第三章 物态变化（大单元教学设计）物理人教版2024八年级上册

2024-2025初中物理(人教2024版)大单元学科素养教学设计教学年级八年级教师内容理量，其重要性不言而喻。我们常用摄氏度(℃)作为温度的单位，它基于水的冰点和沸点来定义。温度计，作为测量温度的工具，其核心原理在于液体的作中，我们需确保温度计的玻璃泡充分接触被测物体，并正确读取液柱的指示温度。不仅在日常生活中扮演着重要角色，如烹饪、保暖等，更是科学研究，特别是物态变化研究中不可或缺的一部分。理解温度的概念及其测量方法，有助于我们更深入地探索物质从一种状态转变为另一种状态的奥秘，为后续的物理学习奠定程中温度的变化特性。实验表明，晶体在熔化时，会持续吸收热量但温度保持不变，直到完全熔化后温度才继续上升；而凝固过程则相反，晶体在凝固时不断放出热量，但温度同样保持不变，直到完全凝固后温度才逐渐下降。这一温度被称为晶体同种晶体的熔点和凝固点相同。对于非晶体，其熔化和凝固过程则没有固定的温度点，温度会持续变化。通过实验观察，学生可以更直观地理解物质状态变化与温度之间的关系。变为液态，过程中吸收热量，温度上升(晶体熔化时温度保持不变)固态，伴随热量释放，温度下降(晶体凝固时温度亦保持不变)。晶体有固定的熔点和凝固点，如冰的熔点和水的凝固点均为0℃。非晶体则无固定熔点和凝固点，温度变化持续。这一章节通过探讨熔化和凝固过程，帮助学生理解物质状态转的变化特点。实验过程中，使用酒精灯加热烧杯中的水，并通过温度计记录水温的变化。水开始沸腾。在沸腾过程中，虽然水继续吸收热量，但其温度却保持不变。同时，可察到水中有大量气泡上升、变大，并在水面破裂，释放出大量的水蒸气。这些现象都反映了水沸腾时温度变化的独特特点。通过本实验，学生可以更深入地理解水沸腾的物理过程②温度计的使用熔化和凝固②熔点和凝固点③熔化和凝固③实验求1.1.1能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征，并列举自然界和日常生活中不同1.1.3经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活1.1.4能运用物态变化知识，说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状4.2.1探究水在沸腾前后温度变化的特点。学情八年级物理《物态变化》单元的学情可以从以下几个方八年级学生在学习《物态变化》这一单元前，已经具备度、热量等概念。同时，物态变化是我们日常生活和自然界中普遍存在的现象，学生本身对此有一定的感性认识。然而，学生对于物态变化的深入理解和判断可能还存在一定的困难，特别是对于熔化和凝固的特点、汽化和液化的异同点以及升华和凝华现象的理解可能凝固过程，而实际上它是水蒸气凝华形成的。这要求学生深入理解每种物态变化的本质和如误认为汽化是放热过程。这需要通过实验和实例3.晶体与非晶体的区分：学生对于晶体和需要学生具备综合运用知识的能力，这对学生来说可能是一个挑战。象，加深对物态变化概念的理解。例如，通过加热冰块观察其熔化过程，通过冷却水蒸气观察其凝华形成霜等实验。变化过程中的吸放热现象等，培养学生的逻辑思维和推应用能力和实践能力。例如，让学生分析并解释自然界中的水循环现象目标形态，并了解物质在不同形态之间可以相互过程中的区别。现象，能够解释生活中常见的物态变化现象，如水的沸腾、冰的熔化变化过程中的现象，培养学生的观察能力和用语言表达物理知提高学生的实验操作能力和数据分析能力。现象，培养学生的逻辑思维能力和推理能力。