2022年《物态变化》全章教学设计 .pdf

第五章物态变化教学设计第 1 节地球上水的物态变化一、本节三维目标要1知识与技能认识水的三种物态。了解水的汽化和液化、熔化和凝固、升华和凝华。了解地球上的水循环现象。了解水对人类生命的意义。2过程与方法在观察中尝试发现问题、提出问题。通过观察图片或视频、实验探究、查询资料，认识自然界形形色色的水。3情感态度与价值观感知水的三种状态及其相互转化，欣赏大自然中水的物态变化的妙斧神工。关注水资源危机，养成节水意识和保护水资源意识。二、重点与难点本节的重点是设计学生参与的水的三态变化的模拟情境。本节的难点是水循环中的物态变化。三、 教学过程1认识水的物态变化学生对水的固（冰、雪、霜、雹）、液（水流、雨露）、气（水蒸气）态虽不陌生，但并未认真研究和系统观察。教学设计宜从章首图和常见的天气现象导入课题，着力设计好模拟云和雨的小实验，使学生得以亲历和观察水的物态变化。伴随实验观察进程，适时指明观察点和思考问题，诸如：给烧杯加热过程中，你在杯口盘子底面看到了什么？为什么要给烧杯加热？为什么在杯口盖着的盘子里放些冰块？为什么在大烧杯里铺一层饱含水分的湿沙？换用别的东西，例如冰块，行吗？烧杯上方出现的朦胧“白雾”说明什么问题？依据教学需要，亦可在本实验前补充加热冰块的小实验：在烧杯中放少许冰块，加热，直至烧干。 使学生感悟水由固态到液态再到气态的变化。由此导入本实验。本实验的湿沙亦可换为冰块。对酒精灯的使用方法和注意事项，教师应做出示范并强调以下几点：绝对禁止用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯。酒精灯的外焰温度最高，应该用外焰去加热。熄灭酒精灯时，必须用灯帽盖灭，不能吹灭。万一洒出的酒精在桌上燃烧起来，不要惊慌，应立即用湿抹布扑盖。类似模拟造“冰” 、造“雨”、造“雪”、造“霜”、造“露”等活动，还应布置到课处活动中。对水的物态变化应在本板块末推广到整个物质世界，以利后续教学。 教师应依托学生已有的生活经验和对冰水水蒸气水冰转换的实验探究，引导学生把生活经验跟水的物态变化结合起来，再由小范围内水的物态变化扩展到地球上、自然界中的水循环，启发学生想象出地球上水的“旅行”图景， 进而激发他们升腾起疑问：水为什么会在自然界中循环？既然循环不已，为什么还存在水资源危机和缺水？水的三态转化需要什么条件？2地球上的水循环本板块实施过程需借助有关地球上水循环的模型、图片、课件、 网上资源等，展示丰富精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 多彩的水的物态变化的的信息，使学生确认水的三种状态不断地相互转化的过程关乎万物生存和人类的发展。3大自然中水的物态变化本板块设计意在展示大自然中水的物态变化创造了自然界的神奇、壮观、瑰丽和生机。教师应引导学生“读懂”大自然向我们“讲述”的水的物态变化的“故事”。在上面教学中， 教师要有意识地渗透情感教育目标，引导学生敬畏地球上的水循环，欣赏大自然中水的物态变化所创造的“杰作”，关爱水的生态系统，形成爱水、节水意识和水资源危机意识。活动中可以提供如下设想供学生讨论：若水的三态变化停止，人类的生活将变成怎样？三、发展空间1“自我评价”参考答案（1）屋顶积雪因吸热而融化为水，顺屋檐下流；下流过程中因周围大气吸热而结冰；这种情况相继发生，形成上粗大、 下尖细的冰锥。 这种天气现象常发生在我国北方天气晴朗但气温低于0的冬季。（2）将在冰箱中冷却的金属块取出后，由于夏天外界气温偏高，金属块将吸热，使其周围空气中的水蒸气遇冷而在其表面液化并聚集为小水滴，擦干后很快又形成，直到金属块与周围环境温度相同。2“家庭实验室”指导太阳能净水器的创意很好。被污染的水将因吸收太阳能加快蒸发（汽化），至温度罩水蒸气遇冷凝结成洁净水滴，然后经漏水托盘汇集到收集杯中。这里有两点需要注意：（1）周围气温要低于罩内，且空气流通，以加快净化水的速率。（2）相对漏水托盘，污染水杯口径要小，以减少凝结后的洁净水滴重返染水杯，增加净水产生率。