紙巾打濕，而干冰體積變小，紙巾是干燥的，通過對兩現(xiàn)象的對比,讓學生認識到干冰的變化是不同于熔化的一種新的物態(tài)變化.結(jié)合“觀察碘錘中碘的升華”的活動,歸納得出升華的概念,分析實驗操作過程，得出升華是需要吸熱的,為避免用酒精燈加熱碘出現(xiàn)碘熔化的現(xiàn)象,采取了熱水加熱的方式,并且這種加熱方式可讓碘一直保持氣態(tài),為后面設置的問題“怎樣將氣態(tài)的碘再變回固態(tài)”作鋪墊.在“凝華”概念的教學中引導學生通過逆向思維得出：可以用“放熱的方法”使碘由氣態(tài)變回固態(tài).在對實驗“碘的凝華”現(xiàn)象仔細觀察的基礎上,順理成章得出“凝華”概念和“凝華放熱”的結(jié)論.

“碘蒸氣”通過放熱可以凝華成固態(tài)的碘,空氣中的“水蒸氣”是否也能凝華成固態(tài)的“小冰晶”？怎樣才能讓“水蒸氣”放出熱量？拋出上述問題引發(fā)學生思考,在教師引導點撥下學生認識到只有“水蒸氣”遇到比它更冷的物體才能放熱,然后將冰塊和干冰交叉分發(fā)給各小組，盛放在金屬罐內(nèi),觀察盛有冰塊和干冰的金屬罐表面出現(xiàn)了什么？對比發(fā)現(xiàn)裝冰的金屬罐表面出現(xiàn)的是小水珠,裝干冰的金屬罐表面則出現(xiàn)的是霜,引導學生討論認識到干冰升華時要從空氣中吸收大量的熱,會導致周圍氣溫驟降,為后面“利用干冰人工降雨”的原理教學奠定基礎.

2教學目標

(1) 通過對干冰和碘升華及碘凝華實驗的觀察,知道升華和凝華的概念.

(2) 通過加熱使碘升華、冷卻使碘凝華的實驗,知道升華需要吸熱和凝華需要放熱.

(3) 能認識自然界和生活中常見的升華、凝華現(xiàn)象,并用物理語言簡單解釋之.

(4) 通過對碘升華和凝華的探究過程,培養(yǎng)學生對細微現(xiàn)象的觀察力及分析推理能力.

(5) 通過“人工降雨”的模擬實驗讓學生認識到凡事要尊重科學,并感受到物理是有趣、有用的.

3教學重難點

教學重點:升華和凝華的概念及升華吸熱、凝華放熱.

教學難點:用物理語言解釋生活中常見的升華和凝華現(xiàn)象.

4實驗器材

冰塊、干冰、碘錘、大小金屬罐、冷熱水、燒杯等.

5教學過程

5.1創(chuàng)設情境,激發(fā)探究欲望,引入新課

問1:物質(zhì)在自然界中存在的狀態(tài)一般有哪幾種？(出示放在紙巾上的冰塊.)

問2:冰發(fā)生了哪種物態(tài)變化？這種變化是吸熱還是放熱？

問3:前面還學過哪些物態(tài)變化？分別是吸熱還是放熱？

問4:(出示放在紙巾上的干冰)知道這是什么嗎？現(xiàn)在它是什么狀態(tài)？

屏幕投影:干冰是固態(tài)的二氧化碳,其溫度可低至零下78.6℃.

問5:干冰體積變小說明什么？紙巾上有液體出現(xiàn)嗎？干冰狀態(tài)發(fā)生了什么變化？

學生觀察后討論并交流.

師:剛才看到的變化顯然不同于前面的四種物態(tài)變化,除了干冰，有沒有別的物質(zhì)也會發(fā)生類似的物態(tài)變化呢？讓我們繼續(xù)探究.

設計意圖:讓學生意識到干冰發(fā)生的是一種新的物態(tài)變化,通過對比引發(fā)認知沖突,激發(fā)學生探究興趣.

5.2升華的概念及升華吸熱

教師出示碘錘,讓學生襯著白紙仔細觀察碘錘.

問1:透過玻璃你看到了什么？它是什么狀態(tài)？(學生觀察并回答.)

屏幕投影:碘是紫黑色晶體,熔點113.5℃.

問2:猜猜看能不能讓碘也由固態(tài)直接變成氣態(tài)？如果能，用什么辦法？(學生交流討論,然后猜想出辦法,教師引導學生得出用加熱的方法.)