趣和好奇心，使他们愿意主动探索物理世界的奥秘。10.培养科学精神：通过实验探究和数据分析，培养学生的严谨科学态度和实事求是的科学精神，使他们能够尊重事实、追求真理。增强学生的环保意识和可持续发展观念。核心素养液化、蒸发、沸腾、沸点、升华、凝华。律、探究水沸腾时温度变化的特点。4.科学态度与责任：通过对生活中常见现象的深入探究和理解，学生认识科学本质，形成探索自然的内在动力。表水平等级自评等级一1.明确温度是用来表示物体冷热程度的物理量，理3.了解温度计的结构和工作原理，掌握温度计的正确使用方法，包括如何读数、如何选择合适的温度计等。4.理解温度计(特别是液体温度计)的测量原理，等级二1.明确熔化和凝固是物质在固态与液态之间相互转化的两种基本过程，理解其定义和物理意义。2.通过实验探究，亲自观察并记录物质在熔化和凝固过程中的温度变化，总结其规律。在此过程中，学生将学会设计实验方案、选择合适的实验器材和物质，以及安全、规范地使用实验器材。3.仔细观察实验现象，准确记录实验数据，并运用科学的方法对数据进行分析和处理，以得出实验结论。这将培养学生的数据记录能力和数据分析能力。4.学生应学会利用熔化曲线和凝固曲线等图像工具来直观表示物质状态变化过程中的温度变化规律，培养图像思维能力和图像分析能力。5.学生需要通过对实验数据的分析和处理，归纳出熔化和凝固过程中温度变化的普遍规律。等级三1.了解晶体和非晶体在熔化、凝固过程中的主要差异，特别是晶体具有固定的熔点和凝固点，在熔化过程中温度保持不变，而非晶体则没有固定的熔点和凝固点，熔化过程中温度持续升高。2.能够理解和分析熔化曲线与凝固曲线的特点，从3.理解在熔化过程中物质需要吸收热量，而在凝固过程中物质会放出热量，并能解释这些现象在日常生活中的应用。等级四1.根据实验目的设计实验方案，选择合适的实验器2.在实验过程中，引导学生尊重实验事实，客观记录实验数据，培养他们严谨的科学态度和实事求是的精神。3.通过实验观察并记录水在加热至沸腾过程中温度的变化情况，理解水沸腾时温度保持不变的特性。4.绘制并理解水沸腾时的温度-时间曲线，从曲线中分析出水沸腾的起始温度(即沸点)以及沸腾过程中温度的稳定不变。等级五1.明确汽化是物质从液态转变为气态的过程，而液化则是物质从气态转变为液态的过程。2.理解汽化和液化是物质状态变化的两种重要方式，且液化是汽化的逆过程。3.学生需要知道蒸发和沸腾是汽化的两种主要方4.蒸发是液体表面发生的平和的汽化现象，可以在内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象，需要达到沸点并继续吸热。5.理解沸点的概念，即液体沸腾时的温度，不同物质的沸点不同，同种液体在不同气压下的沸点也不6.学生需要知道蒸发快慢与液体的温度、表面积以液化过程中的放热现象。等级六1.明确升华是物质从固态直接变为气态的过程，而凝华则是物质从气态直接变为固态的过程，无需经2.理解这两种物态变化在自然界和日常生活中的3.了解升华过程需要吸收热量，而凝华过程则会放5.能够识别并列举出生活中常见的升华和凝华现象，如樟脑丸的消失(升华)、霜和冰花的形成(凝6.了解在何种条件下物质容易发生升华和凝华，如新课学习研究性学习第一小节第二小节第三小节第五小节第六小节复习和总结温度熔化和凝固探究水沸腾时温度变化的特点升华和凝华1课时1课时1课时1课时1课时1课时2课时温度计的常用表体测量工具—温度计使用前：一估二看”理论研究型1课时的物理量，理解温度是衡量物体内部分子平均动能的标志。