八年级物理（教科版）上册第五章第1节 物态变化与温度-基于核心素养的深度学习教学设计

八年级物理（教科版）上册第五章第1节物态变化与温度——基于核心素养的深度学习教学设计

一、教学内容与目标定位

（一）教学内容分析

本节课“物态变化与温度”是热学领域的开篇之作，具有奠定学科基础、构建核心概念、激发探究兴趣的三重功能。教材从学生生活中常见的雨、露、冰、霜等自然现象入手，引导学生从物理学的视角重新审视这些现象，进而提出物态变化的概念。随后，将温度这一核心物理量引入，作为描述物体冷热程度及判断物态变化的根本依据。温度计作为测量工具，其原理、结构、使用方法是连接理论与实践的桥梁。本节内容不仅涉及物质的三态及其特征，更深刻地揭示了物质状态转化与温度变化之间的内在关联，为后续深入学习熔化、凝固、汽化、液化等具体物态变化过程提供了必要的知识储备和方法论基础。【基础】【重要】

（二）学情分析

八年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键期，他们对“冰融化成水”“水烧开变成水蒸气”等物态变化现象有丰富的感性认识，但这种认识往往是零散的、非系统的，甚至存在一些前科学概念（如认为“白气”就是水蒸气）。他们对“温度”的理解通常停留在主观感觉层面，缺乏对温度客观测量的意识与技能。学生对温度计并不陌生，但对其工作原理（尤其是摄氏温度的规定）的深入理解、规范使用和准确读数，则需要进行严谨的科学探究和技能训练。此外，学生对于宏观现象与微观本质（分子动理论）的联系尚处于萌芽阶段，需要在教学中适当渗透，搭建认知支架。【重要】