問3:可以采取什么方式加熱？(學生討論.)

師:用熱水給碘錘加熱簡單而且受熱均勻,但要注意安全,實驗要求:(1) 仔細觀察碘在加熱過程中狀態(tài)發(fā)生了什么變化？(2) 仔細觀察在變化過程中有沒有液態(tài)的碘出現(xiàn)？

分發(fā)熱水,并指導學生進行實驗.學生分組實驗,觀察碘的狀態(tài)變化.組織學生匯報觀察到的實驗現(xiàn)象.引導學生歸納得出:物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫升華.

問4:回憶實驗過程升華需要吸熱還是放熱？固態(tài)碘從哪里吸熱的？前面實驗中的干冰又是從哪里吸熱的？你是怎么知道的？

學生思考分析得出升華吸熱的結(jié)論.

設計意圖:通過觀察,總結(jié)歸納得出升華的概念和升華吸熱的結(jié)論,培養(yǎng)學生分析概括能力.

5.3凝華的概念及凝華放熱

問1:大家再看看碘錘中的碘是什么狀態(tài)？想想看，能不能把氣態(tài)的碘再變回固態(tài)？用什么辦法？你是怎么想到這種方法的？

組織討論,引導學生運用逆向思維想出用“放熱”的辦法.

問2:怎么才能讓碘蒸氣把“熱”放出去？有哪些具體的措施？(組織學生討論，明確實驗要求,并指導學生實驗.)

(1) 仔細觀察，碘蒸氣的狀態(tài)發(fā)生了什么變化？

(2) 在冷卻過程中有沒有液態(tài)的碘出現(xiàn)？

教師組織學生匯報觀察到的實驗現(xiàn)象，引導學生歸納得出:物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫凝華.

問3:回憶實驗過程，凝華需要吸熱還是放熱？

學生思考得出:凝華需要放熱.

設計意圖:通過分析得出凝華發(fā)生的條件,培養(yǎng)學生的逆向思維能力;通過觀察總結(jié)出凝華的概念,培養(yǎng)學生的概括能力.

5.4霜和露的形成

問1:空氣中有沒有水蒸氣？猜想一下要把水蒸氣直接變成固態(tài)的小冰晶,需要什么條件？

學生小組討論,交流、猜想,在教師點撥下認識到只有“水蒸氣”遇到比它更冷的物體才能放熱.

活動:模擬霜和露的形成

將冰塊和干冰交叉分發(fā)給鄰近的小組，盛放在金屬罐內(nèi),觀察盛有冰塊和干冰的金屬罐表面出現(xiàn)了什么？(學生進行實驗,與鄰近小組對比、分析實驗現(xiàn)象.)

問2:通過剛才的實驗你認為霜和露的形成條件有區(qū)別嗎？請嘗試用物理語言說明霜和露是怎么形成的？分別形成在什么季節(jié)？(學生討論并嘗試用物理語言解釋霜和露的形成原因.)

設計意圖:聯(lián)系生活實際,培養(yǎng)學生運用所學知識解決問題的能力.

5.5相關現(xiàn)象的解釋及應用

教師播放動畫:冰窗花的形成.

問1:冰窗花是怎么形成的？在玻璃的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)？為什么？(學生思考并回答.)

教師播放動畫:人工降雨,并指導學生閱讀課本“生活、物理、社會”欄目，了解“用干冰人工降雨”的過程.學生閱讀課本,并嘗試說明利用干冰人工降雨的原理.

設計意圖:使學生認識科學技術對人類生活的影響.

6課堂小結(jié)

通過本節(jié)課學習,你獲得了什么？有什么體會？(學生自主發(fā)言,進行小結(jié).)

設計意圖:培養(yǎng)學生歸納總結(jié)的習慣.

7教學心得

在上述教學設計中,通過實驗對比,引發(fā)學生認知沖突,激發(fā)學生探究的興趣；通過實驗觀察和問題引導,逐步建立升華和凝華概念,同時引導學生發(fā)現(xiàn)液化和凝華條件有所區(qū)別,露水和霜的形成季節(jié)也有所不同,讓學生體會到物理知識和生活現(xiàn)象如此密不可分；播放“嚴冬窗戶玻璃內(nèi)側(cè)的冰花”及“用干冰人工降雨”兩個動畫,其目的是讓學生能用物理語言簡單解釋生活中的升華、凝華現(xiàn)象，做到學以致用,讓學生認識到物理知識是有用的,體會到物理的價值,從而提高學習物理的積極性.