摘 要：在《升華與凝華》的新授課時，教師一般會用干冰的升華作為引入實驗，效果很明顯，十分能吸引學(xué)生的注意。但是在新課教學(xué)中學(xué)生很難判斷冬天冰花到底是在窗戶內(nèi)側(cè)還是外側(cè)，這是再一次利用干冰的升華現(xiàn)象，能直觀快速地解決學(xué)生的疑問。

關(guān)鍵詞：升華與凝華；干冰的升華；冰花

【案例背景】

這是一所城鄉(xiāng)結(jié)合部的初中校，這里的班級學(xué)生沒有預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的習(xí)慣，接受知識的主要途徑就是課堂的四十五分鐘時間，所以課堂上生成的問題一定要在課堂上用最簡單和直接的方法解決。

【案例描述】

在蘇科版物理第二章《物態(tài)變化》第四節(jié)《升華和凝華》的新授課中，我一般都會準備干冰。在新課引入中，把干冰放在試管中，學(xué)生觀察干冰過一會沒有了，用手摸一摸試管變冷了而且試管外壁有霜的形成，效果很明顯，也十分能吸引學(xué)生的注意。從而引入升華是物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程，而且升華吸熱。

在新課講述到升華和凝華的應(yīng)用時，我提出問題：“冬天窗戶上的冰花到底是在窗戶的內(nèi)表面還是外表面？”一位同學(xué)說：“剛剛老師說過了，熱的水蒸氣遇冷凝華形成霜。教室內(nèi)溫度較高，教室內(nèi)側(cè)玻璃的溫度就比較高，而室外比較冷，外側(cè)玻璃就比較冷。熱的水蒸氣遇冷形成霜，教室外側(cè)的玻璃較冷，所以我認為霜是在外表面?！蔽矣终埩硪晃煌瑢W(xué)，這位同學(xué)說：“熱的水蒸氣遇冷凝華，我們需要找熱的水蒸氣。教室里面比較熱，那么熱的水蒸氣在室內(nèi)，所以霜應(yīng)該是在室內(nèi)形成?！蔽覇柸嗤瑢W(xué)支持誰，同學(xué)們都支持第二位同學(xué)，我讓第三位同學(xué)說一說支持第二位同學(xué)的理由，學(xué)生也說不清楚理由。

這是學(xué)生理解的難點。這樣處理的話學(xué)生還是比較疑惑的。原因是我給的方法是：“熱的水蒸氣遇冷凝華成霜?！钡谝晃煌瑢W(xué)關(guān)注的重點在“遇冷”所以他找冷玻璃，冷玻璃在室外，所以他認為霜在外表面。而第二位同學(xué)理解的重點在“熱的水蒸氣”，所以他找熱的水蒸氣，熱的水蒸氣在室內(nèi)，所以他認為霜在內(nèi)表面。

既然兩位同學(xué)一個說是在內(nèi)側(cè)，一個說是在外側(cè)，而且貌似都能說出其中的道理，其他同學(xué)也沒有一個能說服他們，我認為教師最好的解釋就是不解釋?；氐轿锢淼谋举|(zhì)：物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，遇到問題，用實驗來說話。

于是我在下一個班級上課時，當(dāng)提出這個問題以后，學(xué)生依然有的認為是在內(nèi)表面有的認為是在外表面，于是我就引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗來驗證：“有同學(xué)說是內(nèi)側(cè)有同學(xué)說是外側(cè)，那能不能設(shè)計一個實驗來驗證一下我們的猜想呢？”

學(xué)生說：“我們讓室外降溫到零下，這樣我們就可以觀察現(xiàn)象了?！?/p>

但是根據(jù)蘇科版教材我們上課的時間一般在10月份，而江蘇地區(qū)的溫度一般也是在20攝氏度左右。我就追問：“室外空間太大，我們要想讓他降低溫度變成寒冷的冬天較困難。如何解決這個問題呢？”

學(xué)生思考后我可以給出提示：“我們可以縮小室外空間，我提供一個試管，它也是玻璃制成的，我們用它來代替窗戶，你如何設(shè)計實驗？”

學(xué)生思考后回答：“我們可以把試管內(nèi)部的空間當(dāng)做是室外，因為試管內(nèi)部的空間比較小，讓小空間降溫我們還是可以辦到的。我們只需要觀察霜是在試管內(nèi)側(cè)還是外側(cè)就可以了?！?/p>

我問：“如何使試管降溫呢？”

學(xué)生回答：“我們剛開始上課的時候引入實驗中有干冰，我們只要讓干冰升華，根據(jù)我們剛剛學(xué)的知識，干冰升華會帶走大量的熱量，可以使室內(nèi)降溫，所以我們只需要在試管內(nèi)部放入一些干冰，干冰升華吸熱可以使試管內(nèi)降溫，我們就可以模擬出室外寒冷的天氣?！?/p>

這位同學(xué)說得很好，我們就可以按照他的想法完成這次實驗，我把干冰放入試管內(nèi)部，重新完成一遍新課引入時的實驗，不過現(xiàn)在學(xué)生關(guān)注的重點不是在干冰是否沒有了，而是關(guān)注霜是形成在玻璃試管的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)。這時候?qū)W生可以很明顯地發(fā)現(xiàn)霜是在試管的外側(cè)，那也就對應(yīng)我們自然環(huán)境中溫暖的室內(nèi)。

通過這個簡單的實驗，學(xué)生就可以解決霜是在室內(nèi)還是室外的困惑。實驗完成后可以讓學(xué)生思考一下第一位同學(xué)錯在什么地方？霜的形成是凝華，凝華需要遇冷放熱。那么，冬天我們室內(nèi)溫度較高室外溫度較低，而玻璃連接了室內(nèi)和室外，所以它的溫度應(yīng)該介于兩者之間。我們比較的是水蒸氣和玻璃的溫度。室外水蒸氣與玻璃相比溫度較低，無法放熱凝華，而室內(nèi)水蒸氣與玻璃相比溫度較高，可以放熱凝華，所以我們看到的霜是在溫暖的室內(nèi)。

【案例反思】

一般情況下，我們用干冰只會在引入的時候激發(fā)一下學(xué)生的興趣，但是，在我們遇到課堂生成的問題：“冬天窗戶上的冰花到底是在窗戶的內(nèi)表面還是外表面？”時，我們巧妙地利用了原來的實驗器材，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自己設(shè)計實驗，通過觀察試管上霜的位置，很容易地就克服了這個難點。

作為一名物理教師一定要有以實驗為基礎(chǔ)的思想，在課堂上遇到有學(xué)生困惑的地方或者學(xué)生產(chǎn)生分歧的地方，我們首先想到的不是理論上的解釋，而是思考用哪些器材可以設(shè)計實驗來解決問題。就像這節(jié)課一樣，原來為新課引入準備的實驗器材，在教師的引導(dǎo)下又可以解決霜在內(nèi)側(cè)還是外側(cè)的問題。一個實驗做兩次，但是目的不同，觀察對象不同，而且效果明顯，學(xué)生印象深刻，取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻：

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[3]靳姍姍.以“干冰升華實驗”為例談實驗在教學(xué)中的應(yīng)用.教育教學(xué)論壇，2014，（31）：245-246.

作者簡介：

陸天龍，江蘇省南京市，江蘇省南京市紫東實驗學(xué)校。endprint