三疑三探教案第四节升华与凝华沪科版九年级物理

本节概述与核心把握同学们，我们已经学习了固态与液态之间的转化，以及液态与气态之间的转化。那么，固态和气态之间是否也存在直接的“跳跃”呢？这一节，我们将带着这个疑问，一同探索物质从固态直接变为气态，以及从气态直接变为固态的奇妙过程——升华与凝华。这不仅是物态变化知识体系中不可或缺的一环，更与我们的日常生活紧密相连，充满了值得探究的奥秘。一、课前准备与情境导入——设疑自探，激发兴趣(一)温故知新，埋下伏笔在进入新课之前，我们先来回顾一下前面学过的知识。提问：物质有哪几种常见的状态？它们之间可以发生哪些转化？（引导学生回忆固态、液态、气态，以及熔化、凝固、汽化、液化。）在这些转化中，它们都是经过了液态这个“中间站”。那么，大家有没有想过，固态物质能不能不经过液态，直接变成气态“跑掉”呢？反过来，气态物质能不能不经过液态，直接“变”出固态来呢？(二)生活联系，初步感知请同学们结合自己的生活经验，思考以下现象，并尝试提出自己的疑问：1.衣柜里的樟脑丸（卫生球）为什么会慢慢变小，最后甚至“消失”了？它变成了什么？2.冬天，晾在室外的湿衣服，即使气温低于0℃，过一段时间也会变干，衣服上的冰哪里去了？3.冬天的早晨，我们常常能看到地面上、草叶上有一层白色的霜，这些霜是怎么形成的？4.舞台上有时会出现“烟雾缭绕”的仙境效果，这是怎么做到的？（给学生几分钟时间独立思考，鼓励他们将自己的疑问记录下来，这便是“三疑”中的“初疑”。）设计意图：通过生活中常见的现象创设问题情境，引导学生主动思考，自主提出疑问，激发其探究未知的欲望。同时，这些问题也为后续的“探”指明了方向。二、新知探究与合作解疑——解疑合探，深化理解(一)探究“升华”现象1.聚焦疑问，明确探究方向同学们提出的疑问都非常有价值。我们先来关注前两个问题：樟脑丸的“消失”和冰冻衣服的变干。它们有什么共同点呢？（引导学生思考：状态变化、温度条件等。）它们似乎都是从固态直接变成了……？（引导学生说出“气态”）2.实验观察：碘的升华*提出问题：我们如何通过实验来验证固态物质可以直接变成气态呢？*介绍器材：烧杯（或烧瓶）、酒精灯、三脚架、石棉网、研钵、玻璃皿（或表面皿）、冰块、少量碘粒。*演示与观察（教师演示或学生分组合作，视条件而定）：*将少量研碎的碘粒放入烧杯底部。*在烧杯口盖上一个盛有少量冰块的玻璃皿。*用酒精灯隔着石棉网对烧杯底部进行微微加热（强调“微微加热”，避免碘蒸气过多）。*引导学生观察：*烧杯底部固态的碘粒有什么变化？（逐渐减少，甚至消失）*烧杯内产生了什么颜色的物质？（紫红色的气体）这种气体是碘的什么状态？（气态，即碘蒸气）*玻璃皿底部（接触冰块的一面）又有什么现象产生？（稍后观察）*分析与讨论：*固态的碘受热后变成了什么状态？这个过程需要加热，说明是吸热还是放热？*这个变化过程中，碘有没有先变成液体？（引导学生得出“没有”的结论）*形成概念：*升华定义：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。*升华条件：升华需要吸热。（板书）3.回归生活，解释现象现在，我们能用“升华”的知识来解释课前提出的樟脑丸变小和冰冻衣服变干的现象了吗？（学生尝试解释，教师补充：樟脑丸升华变成了樟脑蒸气；衣服上的冰升华变成了水蒸气。）(二)探究“凝华”现象1.承接实验，发现新现象我们再仔细观察刚才碘升华实验中，盖在烧杯口的玻璃皿底部（接触冰块的一面）有什么变化？（引导学生观察到有黑紫色的固态碘晶体附着）*这些黑紫色的固态碘是从哪里来的？（是烧杯中气态的碘蒸气变成的）*气态的碘蒸气是如何变成固态碘的？它经过液态了吗？（没有）2.形成概念*凝华定义：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。*凝华条件：凝华需要放热。（板书，可与升华对比）3.生活实例分析与验证*解释“霜”的形成：现在我们知道了什么是凝华。