常见的温度值，如人体正常体温、水的沸点、冰的熔点等，以及这些温度3.理解温度计的工作原理：学生能够理解温度计(特别是液体温度计)1.观察与分析：通过观察和实验，学生能够学会观察温度计的构造、量程、最小刻度值和单位，培养初步的观察能力和用语学生能够理解温度在这些变化中的关键作用，具备初步的分析概括能力。如何正确读取温度计的示数、如何选择合适的温度计测量不同物体的温度响，如观察冰块在不同温度下的熔化过程，或者水在不同温度下的沸腾现象，从而加深对温度概念的理解。心和探究欲望，使他们乐于探索日常生活中的物理学道3.增强社会责任感：引导学生关注温度对气候变化、节能减排等议题，培养他们的环保意识和社会责任学生掌握温度概念，熟悉常见温度值，能使用温度计准确测量温度，培养实验探究能力，激发物理学习兴趣，树立科学态利用多媒体设备展示以下图片冰川火山家庭用寒暑表家庭用寒暑表医用体温计实验室用温度计温度计图片中情景的温度怎样?我们怎样测量温度?1.什么叫温度?(物理学中通常把物体的冷热程度叫做温度。热的物体温度高，冷的物体温度低，温度相同的物体冷热程度相同。符号：摄氏温标用t表示，热力学温标用T表示。)2.单位：(1)常用单位：摄氏度，符号℃(摄氏温标);(3)换算：T=273.15+t(K)3.如何知道物体的温度是多少呢?(测量工具——温度计)4.常用液体温度计的工作原理：根据液体热胀冷缩的规律制成；5.交流讨论温度计中液体的种类。(制作温度计的常用液体：酒精(乙醇),煤油，水银。)6.了解常见的温度计(1)实验室温度计(2)寒暑表(3)数显温度计(4)测温枪(5)体温计7.摄氏温度是怎样规定的呢?(介绍摄氏温度的规定、表示和读数规则、以及宇宙的温度范围)8.交流讨论生活中常见的温度值。9.实验室温度计是怎样测量温度的呢?(让学生测量液体的温度，然后归纳总结温度计的使用规则)11、展示温度计的实物和图片，让学生认识和了解使用方法。压力式温度计感应式温度计LCD数显温度计肯定学生对温度计的认识、使用和读数。P63练习与应用第1-6题。实践操作型1课时需要吸收热量；凝固则是物质从液态转变为固态的过程，需要放出热量。1.培养逻辑推理能力：通过分析不同物质凝固过程中的温度变化规律，学生能够进行逻辑推理，理解其背后的物理原解释物质在熔化和凝固过程中的温度变化现象。3.批判性思维：对于实验数据或现象，学生能够提出质疑1.设计并实施实验：学生能够设计实验方案烧杯、温度计、固体物质等),按照实验步骤进行操象和数据。分析物质在熔化和凝固过程中的温度变化规提出改进措施。同时，对实验过程进行反思，总结经验教训。实验事实和数据，不随意篡改或编造实验结果。分工合作，共同完成实验任务。关系，学生能够增强环保意识，认识到自己在保护地球环境方面的责物质在熔化和凝固过程中，其温度是如何变化的?是否存在一个恒定的温度点使得状态转变发生?(固态、液态、气态)2.物质的这几种状态可以相互转化吗?引出熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华的概念3.实验：探究熔化和凝固过程中温度的变化规律学生分组讨论并【提出问题】、进行【猜想与假设】,确定【实验原理和方法】、【设计实验】4.准备实验器材，组装并进行实验，注意实验操作规范，并作好现象和数据记录。时间/min01234567895.数据分析与处理，作出熔化和凝固图像。6.分析数据和图像，得出结论。7.讨论实验过程中得失，总结提升。对不同小组的操作过程和效果进行指导和评价，提出完成课堂活动。完成小组分层练习。