1、升华和凝华1教学目标知识与技能知道什么是升华和凝华，了解生活中的升华和凝华现象。知道升华要吸热，凝华要放热。过程与方法通过实验、观察和分析，认识升华和凝华。情感态度与价值观乐于探究生 活中有关升华和凝华的现象，领略自然界中 6 种物态变化的美妙与和谐。2教材说明本节教材主要通过实验让学生认识升华和凝华现象，并知道物质升华要吸热，凝华要放 热，了解升华和凝华在实际中的应用。升华和凝华是 6 种物态变化中的两种，与前面已讲的 4 种物态变 化构成完整的知识体系。本节教材既是前面汽化、液化、熔化和凝固知识的延续，又为下一节学习自然界中的水循环做好准备，并为后面学习物质的结构和属性打下基础。本节教材的
2、编排思路大体是：实验分析应用。教材首先由一组生活场景（图 4-33）引入课题，引发学生思考，然后通过“活动 1”和“活动 2”中的碘升华和凝华的实验，让学生认识升华和凝华现象，知道升华需要吸热，凝华需要放热，最后联系实际分析有关现象，如“STS”中的“人工降雨”等。为拓展学生的知识面， “信息浏览”还介绍了“等离子态”和“中子态” 。同旧教材相比，新教材对升华和凝华不再是仅停留在介绍现象上，而是强调了实验探究过程，把“观察碘的升华和凝华”这个实验作为学生活动，让学生动手实验、观察，符合课程标准中“通过实验探究物态变化过程”的要求；另外，新教材增加了“人工降雨” 、“等离子态”和“中子态”等内容
3、，密切了教学内容与生活实际、现代科技的联 系。本节教学重点：在生活中，学生对升华和凝华现象往往视而不见，在小学自然课中也没有学过，所以让学生通过实验感知升华和凝华两种物态变化，并能解释生活中的有关现象是本节教 学的重点。本节教学难点：由于很多气态物质是无色透明的，无法直接观察到，所以升华和凝华现象一般要根据观察到的现象进行分析、推断，来确认是固态和气态之间的直接变化，这需要学生有一定的抽象思维能力，所以是本节教学的难点。3教学建议本节教学要注意从生活实例和实验入手，让学生认识升华和凝华现象，为此，做好碘升华和凝华的实验是教好本节课的关键。课前要精心准备实验，确保实验成功、效果明显，教学时要加强
4、对学生的指导，启发点拨学生分析观察到的现象，让学生自主建立升华和凝华的概念。教科书图 4-33 及相关文字说明，目的是让学生通过观察分析生活中的一些现象，意识到物质可以在固态和气态之间发生相互转化，从而引出升华和凝华这两种物态变化。在具体教学时，可以先让学生阅读教材，引导学生思考、分析：（1）每幅图中物质状态发生了什么样的变化？（2）这几种现象的共同之处是什么？在学生回答的基础上，师生共同总结出共同点：物质在固态和气态之间发生了变化，由此引入 升华和凝华。也可以借助多媒体引出课题。如播放以下录像片：（1）烈日当空，久旱无雨，为了解决旱情，过去人们往往摆起香案，祈祷“龙王爷”恩赐，结果滴雨未下；
5、而现今，用飞机在高空投撤了一些固态物质，顷刻间下起了大雨。学生不 由产生疑问：这种固态物质是什么呢？它为什么能促使雨的形成？这样不但引入了课题，还激发了学生学习物理的兴趣，有利于破除迷信，培养学生热爱科学 的情感。 （2）歌舞晚会上，为了渲染气氛，舞台上有时也喷撒这种固态物质制造“白雾” 。这种“白雾”又是怎样产生的？面对学生的 疑问，教 师指出：以上两例中“雨”和“烟雾”的形成，除了包含前面学过的“液化”现象外，还跟另一种物态 变化升华有关，由此引入课题。还可以通过复习引入课题。首先让学生总结：你学过哪些物态变 化？教师根据学生的回答画出如图 4.4-1 所示的框架图。学生（或教师）结合框架
6、图提出问题：物质在固态和气态之间是否可以相互转化？从而引入课题。升华 活动 1 固态能直接变成气态吗“活动 1”的目的是：通过实验观察碘的升华过程，认识 到固态能直接变成气态，从固态 气态 液态 熔化 凝固液化汽化图 4.4-1而建立升华的概念。物理课程标准要求学生通过实验来探究物态的变化过程，因此对于“活动 1”，应组织所有学生参与其中。该实验 若用酒精灯加热，往往会出现以下问题：（1）酒精灯灯焰的大小与位置调节不当，易使锥形 瓶底部温度过高，虽然能产生大量的碘蒸气，却明显地看到固态碘发生了液化，易使学生误认为碘蒸气是由液态碘汽化成的；（2）玻璃片与锥形口密封不严，碘蒸气溢出来，由于碘有毒性