那么，冬天的霜是如何形成的呢？（引导学生思考：夜晚气温降低，空气中的水蒸气遇到0℃以下的物体，直接凝华成小冰晶，附着在物体表面，形成霜。）*解释舞台“烟雾”：舞台上的“烟雾”并非真正的烟，很多时候是利用干冰（固态二氧化碳）的升华吸热，使周围空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠或凝华成小冰晶，从而形成“白气”。（可简单演示干冰的“冒烟”现象，如果条件允许。）*还有哪些凝华现象？（引导学生举例：冬天窗户玻璃上的冰花、雾凇等。）(三)对比辨析，构建知识网络*列表比较：升华与凝华的异同点（状态变化、吸放热情况、实例）。*升华：固态→气态，吸热，如樟脑丸变小、碘升华、冰冻衣服变干。*凝华：气态→固态，放热，如霜、雪、冰花、碘蒸气遇冷结晶。*联系与拓展：回顾前面学过的熔化、凝固、汽化、液化，加上今天学习的升华、凝华，我们就完整地认识了物质的六种物态变化。它们之间有什么联系？（都是由于温度变化引起的，都伴随着能量的转移——吸热或放热。）设计意图：通过实验观察和对生活现象的分析，引导学生从“疑”到“探”，在观察、思考、讨论、合作中自主构建“升华”和“凝华”的概念，理解其吸放热特点，并能解释相关的自然和生活现象。这是“三疑三探”中的“合探”与“解疑”环节。三、知识应用与拓展延伸——质疑再探，巩固提升1.基础巩固*判断下列现象属于什么物态变化，并说明吸放热情况：*用久的灯泡钨丝会变细。（升华，吸热）*冬天，窗户玻璃上的冰花。（凝华，放热）*冰棍冒“白气”是升华吗？（不是，是液化；强调“白气”是小水珠，不是气体）*人工降雨时，向云层中播撒干冰，干冰发生了什么物态变化？（升华，吸热，使周围水蒸气凝华或液化成水滴）2.深化探究（质疑再探）*同学们在理解了升华和凝华后，还有没有新的疑问呢？比如：*是不是所有的物质都能发生升华和凝华现象？*升华需要吸热，凝华需要放热，这一特性在生活中有哪些应用？（如：利用干冰升华吸热进行人工降雨、食品保鲜、制造舞台效果等；凝华放热在农业上有什么应用？——深秋或初春，为防止农作物受霜冻危害，农民有时会燃烧柴草产生烟雾，烟雾中的尘埃颗粒可以作为凝华核心，使水蒸气在较高温度凝华，释放热量，提高空气温度。）*为什么北方的冬天比南方更干燥？（与冰的升华有关）*（鼓励学生大胆提出新的疑问，进行“再疑”，并尝试通过小组讨论、查阅资料等方式进行“再探”。）设计意图：通过练习题巩固基础知识，同时鼓励学生在已学知识的基础上进行更深层次的思考和质疑，提出新的探究问题，培养其批判性思维和持续探究的能力。四、总结反思与评价反馈——总结提升，拓展延伸1.课堂小结*引导学生自主总结本节课学习的主要内容：什么是升华？什么是凝华？它们分别是吸热还是放热过程？你能举出哪些生活中的实例？*回顾本节课我们是如何通过“疑问”开始，通过“探究”（观察、实验、讨论）来解决疑问，又如何产生新的疑问的。2.知识梳理（可引导学生画出物质三种状态之间转化的关系图，包含六种物态变化及其吸放热情况。）3.评价与反馈*通过课堂观察、学生回答问题、小组讨论表现等方式，对学生的探究精神、合作能力、知识掌握程度进行过程性评价。*布置适量的课后练习，检验学习效果。4.课后拓展（持续探究）*查阅资料，了解干冰在生活和工业中的更多应用。*观察自然界中的雾凇现象，思考它的形成条件和对环境的影响。*尝试解释：为什么冬天说话时会呼出“白气”，而夏天却不会？（提示：与水蒸气液化或凝华条件有关）设计意图：帮助学生梳理知识脉络，形成完整的知识体系。通过总结反思，强化“三疑三探”的学习方法。课后拓展则将课堂探究延伸到课外，培养学生的自主学习能力和将物理知识与生活实际相联系的习惯。教学反思（教师课后填写）*本节课学生的参与度如何？哪些环节最能激发学生的兴趣？*“三疑三探”的模式在本节课的实施效果如何？学生提出的疑问质量如何？探究活动是否充分？*实验操作的安全性和可见度是否得到保证？*对学生的