完成作业反思归探究熔化和凝固过程中温度的变化规律H第3小节熔化和凝固理论研究型1课时2.知道熔点和凝固点的概念，理解熔化吸热，凝固放热。点，特别是晶体有固定的熔点和凝固点，而非晶体则没有。得出物质在熔化和凝固过程中的温度变化规律。和预测物质在熔化和凝固过程中的行为。3.批判性思维：对于实验数据或现象，学生能够提出质疑3.分析实验数据：学生能够利用统计和图表等方法分析实验数据，得出完整的实验报告，表达自己的探究过程和结实验事实和数据，不随意篡改或编造实验结果。分工合作，共同完成实验任务。续的物理学习奠定了坚实基础。凝固过程与熔化过程温度变化有什么规律呢?1.分析上节课绘制的熔化及凝固图像，归纳总结熔化和凝固规律。个温度个温度↑温度时间2.晶体和非晶体1.晶体和非晶体：(1)固体可分为晶体和非晶体。(2)晶体：有固定熔化温度的固体叫做晶体。(3)非晶体：没有固定熔化温度的固体叫非晶体。如松香、玻璃、3.熔点和凝固点：(1)熔点：晶体熔化时的温度叫熔点，非晶体没有确定的熔4.熔化吸热，凝固放热。晶体二者缺一不可晶体二者缺一不可(1)温度达到熔点；(2)继续吸热(1)温度达到凝固点；(2)继续放热液体6.晶体和非晶体在熔化(凝固)时的比较名称晶体非晶体凝固凝固相同点不同点图像丰温度丰温度个温度个温度熔点(凝固有有无无温度吸热，温吸热，温吸(放)热，固液共存，温度不变先变软再变稀先变稠，再变硬及时性评价学生在此课的表现，能够准确区分晶体与非晶体在熔化和凝固过程中的不同特性。课堂讨论热烈，学生间合作默契，共同探索物理世界的奥秘，体现了良好的学习态度和探究精神。作业设计完成课堂活动；P691-5题；分层训练。有的物质(如海波),在熔化过程中虽然继续对它加热但有的物质(如石蜡),在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化 熔化和凝固规律海波温度逐渐下降，温度降到48℃时，液 整个过程石蜡温度一直下降。石蜡由稀变软再变硬.体 晶体：有固定熔化温度的固体叫做晶体 熔点：晶体熔化时的温度叫熔点，非晶体没有确定的熔点。熔化和凝固熔点和凝固点凝固点：液体凝固成晶体时的温度叫做凝固点，非晶体没有固 熔点和凝固点定的凝固点， 实例：夏天吃雪糕感觉凉快，是因为雪糕熔 液体凝固时都要放出热量，常用于保温 凝固放热实例：冬天，北方地窖口放几桶水，目的是水凝固放热，使地窖中的蔬菜保存较长时间； 晶体熔化和液体凝固成晶体的条件：(1)重 实践操作型1课时的剧烈汽化现象，理解水沸腾时温度保持不变的特性，即达到沸点后继续吸热但温度不升。背后的物理原理，如气泡上升、变大、破裂等现象与沸腾过程的关什么水在沸腾过程中温度保持不变，即使持续加热也不会继续升据，并运用图表等方式展示数据，分析水沸腾过程中的温度特3.得出结论：基于实验观察和数据分析，学生沸腾时温度保持不变，以及沸腾需满足的两个条件(达到沸点和持续吸热度，如实记录实验现象和数据，不伪造或篡改实验结实验过程中相互帮助、交流想法，培养团队合作精神和沟通能1.水在加热过程中，其温度变化有什么规律?为什么会出现这样的规律?2.水沸腾时，有哪些明显的现象?这些现象如何帮助我们理解水的沸腾过程?1.提出问题，并围绕问题进行合理的猜想与假设。时间/min0123456789温度/℃水的状态4.准备实验器材，组装并进行实验，注意实验操作规范，并作好现象和数据记录。5.数据分析与处理，作出水沸腾前后温度随时间变化的图像。6.归纳总结水沸腾前后温度随时间变化的规律。7.讨论实验过程中得失，总结提升。对不同小组的操作过程和效果进行指导和评价，提出学性等。