以上两点注意，可转化为问题，由学生自主探究。此外，以下两种净化水的方案可以提供给学生作为小实验内容（其中前一个模拟自来水净化过程，后一个模拟饮水机净化过程）。在烧杯中加入100mL浑浊的河水（湖水、池水、井水等），然后加入少量明矾粉末，搅拌后静置，观察现象。提示学生思考：将明矾倒入河水中，能使河流变清澈吗？再将滤纸折好后放入漏斗。漏斗下接另一烧杯。将烧杯上层澄清的水倒入漏斗，将滤液收集到下方烧杯中。向过滤后的水中加几滴新配制的漂白粉溶液。水会有什么变化？在一个较大的饮料瓶底部穿一个小孔，在瓶内底部垫一些棕榈丝之类的透水纤维，再将干净的沙、小石块分层放入瓶中，最上面再放几层透水纤维，做成一个简易滤水器。将洗过菜或淘过米的水倒入滤水器中过滤，收集从瓶底小孔流出来的水，看有什么变化？3“物理在线”和“走向社会”指导（1）组织学生交流湿地资源，应围绕“为什么湿地被誉为地球的肺”这一主题，讨论湿地对平衡水的三态变化的重要作用。（2）关于保护水资源，可组织学生查找相关资料、图片或下载网上信息，并按以下主题整理信息，准备交流和讨论：水能为人类做些什么？水为什么是宝贵的资源？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 破坏水资源会给人类带来哪些危害？我们应该怎么办？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 第 2 节熔化和凝固一、本节三维目标要求1知识与技能了解晶体和非晶体的区别。知道一些物质的熔点。知道熔化和凝固的含义。认识熔化是吸热过程，了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。2过程与方法感知发生熔化和凝固的条件区别晶体和非晶体，感悟物质世界的美丽多姿。经历固体熔化的实验探究过程，学习实验探究的基本思路和方法。了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。学习根据实验数据做出物理图像的方法。3情感、态度与价值观尝试对环境温度问题发表自己的见解。有关注环境温度的意识。尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点联系起来，将所学知识与生产、生活相结合。关注自然现象，产生乐于探究自然现象的兴趣和欲望。二、重点和难点本节重点是探究固体熔化过程的规律。本节难点是实验数据的图像转换方法。三、教学过程1.认识晶体学生对将固体区别为晶体和非晶体认识不足，教师应着力调动学生的观察积累，利用教科书提供的图片，酌情展示一些常见晶体和非晶体的实物、模型、图片资源，首先让学生建立区别晶体和非晶体的宏观依据形状规则与否的概念，初步认识晶体和非晶体的区别。2.实验探究固体熔化过程的规律不宜将本板块变为演示，要舍得投入时间，引领学生经历固体（含晶体与非晶体）熔化的实验探究全过程，初步领略科学探究的各个环节，学习科学探究的基本思路和方法。这也是课时安排建议本节2 课时的主要原因。（1）首先，教师应引导学生注意晶体和非晶体不同的形状和不同的加工工艺，猜想到它们可能存在不同的熔化规律；在观察和思考的基础上，提出探究问题： 熔化是在什么条件下发生的？熔化过程有什么特点？晶体和非晶体的熔化规律究竟有什么不同？（2）为了研究提出的问题，重要的是组织学生讨论，制订出分工合理、实用高效的探究讨划和实验设计方案。各组首先应选取一种晶体、一种非晶体作为对比研究对象；为了使结论具有普遍性，各组所选研究对象要在条件允许的情况下尽可能不同。其次， 要探究熔化规律，自然需要将研究对象熔化， 怎样熔化？在熔化过程中需要观测记录哪些数据和现象？需要什么实验器材或仪器？要否自己寻找或自制？这些都不要教师给定。这些问题需要师生讨论，达成共识， 并要有所约定。 例如， 各组达成借助酒精灯加热晶体和非晶体使之熔化的基本思路，约定定时（例如每隔30s）记录加热过程中晶体和非晶体的温度，并确认当时研究对象的状态，直到精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 熔化持续一段时间为止。