（三）核心素养目标

1.物理观念【重要】

1.2.能说出物质存在的三种状态（固态、液态、气态）及其基本特征。

2.3.建立温度是表示物体冷热程度的物理量的观念，理解物态变化伴随着温度的变化。

3.4.初步形成用“状态”与“温度”双重视角观察和分析自然现象的视角。

5.科学思维【非常重要】

1.6.通过对比分析不同物态的特征，培养归纳与概括的能力。

2.7.通过分析温度计的工作原理（如液体的热胀冷缩），体会转换法、放大法在物理研究中的应用。

3.8.能对生活中的一些关于冷热的错误直觉产生质疑，并寻求客观测量的证据。

9.科学探究【非常重要】【高频考点】

1.10.经历自制温度计的过程，体验科学探究的乐趣，理解温度计的设计思想。

2.11.通过小组合作，规范练习温度计（实验室温度计、体温计）的正确使用和读数方法，培养实验操作技能和合作精神。

3.12.能准确记录和处理实验数据（如测量不同水温），并能根据数据得出结论。

13.科学态度与责任【基础】

1.14.在实验操作中养成严谨认真、实事求是的科学态度，注意爱护仪器。

2.15.通过了解温度计的发展历史（如伽利略温度计），感悟科学进步与人类智慧的结晶，增强民族自豪感（如结合我国古代测温、控温技术的成就）。

3.16.关注温度与环境、生活、生产及高科技领域的联系（如新冠疫情期间的体温监测、航天器的温控系统），增强社会责任感。

二、教学重难点与创新突破

（一）教学重点【非常重要】【高频考点】

1.物质的三态及其特征。

2.温度的概念和摄氏温度的规定。

3.温度计（实验室温度计和体温计）的正确使用方法及读数。

（二）教学难点【难点】

1.“白气”（如冰棒冒的“白气”、冬天人呼出的“白气”）不是水蒸气，而是液态小水珠的辨析。这是学生最易混淆的前概念之一。

2.温度计玻璃泡的正确使用规则（如“泡”在哪、何时读、怎么读）的理解与内化。

3.体温计可以离开人体读数的特殊结构（缩口）原理的理解。

（三）创新突破策略

1.情境创设：以“大自然的魔术师”为主线，串联起云、雾、露、霜、雪等自然奇观的视频或图片，激发学生探究其背后物理奥秘的欲望。

2.实验优化：将传统的“观察温度计”改为“自制温度计并校准”的微型项目式学习，让学生在“做中学”，深刻理解原理。同时引入数字温度传感器进行对比，体现时代性。

3.概念辨析：针对“白气”这一难点，设计对比实验：冬天在室内外分别哈气，观察现象差异，引导学生运用“液化需要遇冷”的原理论证其本质。

4.思维外显：利用思维导图梳理“物态变化”与“温度”的关系，利用流程图规范温度计的操作步骤，将内在思维过程可视化。

三、教学准备

1.教师准备：多媒体课件（包含视频：自然界水循环、伽利略温度计介绍、各种温度计图片）；演示实验器材：广口瓶、橡皮塞、细玻璃管、红墨水、酒精灯、烧杯、冷水、热水、数字温度计；分组实验器材（每4人一组）：实验室温度计、体温计、烧杯（3个，分别装有冰水混合物、温水、热水）、干布、自制温度计材料包（小药瓶、透明吸管、橡皮泥、红墨水、水槽）。

2.学生准备：预习教材，观察生活中的物态变化现象，记录自己对于“冷”和“热”的困惑。

四、教学实施过程（核心环节）

（一）创设情境，引入新课（约3分钟）

【教师活动】播放一段精心剪辑的视频，展示从冰川融化到云雾缭绕，从清晨露珠到漫天飞雪的自然景象，配以空灵的背景音乐。视频结束时，画面定格在一个充满疑问的动画形象——“大自然魔术师”。教师提问：“同学们，你们看到了哪些水的不同模样？固态的冰、液态的水、气态的水蒸气，它们之间是如何相互转化的？这种转化与什么因素密切相关呢？”引导学生从感性观赏进入理性思考。

【学生活动】观看视频，被宏大而奇妙的自然景观吸引，积极回答观察到的现象（冰、水、雾、雪、霜等），初步感知物质存在状态的不同。

【设计意图】创设“大情境”，以大概念“物质的运动与相互作用”为引领，激发学生的好奇心和求知欲，点明本节课的研究主题——物态与温度，建立宏观现象的初步印象。【基础】

（二）概念建构：物质的三态（约5分钟）

【教师活动】展示固态（铁、玻璃、木块）、液态（水、油）、气态（空气、水蒸气）的典型图片或实物。提出问题：“这三种状态的物质，在外观上、流动性、体积形状的稳定性上有什么不同？”引导学生从“形状”和“体积”两个维度进行描述。

【学生活动】观察、思考、讨论。在教师引导下，总结出固态物质有固定形状和体积，不易流动；液态物质没有固定形状，有固定体积，具有流动性；气态物质没有固定形状和体积，具有很强的流动性。教师规范科学表述：固态、液态、气态是物质存在的三种状态。【重要】

【教师活动】追问：“水蒸气我们看不见，摸得着吗？如何证明它的存在？”引导学生回忆“蒸发现象”和“锅盖上的水滴”，证明水蒸气是真实存在的，只是其微观结构决定了它不易被直接感知。初步渗透“物质由分子构成，分子间距不同导致宏观性质不同”的微观思想。【重要】

（三）探究核心：温度与温度计（约25分钟，此为课堂核心）

1.从感觉到测量——引入温度概念（约4分钟）

【教师活动】邀请三位同学上台进行“感官测水温”体验。准备三杯水：冷水（约5℃）、温水（约40℃）、热水（约50℃，

以不烫手为宜）。请第一位同学将左手插入冷水，右手插入热水；10秒后，将双手同时插入温水。请第二位同学用手背触碰金属尺和木尺（事先置于同一室温下）。请第三位同学描述摸上去的感觉。

