1、第四节升华与凝华教学背景分析：概念是客观事物本质属性的反映，在自然界，物理现象千变万化，错综复杂。人们要认识、解释、改造和利用自然，就必须用恰当的语言来描述物理现象，揭示其本质，寻求其规律。这些反应客观事物本质属性的严密语言就是物理概念，让学生必须明白物理概念不是人们头脑中固有的，而是从物理现象中总结归纳出来的，这就要求教师在教学过程中为学生创设恰当的物理情景，提供丰富的感性认识，激发学生学习探究的兴趣，使其能从身边诸多现象中发现其本质，总结归纳出概念。“物理难，难过概念关”，这正是人们对物理教学的概括。物理概念是物理教学中最重要最基本的内容，它集中反映了物理现象和物理过程的本质属性。学好物理
2、概念是进入物理殿堂的钥匙，正确地形成物理概念是掌握和应用物理规律解决现实问题的桥梁。在新课标理念下物理概念的教学，最基本的原则就是要贯彻物理课标中“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，并使学生的认识能力、学习能力、创新能力在形成概念、掌握规律的过程中得到充分发展。教学目标：知识与技能：(1) 知道升华和凝华的概念(2) 知道升华要吸热，凝华要放热(3) 知道生活中的升华和凝华现象过程与方法：通过观察了解升华和凝华现象情感态度与价值观：通过教学活动，激发学生关心环境，乐于探索一些自然现象的物理学道理。教学重点：升华和凝华的概念教学难点：升华和凝华现象的产生条件教学过程：一、 趣味实验引入问题
3、教师在白纸板上用淀粉溶液画上一个图案，放在一个玻璃密封罩内（老师在盖上玻璃罩之前要点燃的酒精灯，放好：三脚架、石棉网、固态的碘颗粒），很快看到一张微笑的脸。问题1：为什么白纸上的笑脸开始看不清，现在却看清楚了呢？学生回答：淀粉遇到气态的碘变成蓝色。问题2：那固态的碘是怎样变成气态的呢？前面我们学习了四种物态变化，知道固态的物质可以先熔化变成液态，再汽化变成气态。同学们猜想一下，今天的实验中，固态的碘是不是也是先熔化再汽化变成气态的呢？学生回答：不是，因为没有看到液体，只看到了紫色气体。问题3：难道固体能直接变成气体吗？下面就让我们一起来探究碘的物态变化。二、 小组实验探究问题 上课前，教师为每
4、个小组提供了一个“碘锤”封闭的玻璃管，管内装有些黑紫色的固态碘，两个500ml的烧杯（一杯装凉水，一杯由老师装热水）。让学生将“碘锤”放在装热水的烧杯中。问题4：观察到了什么？学生回答：观察到了固态的碘变成了气态了问题5：固态的碘是怎呀变成气态的呢？固态的碘是不是先熔化成液态，再汽化成气态的呢？学生回答：不是的，因为没有液态的碘出现。教师小结：实验表明固态的碘并没有先熔化再汽化，而是由固态直接变成气态，这个过程和我们以前研究的四种物态变化过程显然不同，我们就把同学们刚刚发现的这个新的物态变化称之为升华。三、 分析实验解决问题问题6：通过实验，同学们觉得升华需要吸热还是放热呢？学生回答：需要吸热
5、问题7：你怎么知道需要吸热？学生回答：因为放入热水中，从热水中吸收了热量。问题8：大量实验表明，物质的升华都需要吸热，刚才我们使固态的碘变成了气态的碘蒸气，那现在我们能不能再使气态的碘变回成固态呢？怎么做？学生回答：放入冷水中，因为我觉得它和升华应该是相反的。教师小结：通过前面的学习我们知道，熔化和凝固是相反的过程，熔化吸热，凝固放热；汽化和液化也是相反的，汽化吸热、液化放热。那么今天我们研究的固体直接变成气体的过程和气体直接变成固体的过程是不是也是相反的呢？现在就让我们把封闭的玻璃管放入冷水中仔细观察。问题9： 放入冷水中，你观察到了什么？碘蒸气是先液化再凝固变成固态的吗？你怎么知道它是直接
6、变成固态的呢？学生回答：因为没有液态物质出现。教师小结：实验表明碘可以直接从气态变成固态，我们把物质由气态直接变成固态的过程称之为凝华。实验表明升华和凝华的确是一个相反的过程。升华需要吸热，凝华需要放热。 四 拓展实验归纳问题 教师引导：刚才我们研究的都是碘的升华和凝华，生活中其他物质会不会有升华和凝华的现象发生呢？我为每个小组准备了一个广口瓶，瓶内装有白色的固体颗粒，同学们拿起瓶子观察一下，并打开瓶子闻一闻它的气味。大家觉得这个白色的颗粒是什么呢？ 学生回答：樟脑丸。 问题10：我们闻到了樟脑丸的味道，说明樟脑丸变成了什么状态，发生了什么变化呢？ 学生回答：气态，升华了。 问题11：我这里还