至于各组探讨的具体问题，例如，停止加热后，熔化情况怎样？是选取冰和蜡，还是选取海波和松香或者别的作为研究对象？是用水浴法加热，还是直接加热？都应该以宽容的态度对待。需知： 规范完美的科学探究纯属理想模型，在实际上是不存在的， 以此模式组织探究只能是“假探究”；各组探究过程的差异应视为宝贵的课程和教学资源，使得合作交流、讨论评估更具实际价值。（3）在进行实验和收集证据过程中，应帮助学生解决一些实际问题：进一步巩固使用酒精灯或无烟腊加热物体的规范要求。了解实验室常用液体温度计的工作原理、构造特点、温度范围及分度值。学会测量温度，知道用温度计测量温度的正确方法和注意事项：确认温度计的量程和分度值。将温度计的玻璃泡与被测量的物体充分接触。当温度计的示数稳定后再读数。读数时， 温度计仍需和被测物体接触（体温计除外） 。读数时，视线要与温度计中液柱上表面相平。研究固体熔化时温度的变化规律，需要知道它们熔化过程中的温度。如何使待熔化物体均匀受热、 使温度计的玻璃泡与待熔化固体充分接触呢？怎样使待熔化固体缓慢熔化，以便观察和测量呢？待熔固体应为细粒或粉末状。 盛装待熔固体的试管应较细，以增大受热面积。装入试管中的待熔固体应适量（过少，则熔化过程太短，不利观测；过多，则受热不均匀）。优选间接加热（例如水浴）法，并用两枚温度计同监测试管内外的温度，调整控制热源加热力度，使内外温差保持在23左右。建议学生先做非晶体熔化实验，再做晶体熔化实验。用意有二：前者较易成功且易理解；能够对后者产生更强列的印象和反差。指导学生分工合作，高效安全地进行实验、收集证据。（4）在数据处理、讨论交流和评估环节，教师的主要工作应集中于：激活学生寻找和比较数据规律的需要。帮助学生回顾数学上描点作图的一般方法及其优点，指导学生在方格纸上描画物质熔化曲线。热情支持学生的附加探究实验，允许学生重做或部分重做实验，以便扩大交流和评估成果。为学生提供讨论和评估的必要物质条件，例如， 提供视频展台或实物投影仪，用以展示各组所得熔化曲线和数据记录表格。实验结论不宜绝对化。为了达成共识， 应组织学生对比分析、总结晶体和非晶体的熔化过程，归纳出二者的同异点，总结出晶体熔化的两个必要条件：达到熔点；继续加热（吸收热量）。（5）得出固体熔化过程的规律后，教师可予以扩展。给出熔点概念。指出熔点是晶体物质的基本属性之一。生活和自然界中，生产和技术上，许多现象和应用都与熔点有关。引导学生用分子动理论初步解释熔化的吸热过程。介绍常见物质的熔点，使学生对之有定性的了解。要求记住冰的熔点。3. 液体的凝固（1）列举生活、生产、技术上的液体凝固实例。例如，水结成冰，塑料颗粒熔化后注入钢模冷却凝固成塑料盒，熔融状态下的玻璃轧制成玻璃板（2）凝固过程和凝固曲线。引导学生对比冰（晶体）熔化过程的三个阶段，采用类比精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 的方法，分析水（液体）凝固过程的三个阶段的吸放热特点和温度变化特点。要明确：虽然同种物质的凝固点和熔点相同，但两种曲线却具有不同的物理含义。同时总结归纳出熔融状态下的晶体凝固的两个必要条件：达到凝固点； 放出热量。 还应对比分析熔融状态下的晶体与非晶体的凝固过程的异同点。使学生获得相对完整的固液变化的认识。为了同一目的， 建议布置课外实验探究活动：利用冰箱设计实验，研究水的凝固过程并画出水的凝固图像。（3）组织学生综合运用熔化和凝固规律，特别是联系5.1自我评价中的屋檐上冰锥的形成过程，交流讨论教科书有关“火山爆发后”内容， 要求学生做到运用所学知识和方法进行必要的推理分析。熔岩在流淌过程中，将因向周围放热而导致温度不断降低。虽然刚从火山口喷出时岩浆温度相同，但凝固点（熔点）高的矿物岩浆将首先凝固，这些凝固的矿物要么沉积下来，要么随未凝固的岩浆向前推移，直到所有岩浆均在火山口周围依山傍势凝固。