【学生活动】参与体验。第一位同学会说出左手感觉温，右手感觉凉，对同一杯温水产生矛盾判断。第二位同学会感觉金属尺更凉。第三位同学的描述可能是“有一点热”“不太热”等模糊词汇。

【教师活动】引导：“为什么对同一物体的冷热程度，我们会有不同的感觉？（因为我们的感觉是不可靠的，受主观因素和物体导热性影响）”“为了客观、准确地描述物体的冷热程度，物理学中引入了什么概念？”——引出“温度”这一基本物理量。【重要】

【教师总结】温度是表示物体冷热程度的物理量。要准确测量温度，必须使用温度计。

2.项目式学习：自制温度计——理解工作原理（约8分钟）【非常重要】【热点】

【教师活动】分发自制温度计材料包（小药瓶、透明吸管、橡皮泥、红墨水、水槽）。布置任务：“请各小组利用这些材料，制作一个能初步显示温度变化的装置。并在热水中和冷水中测试其效果。”

【学生活动】小组合作，动手制作：在瓶内装满滴有红墨水的液体，用橡皮泥将吸管固定在瓶口，确保密封。将自制温度计先后放入热水和冷水槽中，观察现象。

【教师活动】巡视指导，鼓励学生观察吸管内液柱的变化。提问：“你们看到了什么现象？为什么会这样？”引导学生总结：放入热水，液柱上升；放入冷水，液柱下降。原理：液体（或气体）具有热胀冷缩的性质。【非常重要】

【教师活动】展示伽利略温度计（或图片），讲解其基于气体热胀冷缩的原理。然后引出：“为了更方便、更精确地测量，我们现在普遍使用的是液体温度计，如实验室温度计。”展示实验室温度计实物，引导学生观察其构造：玻璃泡、毛细管、刻度、液柱。明确其工作原理是“液体的热胀冷缩”。【基础】

【设计意图】通过亲手制作，将抽象的“热胀冷缩”原理可视化、可操作化，深刻理解温度计的设计思想，实现了从“知其然”到“知其所以然”的跨越。

3.科学史与规定：摄氏温度及其刻度（约5分钟）【重要】【高频考点】

【教师活动】提问：“我们自制的温度计，虽然有刻度，但刻度是均匀的吗？我们能用它来测量准确的温度值吗？比如，如何标记出0℃和100℃？”引出温度标准的建立。

【教师活动】结合多媒体，讲解摄氏温度的规定：

1.4.0℃的标定：在一个标准大气压下，纯净的冰水混合物的温度定为0℃。（演示：将实验室温度计放入正在熔化的冰水混合物中，示数稳定在0℃）

2.5.100℃的标定：在一个标准大气压下，纯净的水沸腾时的温度定为100℃。（展示图片或视频）

3.6.分度方法：在0℃和100℃之间分成100等份，每一份代表1℃。

【学生活动】观察教师演示，理解摄氏温度的定义，了解“1摄氏度”的由来。

【教师活动】介绍一些典型温度值，如人的正常体温约37℃，舒适的室温约25℃，并对零下温度（如-5℃）的读法和意义进行讲解和示范。强调“摄氏度”是单位，不能分开读或写。【重要】

7.技能演练场：温度计的正确使用（约8分钟）【非常重要】【高频考点】【难点】

【教师活动】这是本节课的操作核心，采用“观察-思考-纠错-规范-练习”的流程。首先，播放一段包含多种错误使用方法的动画（如玻璃泡碰到杯壁、读数时视线俯视、取出来读数等），让学生“找茬”。