7、有一种白色的固态物质，它叫干冰，干冰是固态的二氧化碳，它在常温下就极易升华，现在我把它放到绒布上，大家仔细的观察一下它。它由什么状态变成了什么状态？ 学生回答：由固态变成了气态 问题12：通过前面的学习，我们知道，升华需要吸热，那么在干冰周围的温度有没有什么变化呢？如果我把干冰放入金属罐中，金属罐的外表面会有什么现象发生？ 学生回答：金属罐的温度会降低，于是空气中的水蒸气遇冷放热凝华成霜。 教师引导：正如大家猜想的那样，水蒸气遇冷变成了霜，我们在秋冬季节的草坪上，树枝上，冰箱里也看到了霜。 同学们在生活中有没有注意观察白炽灯泡呢？灯泡的主要结构，灯丝的材料是钨，钨的熔点是31400C，灯丝正常
8、工作的温度是：20000C27000C。下面我们来做一个关于灯泡的实验，这里有两个完全相同的灯泡，我给灯泡通电，可使灯泡变亮，大家注意观察。同学们猜想一下，停止通电后灯泡会放生什么现象？为什么？ 学生回答：灯泡变黑了，因为钨丝升华了。 问题13：咱们来看一下，灯泡变黑了，这个附着在灯泡内壁的钨是什么状态的？钨丝本来是什么状态？从固态到固态，那大家觉得发生了什么物态变化呢？ 学生回答：先升华，后凝华了。 问题14：这个过程中钨可不可能熔化呢？ 学生回答：不可能，因为钨的熔点高于钨丝工作时的温度。 教师小结：平时生活中的灯泡需要几周甚至几个月的时间才会慢慢变黑，今天的实验中为什么这么快就变黑了？实
9、验表明，钨的温度升高，升华的速度加快。 五 走向生活解决问题 教师引导：通过前面的几个实验，我们发现很多物质都会发生升华和凝华现象。我们知道在分析相关问题时，应该关注物质的初始状态、末状态，中间是是否有液态物质产生，整个过程的吸热和放热情况，大家对这种分析问题的方法是否掌握好了呢？我们来检验一下，这里有八幅图片，试分析那种情况是升华？ 学生回答：第四幅图 教师引导：严寒的冬季，气温比00C要低，达到了冰的熔点了吗？没有。所以此时冰将变小，它会不会是熔化呀？想想看，不会。这个时候变小应该是什么样的？升华。再看看：那种情况是凝华？ 学生回答：图5、图7、图8 教师引导：能简单解释一下冰花是怎样形成
10、的吗？冰花一般出现在北方的冬季，住宅的窗户上，它是水蒸气遇冷凝华而成的霜，大家想：它是出现在玻璃的内测还是外侧？内测。 雾凇也是北方常见的一种自然景观，是水蒸气遇冷凝华而形成的，在寒冷的东北，我们可以看得到它。 刚才我们学习了升华和凝华的知识，这些知识在实际生活中有哪些应用呢？平时我们在衣柜里放入樟脑丸，利用樟脑丸来干什么？驱虫。利用樟脑丸长时间的升华产生的气体驱虫；平时有些同学喜欢吃方便面，方便面里面的蔬菜包，你们见过吗？这些干的蔬菜是怎样脱水制成的，你们知道吗？我为大家介绍一种干燥技术冷冻干燥技术，人们把新鲜蔬菜放到低温环境里边，使蔬菜里的水份结冰，再将结冰的蔬菜放入低压真空的环境中，此时
11、的冰升华较快，于是蔬菜中的水份就怎样？消失了。这样脱水后的蔬菜，营养不会流失，所以升华在生活中有广泛的应用。 刚才我们还学习了升华需要吸热，升华吸热在生活中有什么应用呢？2010年我国西南发生百年不遇的特大旱灾，如果西南上空存在富含水蒸气的云，我们能不能运用今天所学的知识为我国西南缓解旱情呢？听说过人工降雨吗？人工降雨的方法有很多，其中一种方法就是在天空播撒干冰，干冰升华吸热使周围的温度急剧下降，高空中的水蒸气遇冷凝华，形成了小冰粒，这些小冰粒下落熔化就变成小水滴。 再来看一幅图片，图片中云雾缭绕。前面我们学了“白雾”是怎样形成的？水蒸气遇冷液化变成的小水珠。我们在今天的教室里，能不能制造出这
12、种云雾缭绕的效果？我们教室里有水蒸气吗？现在缺什么条件？冷空气。刚才我们说什么能制造低温？干冰能制造低温。那干冰能不能制造出这种云雾缭绕的效果呢？现在我们来看。 教师在一个大的塑料盒内倒入干冰，为了使效果明显，在向里面加入热水，还可以配上灯光和音乐，烘托效果。 实际上干冰的应用远不止老师介绍的这些，干冰在冷藏运输和汽车清洗等方面都有重要的应用。请同学们回去看书科学世界大漠里的故事，并回答科学家们提出的问题。 课后反思：在教学过程中要创造情境，不仅要为学生营造优化的学习环境，引导学生积极探究，使学生在愉快的心境中学会思考，陶冶情操，开发智力，提高创造力；而且还要充分发挥教师的主导作用，来激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。教师在创设教学情境的时，要结合情境中学生的实际反映，有效地组织、管理和调控教学活动，才能最大程度的发挥情境的作用，提高教学效果。