基本上按橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、正长石、白云母、石英排列。三、发展空间（一）“自我评价”参考答案1.0 ， BC段2. 非晶体（二）“家庭实验室”指导吊冰游戏：盐的熔点高于冰的熔点。冰上撒些盐，因盐的温度高于0，致使局部冰面熔化， 盐溶化在水中吸热，使绳子周围冰面上熔化的冰重新凝固，故而几秒钟后就能用绳子把冰吊起来。类似的，可做“复凝”游戏：将一块冰置于桌面上，把两端悬挂重锤的细线横置于冰块上表面，则可见细线缓慢切过冰块落至桌面，而冰块仍是“坚冰”一块，依稀还可找到细线“切豆腐”的痕迹，但“豆腐”重新又连成一片。这是利用冰在压力下熔点提高的特性实现的。晶体花园： 水在蒸发过程中吸热，将加速食盐水的凝固，由于瓦片放置和色素沉着，碗中各处食盐结晶析出的形状殊异，因而生成漂亮的“晶体花园”。（三）“物理在线”和“走向社会”指导太空材料： 组织学生下载网上信息或去图书馆查找资料，走访专家学者， 集中讨论以下问题：（ 1）什么是太空材料？（2）太空材料成本昂贵，为什么要制选太空材料？（3）你希望太空实验工厂制造什么新的材料？说说你的设想。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 第 3 节汽化和液化一、本节三维目标要求1知识与技能知道什么是汽化、液化。了解沸腾现象，知道水的沸点。知道蒸发可以致冷。会对蒸发和沸腾进行比较，找出它们的区别。知道汽化是吸热过程，液化是放热过程。会用汽化和液化的规律解释自然界或生活中的一些简单的物态变化现象。2过程与方法通过探究活动了解水沸腾时的温度特点。经历实验探究的基本过程，了解科学探究的基本环节。3情感、态度与价值观把生活现象和自然现象与物质的沸点联系起来，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。了解电冰箱的基本原理及生产“无氟冰箱”的意义，有环境保护的意识。二、重点与难点本节的重点是实验探究水沸腾的规律。本节的难点是水沸腾的温度（沸点）与气压的关系。三、教学过程1. 实验探究（水）沸腾的规律（1）“水开了吗？”这是在每家庭几乎天天都会听到的一句问话。“开水不响，响水不开”也许是学生很小就学来的判断水是否“开”了的依据。 基本学生拥有丰富的生活经验，但并未认真观察过水沸腾的全过程，并未探入思考过与水沸腾相伴随的气泡、声音、水量、温度等相关特征的变化规律的教学背景，教师宜按照教科书的提示，利用透明容器构造水沸腾过程的真实情境，激励学生：你看到了什么？你想到了什么？引发并确认实验探究问题。学生探究的问题，应达成某种共识，例如，探究水沸腾与温度的关系，但也应鼓励附带探究其他问题， 诸如沸腾前后的声音变化、气泡变化、沸腾时水量的变化等。这些附带探究的问题，对学生进一步深化认识沸腾现象和汽化现象、形成对多种现象联系与思考的意识，十分必要。（2）迁移探究固体熔化规律的学习经验，在烧水过程中直接观察水的沸腾现象，从而探究发现沸腾的特征和规律，应成为课堂教学中的“转知成识” 、 “转识成智” 的良好契机，同时成为教师引领学生设计实验和进行实验的指南。教师还应提醒学生：在实验中， 要分工合作， 做好观察记录（包括水的温度随中热时间变化的记录、水发出的声音、水中的气泡随加热时间变化的相关记录），更要注意安全，避免烫伤。（3）在学生得出水沸腾的温度和加热时间的关系曲线后，应及时组织分析论证和交流讨论：该图像与晶体熔化图像有什么相似之处？有什么不同之处（沸点概念得以生成）？沸腾前、 沸腾时用酒精灯加热水的作用有什么不同？移开酒精灯，停止加热，水还沸腾吗？水的沸点是100吗？如果不是100，究竟是实验误差，还是另有原因？沸腾前后，水中气泡变化、声音变化有什么特征？沸腾中减少的水跑到哪去了？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 水沸腾需要什么条件？这个结论是否可推广到所有液体？为了检验你的判断，你认为是否有必要换用其他液体再做实验？