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2023年物态变化单元教案 第五章物态变化单元教案 一、本章概述与课程标准要求 本章内容属于课标内容的第一主题“物质”中的二级主题。 课程标准有关内容要求如下： （1）能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征。能从生活和社会应用的角度，对物质进行分类。 （2）有评估某些物质对人和环境的积极和消极影响的意识。尝试与同学交流对当地环境资源利用的意见。 （3）能区别固、液和气三种物态。能描述这三种物态的基本特征。 （4）会测量温度。能说出生活环境中常见的温度值。尝试对环境温度问题发表自己的见解。 （5）通过实验探究物态变化过程。尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点或沸点联系起来。 （6）能用水和三态变化解释自然界中的一些水循环的现象。有节约用水的意识。 基于学生对水的物态及其物态变化的生活经验和小学科学课程的学习基础，教材首先从整体上引领学生认识地球上水的三种状态以及相应的物态变化，认识地球上水的循环现象（§5.1）。然后着重探究物质的熔点和凝固（§5.2）、汽化和液化（§5.3）。最后，教材总括全章内容，在更广阔的视野上介绍物态和人类认识物态的历程，介绍物态变化在生活、生产、技术上的应用，介绍物态变化在改变我们的世界、促进人类文明发展上的价值，使本章教学内容得以融合与升华（§5.4）。 二、本章重点安排了两个实验探究活动： 探究固体熔化过程的规律和探究水沸腾的规律，并利用文字、图表等为学生提出观察思考、动手操作、上网查询、自我评价等学习任务。鉴于本章内容特点，教学中应充分利用学生的生活经验和观察、讨论、交流活动，设计了较多的学生实践活动。 三、本章实验器材： 常用酒精温度计和水银温度计。量程：0-100、0-50。试管和烧杯：常用于加热和盛放液体 铁架台：用于固定和夹持其它仪器。酒精灯：一般用外焰加热。用完后必须用灯帽盖灭。微型物理实验室：由温度计、大试管、小试管、多功能铁架台、无烟腊组成。可用于学生实验探究。 第一节地球上水的物态变化 一、教学目标 1、知识与技能 （1）、认识水的三种物态 （2）、了解水的汽化和液化、熔化和凝固、升华和凝华 （3）、了解地球上的水循环现象 （4）、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 3、情感、态度与价值观 （1）、感知水的三种状变及其相互转化 1 （2）、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 重点：经历水的三态变化 难点：水循环中的物态变化 三、教学过程 （一）引入 我们生活的地球表面大部分覆盖着什么？水。水覆盖着地球约71的表面，在地球45亿年的漫长演化中，水扮演了一个神奇的角色。大自然中，水以各种形态存在着，荷叶上闪闪的露珠，枝条上晶莹的雾凇，冬天屋檐下剔透的冰柱，美丽的云雾，高耸的冰川，这些水以不同的形态展现在我们的眼前，水不同状态间的转化，使大自然气象万千，生机勃勃。我们对物态变化的认识就从水的物态变化开始。 （二）新课 露、雾、雨、云、霜、雪、冰雹是大自然中水的多姿多彩的化身，它们是怎样形成的呢？要解决这个问题，我们要先认识水的三态。 1、学生讨论展示学案一并总结 2、学生展示课前动手并分析 由以上分析我们知道水可以在不同状态间转化，这就是物态变化 3、完成并展示学案二 总结后将物态变化推广到整个物质世界 4、完成并展示学案三 5、地球上，水的三种状态在不断地相互转化，形成了地球上的水循环。完成学案 四、1，并交流总结。 循环过程中的物态变化主要有：水蒸发成水蒸气，再液化成雨、露、雾，它们还可汽化成水蒸气；水蒸气还可凝华成霜、雪，它们还可熔化成水，也可升华成水蒸气。 6、完成学案 四、2，先展示水的用途。 水有如此广泛的用途，而我国的水资源总量并不丰富，人均占有量更低，我国有十六个省、市、自治区人均水资源占有量低于重度缺水线，有六个省、自治区人均水资源占有量低于极度缺水线，这其中就有我们河北省，而更让我们痛心的是，我们人类的活动在大量消耗水资源的同时，还造成了水的污染，导致水资源危机，如果再这样发展下去，我们看到的最后一滴水，真将是我们自己的眼泪。因此，保护水资源，节约用水成为了摆在我们面前的一个紧迫课题。同学们说说我们应如何从我做起节约用水。 （三）谈收获 （四）作业 请你利用课余时间调查一下我们周围水资源的使用及污染情况，并思考应对措施 第二节熔化与凝固 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 （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。 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。 （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 4 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。 第三节汽化和液化 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？ ·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。 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。 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。组织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。 （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。 第四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。 （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，课本已有介绍。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。 2.物态变化改变着世界 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。 （2）物态变化规律的利用-从蒸汽机到热管。 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 7 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。 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。 物态变化单元教案 物态变化复习教案 物态变化复习教案 物态变化中理化教案 1.1、物态变化 温度教案 物态变化 练习 初中物理物态变化蒸发教案 物态变化及应用 物态变化教学设计 初二物理 物态变化 复习教案