【学生活动】观看动画，抢答指出错误，并说明正确做法。在学生初步认识的基础上，教师进行规范的、慢动作的演示操作，并同步板书口诀：

1.8.选：估测被测物体温度，选择合适的温度计（量程和分度值）。

2.9.放：玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁。【非常重要】

3.10.等：待示数稳定后再读数。【非常重要】

4.11.读：读数时玻璃泡要继续留在液体中，视线与液柱的液面相平。【非常重要】【难点】

5.12.记：正确记录数据（数值和单位）。

【教师活动】分组实验：请各小组用实验室温度计测量烧杯中三杯水（冰水混合物、温水、热水）的温度，并将数据记录在笔记本上。教师巡回指导，及时纠正错误。

【学生活动】小组分工合作，一人操作，一人读数，一人记录，一人监督。严格按照“选、放、等、读、记”五步法进行规范操作。体验严谨的科学测量过程。

（四）拓展与应用：体温计的奥秘（约5分钟）【重要】

【教师活动】展示体温计实物，提问：“测量体温时，为什么体温计可以离开人体后再读数？而实验室温度计却不能？”引导学生对比观察两种温度计的构造差异。

【学生活动】观察、对比、讨论。发现体温计玻璃泡上方有一段非常细的弯曲的管子——缩口。

【教师活动】讲解缩口的作用：当体温计离开人体，水银柱遇冷收缩，在缩口处断开，上方的水银柱无法退回玻璃泡，所以示数保持不变。强调使用体温计前，必须用力甩几下，将水银柱甩回玻璃泡。同时引导学生观察体温计的量程（35℃~42℃）和分度值（0.1℃），并练习读数。【高频考点】

【教师活动】联系生活实际：新冠疫情期间，我们使用额温枪、耳温枪等红外测温仪，它们又是利用了什么原理？简单介绍非接触测温技术的发展，体现科技服务于生活。【热点】

（五）核心辨析：破解“白气”之谜（约3分钟）【难点】

【教师活动】再次播放冰棒冒“白气”和冬天人呼出“白气”的慢镜头特写。提问：“大家常说这是‘水蒸气’，真的是吗？水蒸气是看不见、摸不着的。那我们看到的‘白气’到底是什么？”

【学生活动】根据生活经验，回答是“水蒸气”的可能性很大。教师引导质疑。

【教师活动】进行对比演示：用一块冷玻璃片靠近“白气”上方，观察到玻璃片上出现小水珠。分析：“‘白气’遇到冷的玻璃片会液化成小水珠，这说明‘白气’本身就是由大量极细小的液态水珠组成的，它是小水珠的集合，所以我们能看到它。它是液态的，不是气态的水蒸气。”【非常重要】

【教师总结】“白气”不是气，是小水珠。这一辨析澄清了学生根深蒂固的迷思概念，深化了对物态变化中“中间态”的理解。

（六）课堂小结与思维构建（约2分钟）

【教师活动】引导学生回顾本节课所学，围绕“物态”和“温度”两个核心关键词，用思维导图的形式进行总结。

【学生活动】在笔记本上或口头构建知识网络：物质有三态（固、液、气）；描述冷热用温度（物理量）；测量温度用温度计（原理：液体的热胀冷缩；使用：选放等读记）；摄氏温度有规定（0℃和100℃）；特殊温度计是体温计（有缩口）。教师最后强调本节课的重点和难点。【基础】

（七）布置作业与延伸思考（约2分钟）

1.基础性作业【重要】：完成课后“自我评价”第1、2、3题；用实验室温度计测量家中冰箱冷藏室和冷冻室的温度，并记录。

2.探究性作业【非常重要】【热点】：查阅资料，了解除了液体温度计、红外测温仪外，还有哪些类型的温度计（如热电偶温度计、双金属片温度计）？它们分别在什么领域应用？选择一个你感兴趣的，制作一份图文并茂的科普小报告。

3.预习性作业：思考冰变成水、水变成水蒸气，这些过程中温度如何变化？需要什么条件？

五、板书设计

一、物质的三态

1.固态：有固定形状、体积

2.液态：无固定形状，有固定体积

3.气态：无固定形状、体积

二、温度

1.定义：表示物体冷热程度

2.单位：摄氏度（℃）——规定：冰水混合物0℃；沸水100℃

三、温度计

1.原理：液体的热胀冷缩

2.构造：玻璃泡、