（4）由水沸腾时的实验数据和水沸腾曲线学生可以认识到水有确定的沸点。鉴于沸点与气压的关系在生产技术和日常生活上的重要应用（压力锅就是一个典型），引导学生探究水的沸点温度与气压的关系，十分必要。移开热源，停止对水加热，沸腾则停止。这是学生已经亲历的事实。要探究水沸腾的温度与气压的关系，需在改变气压（增大或减小气压）的前提下，使水重新沸腾，同时测量对应温度。如何改变液面上方的气压，这是设计实验中的难点和关键。以往利用封闭的烧瓶或烧杯，采用冷水淋浴或用抽气机抽气减压的方法实现“复沸”，要么安全性差，要么设备复杂，而且推理解释复杂，因而不适于学生探究。改用封闭大试管、用注射器缓慢抽气减压的方法实现“复沸”，不仅效果明显、设备简单、便于解释，而且还可利用来进行增压（推进柱塞）“止沸” ， 为学生完善探究设计提供了可行的选择。的确，要证实水沸腾的温度与气压有关，不仅需要考察气压降低时水的沸点怎样变化，而且需要考察气压升高时水的沸点怎样变化。（5）将汽化的两种方式蒸发和沸腾对比分析显然是必要的。而且，蒸发在物态变化中，尤其在水的循环中的重要作用，要求我们在教学中赋予它应有的地位。除了在表现特征上对两种汽化方式予以辨析外，还可利用分子动理论的分子运动模型给出初步解释。影响蒸发快慢的诸种因素：液面面积，环境温度、湿度、气压，周围空气流动快慢等，都应纳入教学视界。或回顾小学科学，或组织学生讨论（餐厅卫生间装的热风干手器就是一个好例子），甚至组织相应实验探究，应视学生知识和经验基础决定。本段教学设计应围绕蒸发和沸腾这两种汽化方式的相同点和不同点展开。“为了使洗过的衣服干得快些，可以采用哪些措施？”就是一个适当的导入话题。2. 气体的液化与凝固是熔化的相反过程一样，液化是汽化的相反过程。具体教学操作可以着手于以下两个方面。（1）水蒸气液化成水的现象，学生十分熟悉。 冷玻璃窗上的水滴，眼镜片上的 “雾汽” ，烧水时壶嘴喷出的“白雾”，从冰箱中取出的冰镇汽水瓶外壁上的“泪珠”要注意在教学中调动学生的经验积累，引导他们关注水蒸汽液化的细节。例如， 冷玻璃窗上的水滴和眼镜片上的雾气出现在哪一面上？水壶嘴喷出的“白雾” 紧挨壶嘴吗？这些细节对于学生理解液化和汽化规律大有帮助。（2）气体液化的历史，尤其是空气液化的历史，是物理学发展的缩影，也是科学技术社会协调发展的典型。极低温度的获得，真空技术的提高，热力学第三定律的发现，超导、超流和完全抗磁性的发现，超导电性的唯象和微观理论，高温超导材料的研究都与气体的液化直接或间接有关。教师应利用各种文本资料，展现人类探索气体液化的艰难历程和美好的前景，概述气体液化的两种途径：降低温度和压缩体积。5.1 中的人工造“雨”就是通过降低温度使水蒸气液化成“雨” 的。教学中还可增加用注射器压缩乙醚蒸气的体积使之液化（反之则汽化）的学生小实验。所有气体在温度降到足够低时都可以液化。不存在“永久气体”。1908 年，荷兰物理学家卡末林昂内斯（H.K.Onnes,1853 1962）领导的低温实验室使最后一种“永久气体”氦实现了液化，同时获得了4.2K 的低温。在一定温度（临界温度）下，压缩气体的体积也可以使气体液化。事实上，到了1854年，通过包括法拉第在内等人的工作，除了氢、氧、氮等几种气体外，当时已知的其他气体都能被液化了。早期气体液化大多是通过压缩气体的体积实现的。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 3. 汽化、液化过程中的吸放热伴随气体和液体过程的能量变化的表现形式是吸放热。本板块的教学应该注重以下几个方面。（1）沸腾过程中吸热而温度保持不变；停止加热，沸腾随即停止。对此，学生已有实验经历。蒸发过程吸热的例子也很普遍。在温度计测温泡上裹上用水或酒精浸湿的棉球，温度计的读数有什么变化？在手背上涂些酒精，感受如何？对此，学生更有足够的经验基础。气体液化放热的现象，学生虽有感悟，但体会欠真切。因此有必要组织学生动手实践。教科书第103 页图 5-3-8 是一个很好的对比实验。教师应认真组织好学生的分组实验和观察讨论。