完成课堂活动。完成小组分层练习。完成作业反思归纳。概念发生在液体表面和内部剧刹的汽化现象提出问题板书小结探究水沸腾时温度变化的特点实验结论膜继续对水加热水的温度保持不变；停止加热水的沸腾也理论研究型1课时并理解它们在发生条件、进行方式、速度等方面的异同。过程中吸收热量；同时，了解液化过程中放出热量。力，理解物态变化之间的内在联系。1.实验设计与操作：学生能够设计简单的实验来探究影响2.数据收集与分析：学会使用温度计等实验器材收集数据，并能够运用据和现象，不弄虚作假，培养实事求是的科学态奇心和探究欲，培养他们主动探索未知领域的兴趣。3.培养环保意识：引导学生关注汽化和液他们的团队合作精神和沟通能力。科学态度。观察与思考甲在塑料袋中滴人酒精乙把袋挤瘪，把口哪里去了呢?人们常用酒精为高烧病人降温，包含什么物理原理?学生讨论交流：“酒精到哪里去了?”“为什么塑料袋会鼓起来?”“酒精为什么会失而复得?”【归纳总结】塑料袋中的液态酒精受热后变成了精又变成了液态酒精。物质的液态和气态可以相互转【给出概念】2.蒸发：(1)在任何温度下都可以发生；(2)只发生在液体的表面;【实验】把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上，用扇子扇，温度计读数有什么变化?如果温度计上不涂酒精，用扇子扇，温度计读数会变化吗?【现象】用扇子扇，涂酒精的温度计的读数降低；不涂酒精的温度计读数【归纳结论】液体蒸发吸热。(2)蒸发制冷【提问】影响蒸发快慢的因素有哪些?①将湿衣服晾晒在阳光下和树荫下，哪种情况下会先干呢?【猜想】根据生活经验知道：蒸发的快慢可能与面上气体的流动等因素有关。【进行实验】②探究方法：控制变量法。a.在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的所示。其中，B被摊开表面积变大；C与A的表面积相的表面积相同，用扇子使表面上方空气的流动加b.并测出它们变干所用的时间分别为200s、100s、50s、80【实验结论】影响蒸发快慢的因素：5.蒸发与沸腾的异同点比较相同点都是汽化现象且都要吸热不同点内部及表面同时进行达到沸点剧烈程度剧烈降低液面上气压的大小6.液化方法(1)探究液化的方法学生分析下列现象，分析原因，找出共性。①北方的冬天，可以看到室外的人不断地呼出“白气”。②戴眼镜的人从寒冷的室外进人温暖的室内，室内空气中的水蒸气遇到冷镜片凝结成一层小水珠。③液化石油气以液体状态储存在钢瓶内。④氢和氧以液体状态装在火箭里。⑤秋天的早上，会发现花草上有晶莹的露珠。【总结】上述现象中，①、②与⑤都是水蒸气遇到冷空气液化成的雾状小水滴。说明降低温度，可以使气体液化。③与④是通过压缩气体的体积，使气体液化的。(2)探究归纳：液化的两种方法①降低温度。所有气体在温度降到足够低时都可以液化。②压缩体积。有的气体单靠压缩体积不能使它液化，必须同时使它降低到一定温度，例如氮气。7.液化放热(1)理论与事例表明：液化放热液体汽化时要吸热，与此相反，气体液化时要放热。烧水、做饭的时候，水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多，但是水蒸气液化的时候还要放出大量的热。(2)实验探究——液化放热倾斜放置一个金属盘，观察金属盘的底面，可在金属盘上放一些冰块)用手试摸金属盘时，感觉金属盘的温度有什么变化?金属盘烫手金属盘烫手【实验结论】(1)液化需要降低气体温度；(2)水蒸气液化时放热。完成课堂活动；P771-5题；分层训练。