7、，会对学生造成一定的伤害。所以建议用热水加热，具体方法如下：器材：烧瓶（250ml）一个、烧杯（200ml）一个、橡皮塞、开水、碘。具体做法：（1）向烧瓶内加少量碘（半药匙即可） ，用瓶塞塞紧；（2）向烧杯内加满热开水；（3）摇动烧瓶，使碘颗粒均匀地铺在烧瓶底部，然后放在烧杯上加热。注意事项：（1）开水温度要尽量高，用刚烧开的水最好；（2）向烧杯内加热水要加满，不妨从杯口溢出一点，这样能使烧瓶底部与水面紧密接触；（3）实验中烧瓶外部有少许水蒸气液化形成的小水滴，影响观察效果，可用抹布及时擦拭。这样改进的好处是：学生能非常明 显地看到固态碘 升华成碘蒸气，不会出现固态碘液化的现象；并且瓶塞塞紧瓶
8、口，碘蒸气不会溢出；实验装置简单，易操作，便于学生分组实验。学生实验时，教师注意指导：为了防止有毒的碘蒸气溢出，提醒学生不要打开烧瓶瓶塞；注意观察碘在变化前后所处的状态，特别要看是否有液态碘出现；实验要注意安全，防止烧伤或烫伤 每位学生通过自己的 实验探究，会看到紫黑色的碘晶体不经过液态，直接升华成碘蒸气，学生在惊讶之余真切感受到“直接”二字的内涵，并总结出：固态的碘受热能直接变成气态。根据以上实验，给出升华的定义。为了丰富学生对升华的理解，教师还可引导学生列举一些生活或自然现象，如：家中使用的固体清香剂，过几天会发现变小了，而家里弥漫着香气；冬天，冰冻的衣服也会干，是因为冰没有变成水，直接变
9、成了气态的水蒸气；积雪未熔化，但一天比一天少，也是直接变成了水蒸气；樟脑丸逐渐变小、消失等等，这些都是升华现象 凝华活动 2 气态能直接变成固态吗“活动 2”的目的是：通过实验观察和分析思考，确认物质能由气态能直接变成固态，从而建立凝华的概念。对于活动 2 中的（1） ，可让学生先对碘停止加热，过一会再观察：冷却后的烧瓶里还有没有紫红色的碘蒸气？在烧瓶的内壁 又看到了什么？让学生观察、讨论、交流。对于活动 2 中的（2） ，可把冰块和食盐按 3：1 的比例混合，放入搪瓷杯中，观察实验现象，并引导学生思考：这层霜是从何而来？活动后，组织各小组汇报活动中观察的现象，根据学生回答总结：在活动 A 中
10、，冷却时，紫色碘蒸气立即消失，没有经 过液态，直接变成固态碘；在活动 B 中，空气中的水蒸气遇到搪瓷杯，直接凝华成固态 的霜。仿照升华的定义，让学生说出凝华 的定义：物质由气态直接变成固态的现象叫凝华。为了加深对升华和凝华现象的理解，并激发学生的学习兴趣，教师可演示人工造“雪”实验：在封闭烧瓶中插有小树枝，内放一些樟脑球粉末，先微微加热 ；停止加热后让学生观察树枝上出现了什么？分析是如何形成的？学生欣赏到“雪 ”的自然美，领悟到物态变化的神奇，产生对物理的热爱之情。还可让学生讨论白炽灯泡发黑的问题,给每组学生发放一只新灯泡和旧灯泡，在学生观察的基础上，讨论旧灯泡玻璃变黑的原因。关于“升华吸热”
11、和“凝华放热” ，可通过以下问题，引导学生思考讨论得出：物质发生状态变化时，要吸热或放热；那么，固态碘升华过程中是吸热还是放热？碘蒸气凝华过程中吸热还是放热？你是根据什么判断的？由小组学生代表汇报，汇报不全面或有不同的结论，再由其它小组补充、完善，培养学生的分析推断能力。学生思考、交流、讨论后会答出：固态碘升华过程中要用热水加热，说明升华的条件是吸热；碘蒸气凝华过程中进行冷却 ，温度降低，说明凝华过程中要放热。然后联系实际，用升华吸热和凝华放热，分析实际生产和生活中的应用。例如：霜是在什么样的温度下形成的？（霜是空气中的水蒸气在气温降到零摄氏度以 下时，直接凝华而成的小冰晶。 ）玻璃窗上的冰花
12、是在玻璃的内表面还是外表面？（内表面。）为什么？（室内的气温较高，空气中的水蒸气遇到温度很低的玻璃时放热凝华，形成小冰晶附着在玻璃的内 表面；而室外的气温很低，与玻璃的温度相等，空气中的水蒸气不会向玻璃放热，所以外表面不能形成冰花。 ）培养学生灵活运用物理知识解决（解释）实际问题的能力；体会物理与生活实际的密切联系，意识到生活中处处有物理。关于“STS”中的“人工降雨”，可以让学生先阅读自学，然后总结：其中包括哪些物态变化？并谈谈自己阅读后的感受，让学生体会科学及相 关技术对于社会发展、自然环境和人类生活的影响，增强将科学服务于人类的使命感与责任。教师还可补充说明：干冰迅速升华成二氧化碳气体时，会吸收大量的热，使周围的温度降 低，在运输食品时往往放一些干冰，可使食品箱内的温度降低，防止食物腐烂变质。本节课最后可利用方框图（如图 4.4-1 所示） ，让学生总结 6 种物态变化的区别和联系，并从中体会 6 种物态变化的美妙与和谐。