左右试管初始状态相同，左管加热沸腾、水量减少（温度维持在沸点）；右管通入从左管中导入的水蒸气，温度升高， 水量增加。 典型地展示了物态变化过程伴随着能量的转化这一物理现象。倘若使两管中的水循环流动，它就是蒸气传热的模拟装置。在此基础上，教师应结合“发展空间”栏中有关电冰箱的阅读材料，提醒学生注意循环工作物质（ R134a等）物态变化过程典型地伴随着工作物质能量的变化：在冷冻室汽化吸热（使冰箱内温度降低）；在冷凝器液化放热（使冰箱外的空气变热）。这里的压缩机相当于教科书图5-3-8 中的酒精灯， 没有它， 不可能完成R134a的循环流动； 这里的 R134a相当于图 5-3-8 中的水，不同的是，图5-3-8 中的水未能循环流动，而 R134a比水更容易汽化、比水蒸气更容易液化。（2）自然界中的物态变化（含熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华）事实上都伴随着能量的变化， 不仅仅限于水的三态变化。教师应在本节之末、5.4 和复习课中予以强化。三、发展空间（一）“自我评价”参考答案1. 采用“分馏法”，利用水和酒精的沸点不同，使混合液（即甘蔗酒）沸腾，可以从甘蔗酒中分离出酒精。事实上，由于水的蒸发，这样分离出的酒精纯度较低，倘若利用生石灰的极强的吸水性质，将混合液跟生石灰（CaO ）混合加热蒸馏，即可达到提纯酒精的目的。2. 减慢盆栽花卉的水分蒸发，自然可以从减小花卉叶表面积（通过修剪） 和花盆液表面积、降低周围空气温度、增加周围空气湿度、减少周围空气流通诸种因素考虑。但这同样是一个实际问题，切忌在设计浇水方案时“想当然”应用所学一般物理原理。例如，花卉生长需要一定的温度、湿度、阳光、水分、空气、肥料条件，不能顾此失彼，要统筹兼顾。学生的设计方案不宜统一要求，重要的是设计思路和原理的运用。（二）“家庭实验室”指导依据教科书第104 页所提供的资料，可安排两项家庭实验或课外实践活动：（1）探究电冰箱里的物态变化。要求学生提出自己想研究的问题，设计方案，并进行探究，写出实验探究报告。（2）制作简易“冰箱”。要求学生调查访问家长或社会人士，了解“土”法致冷保鲜的多种方法，并制作一台袖珍式简易“冰箱”，展示给大家。（三）“物理在线”和“走向社会”指导天气图： 利用气象卫星捕获的信息，借助计算机和网络技术，可以生成满足各种用户要求的天气图。 天气图是天气预报的重要依据，可限定在天气现象中涉及水的三态及三态变化的简单天气图知识，进行查询。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 第 4 节物态变化与我们的世界一、本节三维目标要求1知识与技能了解人类认识物态的历程。认识自然界和日常生活中多种不同状态的物质和物态变化。能用物态和物态变化知识解释身边发生的一些简单物理现象。2过程与方法尝试对环境问题（温室效应、热岛效应等）发表自己的见解。3情感、态度与价值观感悟物态变化在改变物质世界和促进人类文明中的巨大作用。树立可持继发展的意识。二、 教学过程1. 人类认识物态的历程（1）19 世纪之前，人们还只能根据物质的宏观特征（是否具有一定的体积和形状，是否能流动） 来区分物质的状态，那时只知道物质有固、液、气三态。 初中讲物态和物态变化，主要涉及这三态和三态间的变化问题。这应该成为本教学板块展开的基础，教师应引领学生理解这种物质分类的方法，并在此基础上讨论人类认识物态的历程。近代对物态分类更深入到物质内部结构。从物质内部结构去分析，物态和物态变化的种类很多。并且， 随着科学技术的进步，人们对物质世界的认识会继续深入，更多的物态会被人们发现和认识。20 世纪以来，人们陆续发现或提出的新的物质状态形式有：等离子态、超固态、液晶液、超导态、超流态、中子态、黑洞等。有时同一物质在某种温度和压力下，几种不同的物态同时存在。例如，水处于密闭的容器中，下面是水，上面是水蒸气，就是液态和气态共存的情形。其他还有固、气两态共存，固、液两态共存，或固、液、气三态共存的情形。