低，蒸发越慢;液体表面积越小，蒸发越慢。影响蒸发快慢的因素液体表面上方的空气流速：其它条件相蒸发吸热致冷：蒸发过程要吸热，可使周围的物发发降低比较。降低温度：所有气体在温度足够低的情况下压缩体积：在常温下，用压缩体积的方法可以使一理论研究型1课时3.理解基本概念：学生能够理解水循环是指水在地球的表面和循环的过程，包括蒸发、降水、流入水体等环资源的有限性和分布不均。要影响，如维持全球水量平衡、塑造地表形态、影响气候等。气态的直接转变，培养学生的抽象思维能力。2.逻辑推理：在分析升华和凝华现象时，学生能够运用知条件推导出未知结论，如根据升华吸热特性推断出某些实验现象的原3.系统思维：学生能够将水循环看作一个整体系统，理解各个环节之间的相互作用和联系。4.批判性思维：学生能够批判性地审视水资源利用中的问实验，通过观察实验现象，验证升华和凝华的存在及其特性。2.数据分析：学生能够根据实验数据进行分析等，了解水资源的分布、利用状况及存在的问4.案例分析：通过具体案例的分析，学生能够更的复杂性和紧迫性，提出解决方案。2.合作交流：学生能够积极参与小组讨论3.环保意识：通过学习水循环和水资源，学生能和有限性，从而增强环保意识，积极参与水资源保护行4.节约意识：学生能够理解到水资源的浪立节约用水的意识，养成节约用水的良好习1.“如何设计实验来验证物质可以发生升华和凝华现象?在实验过程中，如何观察和记录物态变化的关键时刻?”2.“为什么碘在加热时会直接从固态变为气态(升华),而不是先熔化再汽化?这一现象背后有哪些物理原理?”1.观察碘的升华和凝华【学生实验】观察碘的升华和凝华【设计实验】在试管(碘锤)中放入少量碘并盖紧塞子，往烧杯中加入热提醒学生观察：①加热前碘是什么状态的?【进行实验收集证据】实验现象：①盛少量固态碘的试管放入烧杯中加热时，有紫色的碘蒸气②停止加热，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁粒，无液态碘出现。结论：固态碘可以直接变成气态碘，气态碘也可以直接变成固态2.升华(2)常见的升华现象：樟脑丸变小到消失;白炽灯丝变细;固态碘变为碘蒸气;冰变为水蒸气;干冰消失等。(3)升华不同于汽化①初始状态不同②末状态相同：气态(5)应用①冷冻疗法：利用干冰升华吸热，降温冷冻,使组织细胞坏死；②舞台烟雾：利用干冰升华吸热降温,空气中3.凝华(2)凝华不同于凝固①初始状态不同②末状态相同：固态(3)凝华和凝固所形成的固体特征不同，凝华形成的固如雪、雾凇、冰花、霜等，而凝固形成的固体坚硬、结实,如冰。们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关水蒸气液化放热水蒸气液化放热汽化吸热水凝华放热凝固放热熔化吸热冰水蒸气(())((5.水循环是通过物态变化实现的停地循环。水循环造就了雪山和湖泊。图3.4-4水循环造就了雪山和湖泊6.云、雨、冰雹及雪花的形成(1)云与雨的形成空中，就形成了云；小水滴相互聚集，就会(2)冰雹与雪花的形成可能形成冰雹降落到地面；聚集起来就变成雪花飘落大地。出地表后变成股股清泉，许多小溪汇合，形成江河，又注入大海。(1)分类：(2)水资源的分布与储量地球表面的70%以上是海洋；海水资源占97%,淡类直接利用的淡水资源仅占淡水资源的0.3%。(3)水资源的利用与保护①利用现状：全球淡水使用量正在以每年略低于1%的速度增长，其中农业用水约占70%,工业和生活用水分别占约20%和10%会的发展和人口增长，对水资源的需求也在不断增加。a.加强水