一般来说，任何一种物质，在温度、压强等发生变化时，都会呈现不同的物态。研究物态变化对于深入了解物质的结构及性质，对于研制新材料及新物质，都具有很大的现实意义。（2）依据教材安排，本板块应重点突出等离子态和液晶态。关于液晶态、液晶显示器的基本原理以及液晶显示技术的应用，教科书已有两段介绍。 建议教学中补充介绍等离子态、等离子体以及等离子体在工业、农业、军事上的广泛应用。事实上， 等离子体在宇宙中广泛存在。闪电、 极光等是地球上的天然等离子体产生的发光现象。在地球之外，如围绕地球的电离层、太阳和其他恒星、太阳风、很多星际物质，都是等离子体。 它是宇宙间物质存在的主要形式。用人工方式也可以产生等离子体，如霓虹灯放电、原子核聚变、用紫外线和X射线照射气体，都可以产生等离子体。利用等离子弧可以进行切割、焊接、喷涂， 可以制造多种新颖的光源和显示器。等离子体显示器是继阴极射线管显示器，液晶显示器之后的新一代显示器，它的最大特点是厚度小，显示面积大， 用这种显示器制造电视机，可以象画一样挂在墙上。用等离子体技术处理高分子材料，包括塑料和纺织物，既能改变材料的表面性质，又能保留原材料的优异性能，而且无污染。在军事上利用等离子体规避探测系统，用于飞机等武器装备的隐形等。以上知识内容， 有必要向学生简单介绍。对人类认识物态的历程回顾，不仅可以使学生开阔眼界，增长见识，而且富含过程与方法、情感、态度与价值观多种教育功能。希望教师在占有大量信息资源的基础上，认真组织， 深入浅出、 通俗易懂地向学生展示魅力无尽的探究历程（课件、图片、录像等教学手段往往是必须的）。2.物态变化改变着世界精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 本章章首指出：我们生活在物态变化的世界里。人类对物态变化的认识是从水开始的。本章前三节的主要内容大多也是围绕水的三态及其变化展开的。现在，作为本章的最后一节，教师有必要将物态和物态变化的视界拓展到更广泛的领域，展示人类认识物态变化、利用物态变化规律的辉煌历史。（1）让学生认识物态变化的历史首先可以介绍材料的发现和利用历史从青铜器到太空晶体。教科书为此示例性地展示了青铜器、太空晶体。 教学中应组织学生利用身边实例展示作为人类文明的象征的材料的“发现”和利用。例如：高压锅上的易熔片（可配以实物和投影展示）。 家用电冰箱、 空调器中的致冷物质从R12 （氟利昂、二氟二氯甲烷， CF2Cl2） 到 R134a。保护卫星或火箭的整流罩内部的隔热层和外表面涂层。从铅锌电池、镍电池、锂电池到硅光电池、氢电池、燃料电池。从石器、铜器、铁器到各种特种异型钢材、记忆合金、纳米材料。人工增雨用到的固态二氧化碳（干冰） 或液态氮、 碘化银， 家庭厨房中的液化石油气、天然气或燃气，医院里的液态氧，用于运载火箭的燃料液态氧和助燃剂液态氢（2）物态变化规律的利用从蒸汽机到热管。教科书集中讨论了两个典型例子，蒸汽机和热管。教学中当然不宜涉及技术应用细节，但教师对之应有更多的领悟和感受，以便灵活应用于教学设计。水沸腾变成蒸汽不仅能提供动力（含蒸汽机和蒸汽轮机），还为城市的集中供热提供了优越的方式。 蒸汽机曾经引发第一次工业革命，蒸汽轮机、 燃气轮机至今仍广泛应用于现代社会。热管在航天技术中的神奇妙用，得赖于它的特殊结构，但其核心的部分应是它对物态变化规律的运用。 此外，热管还用于核电站、大型电机和电子系统的散热冷却。值得提及的是，未来全长1142km的青藏铁路建设中，将迎对550km终年冻结的冻土区，为了达到稳定地基的目的， 建设者们将广泛采用通风管路基、热桩（热管） 、碎块石调温路基等冻土工程技术，这些都是物态变化规律的广泛应用。其实热管的应用远不止于此。热管也并不神秘，学生完全可以自制热管、热桩。本部分应将热管作为教学的载体，重点组织学生参与。教师应在示范的基础上，引导学生设计自己的热管，使学生体验探究的乐趣、艰辛和成功的愉悦。 教科书给出的设计题目是用热管设计太阳能热水器、教学中也可改为大型冷藏库设计热桩；为输油管道、工业和民用建筑、水坝设计热桩；甚至可以设计大热管，高效地提取地球内部的地热，直接用于发电或采暖（3）利用物态变化创造现代生活本段内容在逻辑上与“材料的发现和利用”、“物态变化规律的利用”是一脉相承的。人类发现、 研究、利用物态和物态变化，正是为了创造现代生活。建议将本段内容融于前两部分教学活动中，使之浑然一体，使学生真切体会到：物态变化就在我们身边，物态变化规律的应用改善着人类的生活、医疗、 文化、 物态变化规律的应用促进着社会的进步和人类文明的发展，进而形成科学的发展观。3. 来自极地的报告本段以考察报告的形式，警示人类活动对生态环境造成的破坏。教学中， 可借助多种教学手段和多种教学资源（含本地资源） 帮助学生解读科学技术是双刃剑这一事实，意识到人精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 类必须用科学的态度审视自己的行为，必须依靠科学技术解决人类面临的危机。可供教学中选择的素材很多，包括：水资源危机与节约用水。介绍世界及我国缺水及水污染的现状，提出合理利用和保护水资源的严肃的社会问题，帮助学生养成节约用水的习惯，增强防止污染、 保护环境的意识，鼓励学生投身到合理利用和保护水资源的科学活动中去。水污染及水污染的主要原因（有毒物质、污水、石油、热污染、放射性物质等）。“水污染防治法”和“水法”。“南极科学考察”、“冰川”、“赤潮”等科教片或电视片。节约用水徽标：水是生命之源，珍惜每一滴水，是公民的义务和责任。淡水资源和全世界淡水储量。人类环境宣言与可持续发展人类面临日趋严重的环境问题：人口问题、温室效应、热岛效应、厄尔尼诺现象、臭氧层被破坏、土地荒漠化、酸雨现象、森林的破坏、物种的消失、垃圾泛滥等，必须将可持续发展推向行动。联合国人类环境会议宣言和21 世纪议程国际保护臭氧层日（每年的9 月 16 日）中国环境保护法、中国21 世纪议程教学中建议围绕以下主题组织学生活动：依据对当地水资源（含地下水） 状况和利用情况的事先调查，对水资源污染和滥用提出自己的见解， 对水资源利用提出合理化建议。题目可以是： 从近日水价上涨3 倍说起列举家庭生活中用水途径，举出所有可能的节水方法。本板块的教学主要目的在于给予学生自行收集相关资料、自主探究的起点， 因为涉及的知识内容比较广，如果试图对每一个主题都进行展开是不切实际的，教学成本也过于高昂。教师可以选择性地向学生介绍以上的一些知识素材，激发学生开展自主探究的热情。介绍过程中教师应该注重这些自然现象或环境问题与物态变化规律之间的联系，使得学生进一步认识到人类在利用物态变化规律促进生产，提高生活质量的同时，也破坏了自然界原本在物态变化规律下形成的和谐，从而增强危机感，提高环保意识与法律意识。三、发展空间（一）“自我评价”参考答案1. 如图 5-4-1 ：图 5-4-1 2. 玻璃管耐受压强（压力）的限度是一定的，酒精被加热到某一确定温度，它施于玻璃管的压强（压力）刚好达到这一限度，因而玻璃管就会爆炸。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - - （二）“家庭实验室”指导1. 根据水的沸点与压强的关系（P）, 可见设计真空洗衣机，使水在常温下沸腾，产生大量气泡，而不需要洗衣粉（含磷洗衣粉也是造成环境污染的因素），在原理上是可行的。用一次性注射器，也可以制造“真空”，产生气泡。（三）“物理在线”指导可以举办专题讲座， 可以指导学生通过因特网或到图书馆了解有关材料科学的历史和知识，理解“材料科学是人类进步的基石”这一论断的含义。（四）“走向社会”指导教科书安排的题目是：厨房里的物态和物态变化。这是一个实用的题目，借此，既可以观察了解材料和物态的有关知识，又可以经历物态变化过程，还可以通过调查家长，了解厨房里的炊具、灶具以及做饭、烧菜等方式的变革，感知科学、技术、社会的关系。教学中亦可依据需要和当地环境条件可能，安排其他学生实践活动。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - - -