5《物態(tài)變化》全章教學(xué)設(shè)計

1、第五章物態(tài)變化教學(xué)設(shè)計第 1 節(jié) 地球上水的物態(tài)變化一、本節(jié)三維目標(biāo)要1知識與技能認(rèn)識水的三種物態(tài)。了解水的汽化和液化、熔化和凝固、升華和凝華。了解地球上的水循環(huán)現(xiàn)象。了解水對人類生命的意義。2過程與方法在觀察中嘗試發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。通過觀察圖片或視頻、實驗探究、查詢資料，認(rèn)識自然界形形色色的水。3情感態(tài)度與價值觀感知水的三種狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化，欣賞大自然中水的物態(tài)變化的妙斧神工。關(guān)注水資源危機，養(yǎng)成節(jié)水意識和保護(hù)水資源意識。二、重點與難點本節(jié)的重點是設(shè)計學(xué)生參與的水的三態(tài)變化的模擬情境。本節(jié)的難點是水循環(huán)中的物態(tài)變化。三、 教學(xué)過程1認(rèn)識水的物態(tài)變化學(xué)生對水的固（冰、雪、霜、雹）、液（水流、

2、雨露）、氣（水蒸氣）態(tài)雖不陌生，但并未認(rèn)真研究和系統(tǒng)觀察。教學(xué)設(shè)計宜從章首圖和常見的天氣現(xiàn)象導(dǎo)入課題，著力設(shè)計好模擬云和雨的小實驗，使學(xué)生得以親歷和觀察水的物態(tài)變化。伴隨實驗觀察進(jìn)程，適時指明觀察點和思考問題，諸如： 給燒杯加熱過程中，你在杯口盤子底面看到了什么？ 為什么要給燒杯加熱？為什么在杯口蓋著的盤子里放些冰塊？ 為什么在大燒杯里鋪一層飽含水分的濕沙？換用別的東西，例如冰塊，行嗎？ 燒杯上方出現(xiàn)的朦朧“白霧”說明什么問題？依據(jù)教學(xué)需要，亦可在本實驗前補充加熱冰塊的小實驗：在燒杯中放少許冰塊，加熱，直至燒干。使學(xué)生感悟水由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的變化。由此導(dǎo)入本實驗。本實驗的濕沙亦可換為冰塊。

3、對酒精燈的使用方法和注意事項，教師應(yīng)做出示范并強調(diào)以下幾點： 絕對禁止用一只酒精燈去引燃另一只酒精燈。 酒精燈的外焰溫度最高，應(yīng)該用外焰去加熱。 熄滅酒精燈時，必須用燈帽蓋滅，不能吹滅。 萬一灑出的酒精在桌上燃燒起來，不要驚慌，應(yīng)立即用濕抹布撲蓋。類似模擬造“冰”、造“雨”、造“雪”、造“霜”、造“露”等活動，還應(yīng)布置到課處活動中。對水的物態(tài)變化應(yīng)在本板塊末推廣到整個物質(zhì)世界，以利后續(xù)教學(xué)。教師應(yīng)依托學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和對冰水水蒸氣水冰轉(zhuǎn)換的實驗探究， 引導(dǎo)學(xué)生把生活經(jīng)驗跟水的物態(tài)變化結(jié)合起來，再由小范圍內(nèi)水的物態(tài)變化擴展到地球上、自然界中的水循環(huán)，啟發(fā)學(xué)生想象出地球上水的“旅行”圖景， 進(jìn)而

4、激發(fā)他們升騰起疑問：水為什么會在自然界中循環(huán)？既然循環(huán)不已，為什么還存在水資源危機和缺水？水的三態(tài)轉(zhuǎn)化需要什么條件？2地球上的水循環(huán)本板塊實施過程需借助有關(guān)地球上水循環(huán)的模型、圖片、課件、 網(wǎng)上資源等，展示豐富多彩的水的物態(tài)變化的的信息，使學(xué)生確認(rèn)水的三種狀態(tài)不斷地相互轉(zhuǎn)化的過程關(guān)乎萬物生存和人類的發(fā)展。3大自然中水的物態(tài)變化本板塊設(shè)計意在展示大自然中水的物態(tài)變化創(chuàng)造了自然界的神奇、壯觀、瑰麗和生機。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生“讀懂”大自然向我們“講述”的水的物態(tài)變化的“故事”。在上面教學(xué)中，教師要有意識地滲透情感教育目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生敬畏地球上的水循環(huán)，欣賞大自然中水的物態(tài)變化所創(chuàng)造的“杰作”，關(guān)愛水的生態(tài)

5、系統(tǒng)，形成愛水、節(jié)水意識和水資源危機意識?；顒又锌梢蕴峁┤缦略O(shè)想供學(xué)生討論：若水的三態(tài)變化停止，人類的生活將變成怎樣？三、發(fā)展空間1“自我評價”參考答案（ 1）屋頂積雪因吸熱而融化為水，順屋檐下流；下流過程中因周圍大氣吸熱而結(jié)冰；這種情況相繼發(fā)生，形成上粗大、下尖細(xì)的冰錐。這種天氣現(xiàn)象常發(fā)生在我國北方天氣晴朗但氣溫低于0 的冬季。（ 2）將在冰箱中冷卻的金屬塊取出后，由于夏天外界氣溫偏高，金屬塊將吸熱，使其周圍空氣中的水蒸氣遇冷而在其表面液化并聚集為小水滴，擦干后很快又形成，直到金屬塊與周圍環(huán)境溫度相同。2“家庭實驗室”指導(dǎo)太陽能凈水器的創(chuàng)意很好。被污染的水將因吸收太陽能加快蒸發(fā)（汽化），至溫

6、度罩水蒸氣遇冷凝結(jié)成潔凈水滴，然后經(jīng)漏水托盤匯集到收集杯中。這里有兩點需要注意：（ 1）周圍氣溫要低于罩內(nèi)，且空氣流通，以加快凈化水的速率。（ 2）相對漏水托盤，污染水杯口徑要小，以減少凝結(jié)后的潔凈水滴重返染水杯，增加凈水產(chǎn)生率。以上兩點注意，可轉(zhuǎn)化為問題，由學(xué)生自主探究。此外， 以下兩種凈化水的方案可以提供給學(xué)生作為小實驗內(nèi)容（其中前一個模擬自來水凈化過程，后一個模擬飲水機凈化過程）。在燒杯中加入100mL渾濁的河水（湖水、池水、井水等），然后加入少量明磯粉末，攪拌后靜置，觀察現(xiàn)象。提示學(xué)生思考：將明礬倒入河水中，能使河流變清澈嗎？再將濾紙折好后放入漏斗。漏斗下接另一燒杯。將燒杯上層澄清的水

7、倒入漏斗，將濾液收集到下方燒杯中。向過濾后的水中加幾滴新配制的漂白粉溶液。水會有什么變化？在一個較大的飲料瓶底部穿一個小孔，在瓶內(nèi)底部墊一些棕櫚絲之類的透水纖維，再將干凈的沙、小石塊分層放入瓶中，最上面再放幾層透水纖維，做成一個簡易濾水器。將洗過菜或淘過米的水倒入濾水器中過濾，收集從瓶底小孔流出來的水，看有什么變化？3“物理在線”和“走向社會”指導(dǎo)（ 1）組織學(xué)生交流濕地資源，應(yīng)圍繞“為什么濕地被譽為地球的肺”這一主題，討論濕地對平衡水的三態(tài)變化的重要作用。（ 2）關(guān)于保護(hù)水資源，可組織學(xué)生查找相關(guān)資料、圖片或下載網(wǎng)上信息，并按以下主題整理信息，準(zhǔn)備交流和討論：水能為人類做些什么？水為什么是寶

8、貴的資源？破壞水資源會給人類帶來哪些危害？我們應(yīng)該怎么辦?第 2 節(jié) 熔化和凝固、本節(jié)三維目標(biāo)要求1知識與技能了解晶體和非晶體的區(qū)別。知道一些物質(zhì)的熔點。知道熔化和凝固的含義。認(rèn)識熔化是吸熱過程，了解熔化曲線和凝固曲線的物理含義。2過程與方法感知發(fā)生熔化和凝固的條件區(qū)別晶體和非晶體，感悟物質(zhì)世界的美麗多姿。經(jīng)歷固體熔化的實驗探究過程，學(xué)習(xí)實驗探究的基本思路和方法。了解圖像是一種比較直觀的表示物理量變化的方法。學(xué)習(xí)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出物理圖像的方法。3情感、態(tài)度與價值觀嘗試對環(huán)境溫度問題發(fā)表自己的見解。有關(guān)注環(huán)境溫度的意識。嘗試將生活和自然界中的一些現(xiàn)象與物質(zhì)的熔點聯(lián)系起來，將所學(xué)知識與生產(chǎn)、生活相

9、結(jié)合。關(guān)注自然現(xiàn)象，產(chǎn)生樂于探究自然現(xiàn)象的興趣和欲望。、重點和難點本節(jié)重點是探究固體熔化過程的規(guī)律。本節(jié)難點是實驗數(shù)據(jù)的圖像轉(zhuǎn)換方法。三、教學(xué)過程1. 認(rèn)識晶體學(xué)生對將固體區(qū)別為晶體和非晶體認(rèn)識不足，教師應(yīng)著力調(diào)動學(xué)生的觀察積累，利用教科書提供的圖片，酌情展示一些常見晶體和非晶體的實物、模型、圖片資源，首先讓學(xué)生建立區(qū)別晶體和非晶體的宏觀依據(jù)形狀規(guī)則與否的概念，初步認(rèn)識晶體和非晶體的區(qū)別。2. 實驗探究固體熔化過程的規(guī)律不宜將本板塊變?yōu)檠菔荆岬猛度霑r間，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷固體（含晶體與非晶體）熔化的實驗探究全過程，初步領(lǐng)略科學(xué)探究的各個環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本思路和方法。這也是課時安排建議本節(jié)2

10、 課時的主要原因。（ 1）首先，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意晶體和非晶體不同的形狀和不同的加工工藝，猜想到它們可能存在不同的熔化規(guī)律；在觀察和思考的基礎(chǔ)上，提出探究問題：熔化是在什么條件下發(fā)生的？熔化過程有什么特點？晶體和非晶體的熔化規(guī)律究竟有什么不同？（ 2）為了研究提出的問題，重要的是組織學(xué)生討論，制訂出分工合理、實用高效的探究討劃和實驗設(shè)計方案。各組首先應(yīng)選取一種晶體、一種非晶體作為對比研究對象；為了使結(jié)論具有普遍性，各組所選研究對象要在條件允許的情況下盡可能不同。其次， 要探究熔化規(guī)律，自然需要將研究對象熔化，怎樣熔化？在熔化過程中需要觀測記錄哪些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象？需要什么實驗器材或儀器？要否自己尋找

11、或自制？這些都不要教師給定。這些問題需要師生討論，達(dá)成共識，并要有所約定。例如， 各組達(dá)成借助酒精燈加熱晶體和非晶體使之熔化的基本思路，約定定時（例如每隔30s）記錄加熱過程中晶體和非晶體的溫度，并確認(rèn)當(dāng)時研究對象的狀態(tài)，直到熔化持續(xù)一段時間為止。至于各組探討的具體問題，例如，停止加熱后，熔化情況怎樣？是選取冰和蠟，還是選取海波和松香或者別的作為研究對象？是用水浴法加熱，還是直接加熱？都應(yīng)該以寬容的態(tài)度對待。需知： 規(guī)范完美的科學(xué)探究純屬理想模型，在實際上是不存在的， 以此模式組織探究只能是 “假探究”；各組探究過程的差異應(yīng)視為寶貴的課程和教學(xué)資源，使得合作交流、討論評估更具實際價值。（ 3）

12、在進(jìn)行實驗和收集證據(jù)過程中，應(yīng)幫助學(xué)生解決一些實際問題：進(jìn)一步鞏固使用酒精燈或無煙臘加熱物體的規(guī)范要求。了解實驗室常用液體溫度計的工作原理、構(gòu)造特點、溫度范圍及分度值。學(xué)會測量溫度，知道用溫度計測量溫度的正確方法和注意事項： 確認(rèn)溫度計的量程和分度值。 將溫度計的玻璃泡與被測量的物體充分接觸。 當(dāng)溫度計的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)。讀數(shù)時，溫度計仍需和被測物體接觸（體溫計除外）。 讀數(shù)時，視線要與溫度計中液柱上表面相平。研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律，需要知道它們?nèi)刍^程中的溫度。如何使待熔化物體均勻受熱、使溫度計的玻璃泡與待熔化固體充分接觸呢？怎樣使待熔化固體緩慢熔化，以便觀察和測量呢？ 待熔固體應(yīng)為細(xì)

13、?；蚍勰?。 盛裝待熔固體的試管應(yīng)較細(xì)，以增大受熱面積。裝入試管中的待熔固體應(yīng)適量 （過少，則熔化過程太短，不利觀測；過多，則受熱不均勻）。 優(yōu)選間接加熱（例如水?。┓?，并用兩枚溫度計同監(jiān)測試管內(nèi)外的溫度，調(diào)整控制熱源加熱力度，使內(nèi)外溫差保持在23 c左右。 建議學(xué)生先做非晶體熔化實驗，再做晶體熔化實驗。用意有二：前者較易成功且易理解；能夠?qū)笳弋a(chǎn)生更強列的印象和反差。指導(dǎo)學(xué)生分工合作，高效安全地進(jìn)行實驗、收集證據(jù)。（ 4）在數(shù)據(jù)處理、討論交流和評估環(huán)節(jié)，教師的主要工作應(yīng)集中于：激活學(xué)生尋找和比較數(shù)據(jù)規(guī)律的需要。幫助學(xué)生回顧數(shù)學(xué)上描點作圖的一般方法及其優(yōu)點，指導(dǎo)學(xué)生在方格紙上描畫物質(zhì)熔化曲線。

14、熱情支持學(xué)生的附加探究實驗，允許學(xué)生重做或部分重做實驗，以便擴大交流和評估成果。為學(xué)生提供討論和評估的必要物質(zhì)條件，例如， 提供視頻展臺或?qū)嵨锿队皟x，用以展示各組所得熔化曲線和數(shù)據(jù)記錄表格。實驗結(jié)論不宜絕對化。為了達(dá)成共識，應(yīng)組織學(xué)生對比分析、總結(jié)晶體和非晶體的熔化過程，歸納出二者的同異點，總結(jié)出晶體熔化的兩個必要條件：達(dá)到熔點；繼續(xù)加熱（吸收熱量）。（ 5）得出固體熔化過程的規(guī)律后，教師可予以擴展。給出熔點概念。指出熔點是晶體物質(zhì)的基本屬性之一。生活和自然界中，生產(chǎn)和技術(shù)上，許多現(xiàn)象和應(yīng)用都與熔點有關(guān)。引導(dǎo)學(xué)生用分子動理論初步解釋熔化的吸熱過程。介紹常見物質(zhì)的熔點，使學(xué)生對之有定性的了解。要

15、求記住冰的熔點。3. 液體的凝固（ 1）列舉生活、生產(chǎn)、技術(shù)上的液體凝固實例。例如，水結(jié)成冰，塑料顆粒熔化后注入鋼模冷卻凝固成塑料盒，熔融狀態(tài)下的玻璃軋制成玻璃板（ 2）凝固過程和凝固曲線。引導(dǎo)學(xué)生對比冰（晶體）熔化過程的三個階段，采用類比的方法，分析水（液體）凝固過程的三個階段的吸放熱特點和溫度變化特點。要明確：雖然同種物質(zhì)的凝固點和熔點相同，但兩種曲線卻具有不同的物理含義。同時總結(jié)歸納出熔融狀態(tài)下的晶體凝固的兩個必要條件：達(dá)到凝固點；放出熱量。還應(yīng)對比分析熔融狀態(tài)下的晶體與非晶體的凝固過程的異同點。使學(xué)生獲得相對完整的固液變化的認(rèn)識。為了同一目的，建議布置課外實驗探究活動：利用冰箱設(shè)計實驗

16、，研究水的凝固過程并畫出水的凝固圖像。（ 3）組織學(xué)生綜合運用熔化和凝固規(guī)律，特別是聯(lián)系§5.1 自我評價中的屋檐上冰錐的形成過程，交流討論教科書有關(guān)“火山爆發(fā)后”內(nèi)容， 要求學(xué)生做到運用所學(xué)知識和方法進(jìn)行必要的推理分析。熔巖在流淌過程中，將因向周圍放熱而導(dǎo)致溫度不斷降低。雖然剛從火山口噴出時巖漿溫度相同，但凝固點（熔點）高的礦物巖漿將首先凝固，這些凝固的礦物要么沉積下來，要么隨未凝固的巖漿向前推移，直到所有巖漿均在火山口周圍依山傍勢凝固?；旧习撮蠙焓?、輝石、角閃石、黑云母、正長石、白云母、石英排列。三、發(fā)展空間（一）“自我評價”參考答案1.0 C,BC段2. 非晶體（二）“家庭實

17、驗室”指導(dǎo)吊冰游戲：鹽的熔點高于冰的熔點。冰上撒些鹽，因鹽的溫度高于0，致使局部冰面熔化， 鹽溶化在水中吸熱，使繩子周圍冰面上熔化的冰重新凝固，故而幾秒鐘后就能用繩子把冰吊起來。類似的，可做“復(fù)凝”游戲：將一塊冰置于桌面上，把兩端懸掛重錘的細(xì)線橫置于冰塊上表面，則可見細(xì)線緩慢切過冰塊落至桌面，而冰塊仍是“堅冰”一塊，依稀還可找到細(xì)線“切豆腐”的痕跡，但“豆腐”重新又連成一片。這是利用冰在壓力下熔點提高的特性實現(xiàn)的。晶體花園：水在蒸發(fā)過程中吸熱，將加速食鹽水的凝固，由于瓦片放置和色素沉著，碗中各處食鹽結(jié)晶析出的形狀殊異，因而生成漂亮的“晶體花園”。（三）“物理在線”和“走向社會”指導(dǎo)太空材料：組

18、織學(xué)生下載網(wǎng)上信息或去圖書館查找資料，走訪專家學(xué)者，集中討論以下問題：（1）什么是太空材料？（2）太空材料成本昂貴，為什么要制選太空材料？（3）你希望太空實驗工廠制造什么新的材料？說說你的設(shè)想。第 3 節(jié) 汽化和液化一、本節(jié)三維目標(biāo)要求1知識與技能知道什么是汽化、液化。了解沸騰現(xiàn)象，知道水的沸點。知道蒸發(fā)可以致冷。會對蒸發(fā)和沸騰進(jìn)行比較，找出它們的區(qū)別。知道汽化是吸熱過程，液化是放熱過程。會用汽化和液化的規(guī)律解釋自然界或生活中的一些簡單的物態(tài)變化現(xiàn)象。2過程與方法通過探究活動了解水沸騰時的溫度特點。經(jīng)歷實驗探究的基本過程，了解科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)。3情感、態(tài)度與價值觀把生活現(xiàn)象和自然現(xiàn)象與物質(zhì)的

19、沸點聯(lián)系起來，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理。了解電冰箱的基本原理及生產(chǎn)“無氟冰箱”的意義，有環(huán)境保護(hù)的意識。二、重點與難點本節(jié)的重點是實驗探究水沸騰的規(guī)律。本節(jié)的難點是水沸騰的溫度（沸點）與氣壓的關(guān)系。三、教學(xué)過程1. 實驗探究（水）沸騰的規(guī)律（ 1）“水開了嗎？”這是在每家庭幾乎天天都會聽到的一句問話?！伴_水不響，響水不開” 也許是學(xué)生很小就學(xué)來的判斷水是否 “開” 了的依據(jù)。基本學(xué)生擁有豐富的生活經(jīng)驗，但并未認(rèn)真觀察過水沸騰的全過程，并未探入思考過與水沸騰相伴隨的氣泡、聲音、水量、溫度等相關(guān)特征的變化規(guī)律的教學(xué)背景，教師宜按照教科書的提示，利用透明容器構(gòu)造水沸騰過程的真實情境，激

20、勵學(xué)生：你看到了什么？你想到了什么？引發(fā)并確認(rèn)實驗探究問題。學(xué)生探究的問題，應(yīng)達(dá)成某種共識，例如，探究水沸騰與溫度的關(guān)系，但也應(yīng)鼓勵附帶探究其他問題，諸如沸騰前后的聲音變化、氣泡變化、沸騰時水量的變化等。這些附帶探究的問題，對學(xué)生進(jìn)一步深化認(rèn)識沸騰現(xiàn)象和汽化現(xiàn)象、形成對多種現(xiàn)象聯(lián)系與思考的意識，十分必要。（ 2）遷移探究固體熔化規(guī)律的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，在燒水過程中直接觀察水的沸騰現(xiàn)象，從而探究發(fā)現(xiàn)沸騰的特征和規(guī)律，應(yīng)成為課堂教學(xué)中的 “轉(zhuǎn)知成識”、 “轉(zhuǎn)識成智”的良好契機，同時成為教師引領(lǐng)學(xué)生設(shè)計實驗和進(jìn)行實驗的指南。教師還應(yīng)提醒學(xué)生：在實驗中，要分工合作，做好觀察記錄（包括水的溫度隨中熱時間變化的記

21、錄、水發(fā)出的聲音、水中的氣泡隨加熱時間變化的相關(guān)記錄），更要注意安全，避免燙傷。（ 3）在學(xué)生得出水沸騰的溫度和加熱時間的關(guān)系曲線后，應(yīng)及時組織分析論證和交流討論： 該圖像與晶體熔化圖像有什么相似之處？有什么不同之處（沸點概念得以生成）？ 沸騰前、沸騰時用酒精燈加熱水的作用有什么不同？移開酒精燈，停止加熱，水還沸 騰嗎？ 水的沸點是100c嗎？如果不是100C,究竟是實驗誤差，還是另有原因？ 沸騰前后，水中氣泡變化、聲音變化有什么特征？沸騰中減少的水跑到哪去了？水沸騰需要什么條件？這個結(jié)論是否可推廣到所有液體？為了檢驗?zāi)愕呐袛?，你認(rèn)為是否有必要換用其他液體再做實驗？（ 4）由水沸騰時的實驗數(shù)據(jù)

22、和水沸騰曲線學(xué)生可以認(rèn)識到水有確定的沸點。鑒于沸點與氣壓的關(guān)系在生產(chǎn)技術(shù)和日常生活上的重要應(yīng)用（壓力鍋就是一個典型）， 引導(dǎo)學(xué)生探究水的沸點溫度與氣壓的關(guān)系，十分必要。 移開熱源，停止對水加熱，沸騰則停止。這是學(xué)生已經(jīng)親歷的事實。要探究水沸騰的溫度與氣壓的關(guān)系，需在改變氣壓（增大或減小氣壓）的前提下，使水重新沸騰，同時測量 對應(yīng)溫度。如何改變液面上方的氣壓，這是設(shè)計實驗中的難點和關(guān)鍵。以往利用封閉的燒瓶或燒杯，采用冷水淋浴或用抽氣機抽氣減壓的方法實現(xiàn)“復(fù)沸”，要么安全性差，要么設(shè)備復(fù)雜，而且推理解釋復(fù)雜，因而不適于學(xué)生探究。改用封閉大試管、用注射器緩慢抽氣減壓的方法實現(xiàn)“復(fù)沸”，不僅效果明顯、

23、設(shè)備簡單、便于解釋，而且還可利用來進(jìn)行增壓（推進(jìn)柱塞）“止沸” ， 為學(xué)生完善探究設(shè)計提供了可行的選擇。的確， 要證實水沸騰的溫度與氣壓有關(guān)，不僅需要考察氣壓降低時水的沸點怎樣變化，而且需要考察氣壓升高時水的沸點怎樣變化。（ 5）將汽化的兩種方式蒸發(fā)和沸騰對比分析顯然是必要的。而且，蒸發(fā)在物態(tài)變化中，尤其在水的循環(huán)中的重要作用，要求我們在教學(xué)中賦予它應(yīng)有的地位。除了在表現(xiàn)特征上對兩種汽化方式予以辨析外，還可利用分子動理論的分子運動模型給出初步解釋。影響蒸發(fā)快慢的諸種因素：液面面積，環(huán)境溫度、濕度、氣壓，周圍空氣流動快慢等，都應(yīng)納入教學(xué)視界?；蚧仡櫺W(xué)科學(xué)，或組織學(xué)生討論（餐廳衛(wèi)生間裝的熱風(fēng)干手

24、器就是一個好例子），甚至組織相應(yīng)實驗探究，應(yīng)視學(xué)生知識和經(jīng)驗基礎(chǔ)決定。本段教學(xué)設(shè)計應(yīng)圍繞蒸發(fā)和沸騰這兩種汽化方式的相同點和不同點展開。 “為了使洗過的衣服干得快些，可以采用哪些措施？”就是一個適當(dāng)?shù)膶?dǎo)入話題。2. 氣體的液化與凝固是熔化的相反過程一樣，液化是汽化的相反過程。具體教學(xué)操作可以著手于以下兩個方面。（ 1） 水蒸氣液化成水的現(xiàn)象，學(xué)生十分熟悉。冷玻璃窗上的水滴，眼鏡片上的 “霧汽” ，燒水時壺嘴噴出的“白霧”，從冰箱中取出的冰鎮(zhèn)汽水瓶外壁上的“淚珠”要注意在教 學(xué)中調(diào)動學(xué)生的經(jīng)驗積累，引導(dǎo)他們關(guān)注水蒸汽液化的細(xì)節(jié)。例如， 冷玻璃窗上的水滴和眼鏡片上的霧氣出現(xiàn)在哪一面上？水壺嘴噴出的“

25、白霧”緊挨壺嘴嗎？這些細(xì)節(jié)對于學(xué)生理解液化和汽化規(guī)律大有幫助。（2）氣體液化的歷史，尤其是空氣液化的歷史，是物理學(xué)發(fā)展的縮影，也是科學(xué)技 術(shù)社會協(xié)調(diào)發(fā)展的典型。極低溫度的獲得，真空技術(shù)的提高，熱力學(xué)第三定律的發(fā)現(xiàn)，超 導(dǎo)、超流和完全抗磁性的發(fā)現(xiàn)，超導(dǎo)電性的唯象和微觀理論，高溫超導(dǎo)材料的研究都與氣體的液化直接或間接有關(guān)。教師應(yīng)利用各種文本資料，展現(xiàn)人類探索氣體液化的艱難歷程和美好的前景，概述氣體液化的兩種途徑：降低溫度和壓縮體積。§5.1 中的人工造“雨”就是通過降低溫度使水蒸氣液化成 “雨” 的。 教學(xué)中還可增加用注射器壓縮乙醚蒸氣的體積使之液化（反之則汽化）的學(xué)生小實驗。所有氣體在

26、溫度降到足夠低時都可以液化。不存在“永久氣體”。 1908 年，荷蘭物理學(xué)家卡末林昂內(nèi)斯（H.K.Onnes,1853 1962）領(lǐng)導(dǎo)的低溫實驗室使最后一種“永久氣體”氦實現(xiàn)了液化，同時獲得了 4.2K 的低溫。在一定溫度（臨界溫度）下，壓縮氣體的體積也可以使氣體液化。事實上，到了1854年，通過包括法拉第在內(nèi)等人的工作，除了氫、氧、氮等幾種氣體外，當(dāng)時已知的其他氣體都能被液化了。早期氣體液化大多是通過壓縮氣體的體積實現(xiàn)的。3. 汽化、液化過程中的吸放熱伴隨氣體和液體過程的能量變化的表現(xiàn)形式是吸放熱。本板塊的教學(xué)應(yīng)該注重以下幾個方面。4. 1）沸騰過程中吸熱而溫度保持不變；停止加熱，沸騰隨即停

27、止。對此，學(xué)生已有實驗經(jīng)歷。蒸發(fā)過程吸熱的例子也很普遍。在溫度計測溫泡上裹上用水或酒精浸濕的棉球，溫度計的讀數(shù)有什么變化？在手背上涂些酒精，感受如何？對此，學(xué)生更有足夠的經(jīng)驗基礎(chǔ)。氣體液化放熱的現(xiàn)象，學(xué)生雖有感悟，但體會欠真切。因此有必要組織學(xué)生動手實踐。教科書第103 頁圖 5-3-8 是一個很好的對比實驗。教師應(yīng)認(rèn)真組織好學(xué)生的分組實驗和觀察討論。左右試管初始狀態(tài)相同，左管加熱沸騰、水量減少（溫度維持在沸點）；右管通入從左管中導(dǎo)入的水蒸氣，溫度升高，水量增加。典型地展示了物態(tài)變化過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)化這一物理現(xiàn)象。倘若使兩管中的水循環(huán)流動，它就是蒸氣傳熱的模擬裝置。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)結(jié)合 “

28、發(fā)展空間”欄中有關(guān)電冰箱的閱讀材料，提醒學(xué)生注意循環(huán)工作物質(zhì)（R134a 等）物態(tài)變化過程典型地伴隨著工作物質(zhì)能量的變化：在冷凍室汽化吸熱（使冰箱內(nèi)溫度降低）；在冷凝器液化放熱（使冰箱外的空氣變熱）。這里的壓縮機相當(dāng)于教科書圖5-3-8中的酒精燈，沒有它，不可能完成 R134a的循環(huán)流動；這里的R134a相當(dāng)于 圖5-3-8中的水，不同的是，圖 5-3-8中的水未能循環(huán)流動，而R134a比水更容易汽化、比水蒸氣更容易液化。5. 2）自然界中的物態(tài)變化（含熔化和凝固、汽化和液化、升華和凝華）事實上都伴隨著能量的變化，不僅僅限于水的三態(tài)變化。教師應(yīng)在本節(jié)之末、§ 5.4 和復(fù)習(xí)課中予以強

29、化。三、發(fā)展空間（一）“自我評價”參考答案1. 采用“分餾法”，利用水和酒精的沸點不同，使混合液（即甘蔗酒）沸騰，可以從甘蔗酒中分離出酒精。事實上，由于水的蒸發(fā)，這樣分離出的酒精純度較低，倘若利用生石灰的極強的吸水性質(zhì)，將混合液跟生石灰（CaQ混合加熱蒸儲，即可達(dá)到提純酒精的目的。2. 減慢盆栽花卉的水分蒸發(fā)，自然可以從減小花卉葉表面積（通過修剪）和花盆液表面積、降低周圍空氣溫度、增加周圍空氣濕度、減少周圍空氣流通諸種因素考慮。但這同樣是一個實際問題，切忌在設(shè)計澆水方案時“想當(dāng)然”應(yīng)用所學(xué)一般物理原理。例如，花卉生長需要一定的溫度、濕度、陽光、水分、空氣、肥料條件，不能顧此失彼，要統(tǒng)籌兼顧。學(xué)

30、生的設(shè)計方案不宜統(tǒng)一要求，重要的是設(shè)計思路和原理的運用。（二）“家庭實驗室”指導(dǎo)依據(jù)教科書第104 頁所提供的資料，可安排兩項家庭實驗或課外實踐活動：（ 1）探究電冰箱里的物態(tài)變化。要求學(xué)生提出自己想研究的問題，設(shè)計方案，并進(jìn)行探究，寫出實驗探究報告。（ 2）制作簡易“冰箱”。要求學(xué)生調(diào)查訪問家長或社會人士，了解“土”法致冷保鮮的多種方法，并制作一臺袖珍式簡易“冰箱”，展示給大家。（三）“物理在線”和“走向社會”指導(dǎo)天氣圖：利用氣象衛(wèi)星捕獲的信息，借助計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以生成滿足各種用戶要求的天氣圖。天氣圖是天氣預(yù)報的重要依據(jù)，可限定在天氣現(xiàn)象中涉及水的三態(tài)及三態(tài)變化的簡單天氣圖知識，進(jìn)行查

31、詢。第 4 節(jié) 物態(tài)變化與我們的世界、本節(jié)三維目標(biāo)要求1知識與技能了解人類認(rèn)識物態(tài)的歷程。認(rèn)識自然界和日常生活中多種不同狀態(tài)的物質(zhì)和物態(tài)變化。能用物態(tài)和物態(tài)變化知識解釋身邊發(fā)生的一些簡單物理現(xiàn)象。2過程與方法嘗試對環(huán)境問題（溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)等）發(fā)表自己的見解。3情感、態(tài)度與價值觀感悟物態(tài)變化在改變物質(zhì)世界和促進(jìn)人類文明中的巨大作用。樹立可持繼發(fā)展的意識。二、 教學(xué)過程1. 人類認(rèn)識物態(tài)的歷程（ 1） 19 世紀(jì)之前，人們還只能根據(jù)物質(zhì)的宏觀特征（是否具有一定的體積和形狀，是否能流動）來區(qū)分物質(zhì)的狀態(tài)，那時只知道物質(zhì)有固、液、 氣三態(tài)。初中講物態(tài)和物態(tài)變化，主要涉及這三態(tài)和三態(tài)間的變化問題。這

32、應(yīng)該成為本教學(xué)板塊展開的基礎(chǔ)，教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生理解這種物質(zhì)分類的方法，并在此基礎(chǔ)上討論人類認(rèn)識物態(tài)的歷程。近代對物態(tài)分類更深入到物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。從物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)去分析，物態(tài)和物態(tài)變化的種類很多。并且，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識會繼續(xù)深入，更多的物態(tài)會被人們發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識。20 世紀(jì)以來，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)或提出的新的物質(zhì)狀態(tài)形式有：等離子態(tài)、超固態(tài)、液晶液、超導(dǎo)態(tài)、超流態(tài)、中子態(tài)、黑洞等。有時同一物質(zhì)在某種溫度和壓力下，幾種不同的物態(tài)同時存在。例如，水處于密閉的容器中，下面是水，上面是水蒸氣，就是液態(tài)和氣態(tài)共存的情形。其他還有固、氣兩態(tài)共存，固、液兩態(tài)共存，或固、液、氣三態(tài)共存的情形。一般來說，

33、任何一種物質(zhì)，在溫度、壓強等發(fā)生變化時，都會呈現(xiàn)不同的物態(tài)。研究物態(tài)變化對于深入了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，對于研制新材料及新物質(zhì)，都具有很大的現(xiàn)實意義。（ 2）依據(jù)教材安排，本板塊應(yīng)重點突出等離子態(tài)和液晶態(tài)。關(guān)于液晶態(tài)、液晶顯示器的基本原理以及液晶顯示技術(shù)的應(yīng)用，教科書已有兩段介紹。建議教學(xué)中補充介紹等離子態(tài)、等離子體以及等離子體在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事上的廣泛應(yīng)用。事實上，等離子體在宇宙中廣泛存在。閃電、 極光等是地球上的天然等離子體產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。在地球之外，如圍繞地球的電離層、太陽和其他恒星、太陽風(fēng)、很多星際物質(zhì)，都是等離子體。它是宇宙間物質(zhì)存在的主要形式。用人工方式也可以產(chǎn)生等離子體，如霓虹燈放

34、電、原子核聚變、用紫外線和X射線照射氣體，都可以產(chǎn)生等離子體。利用等離子弧可以進(jìn)行切割、焊接、噴涂， 可以制造多種新穎的光源和顯示器。等離子體顯示器是繼陰極射線管顯示器，液晶顯示器之后的新一代顯示器，它的最大特點是厚度小，顯示面積大，用這種顯示器制造電視機，可以象畫一樣掛在墻上。用等離子體技術(shù)處理高分子材料，包括塑料和紡織物，既能改變材料的表面性質(zhì)，又能保留原材料的優(yōu)異性能，而且無污染。在軍事上利用等離子體規(guī)避探測系統(tǒng)，用于飛機等武器裝備的隱形等。以上知識內(nèi)容，有必要向?qū)W生簡單介紹。對人類認(rèn)識物態(tài)的歷程回顧，不僅可以使學(xué)生開闊眼界，增長見識，而且富含過程與方法、情感、態(tài)度與價值觀多種教育功能。

35、希望教師在占有大量信息資源的基礎(chǔ)上，認(rèn)真組織，深入淺出、通俗易懂地向?qū)W生展示魅力無盡的探究歷程（課件、圖片、錄像等教學(xué)手段往往是必須的）。2. 物態(tài)變化改變著世界本章章首指出：我們生活在物態(tài)變化的世界里。人類對物態(tài)變化的認(rèn)識是從水開始的。本章前三節(jié)的主要內(nèi)容大多也是圍繞水的三態(tài)及其變化展開的?，F(xiàn)在，作為本章的最后一節(jié)，教師有必要將物態(tài)和物態(tài)變化的視界拓展到更廣泛的領(lǐng)域，展示人類認(rèn)識物態(tài)變化、利用物態(tài)變化規(guī)律的輝煌歷史。（ 1）讓學(xué)生認(rèn)識物態(tài)變化的歷史首先可以介紹材料的發(fā)現(xiàn)和利用歷史從青銅器到太空晶體。教科書為此示例性地展示了青銅器、太空晶體。教學(xué)中應(yīng)組織學(xué)生利用身邊實例展示作為人類文明的象征的

36、材料的“發(fā)現(xiàn)”和利用。例如： 高壓鍋上的易熔片（可配以實物和投影展示）。 家用電冰箱、空調(diào)器中的致冷物質(zhì)從 R12（氟利昂、二氟二氯甲烷，CF2c12）到R134a。 保護(hù)衛(wèi)星或火箭的整流罩內(nèi)部的隔熱層和外表面涂層。 從鉛鋅電池、饃電池、鋰電池到硅光電池、氫電池、燃料電池。 從石器、銅器、鐵器到各種特種異型鋼材、記憶合金、納米材料。 人工增雨用到的固態(tài)二氧化碳（干冰）或液態(tài)氮、碘化銀，家庭廚房中的液化石油氣、天然氣或燃?xì)猓t(yī)院里的液態(tài)氧，用于運載火箭的燃料液態(tài)氧和助燃劑液態(tài)氫（ 2）物態(tài)變化規(guī)律的利用從蒸汽機到熱管。教科書集中討論了兩個典型例子，蒸汽機和熱管。教學(xué)中當(dāng)然不宜涉及技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)，但

37、教師對之應(yīng)有更多的領(lǐng)悟和感受，以便靈活應(yīng)用于教學(xué)設(shè)計。水沸騰變成蒸汽不僅能提供動力（含蒸汽機和蒸汽輪機）， 還為城市的集中供熱提供了優(yōu)越的方式。蒸汽機曾經(jīng)引發(fā)第一次工業(yè)革命，蒸汽輪機、燃?xì)廨啓C至今仍廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會。熱管在航天技術(shù)中的神奇妙用，得賴于它的特殊結(jié)構(gòu)，但其核心的部分應(yīng)是它對物態(tài)變化規(guī)律的運用。此外， 熱管還用于核電站、大型電機和電子系統(tǒng)的散熱冷卻。值得提及的是，未來全長1142km的青藏鐵路建設(shè)中，將迎對550km終年凍結(jié)的凍土區(qū)，為了達(dá)到穩(wěn)定地基的目的，建設(shè)者們將廣泛采用通風(fēng)管路基、熱樁 （熱管）、 碎塊石調(diào)溫路基等凍土工程技術(shù)，這些都是物態(tài)變化規(guī)律的廣泛應(yīng)用。其實熱管的應(yīng)用遠(yuǎn)

38、不止于此。熱管也并不神秘，學(xué)生完全可以自制熱管、熱樁。本部分應(yīng)將熱管作為教學(xué)的載體，重點組織學(xué)生參與。教師應(yīng)在示范的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計自己的熱管，使學(xué)生體驗探究的樂趣、艱辛和成功的愉悅。教科書給出的設(shè)計題目是用熱管設(shè)計太陽能熱水器、教學(xué)中也可改為大型冷藏庫設(shè)計熱樁；為輸油管道、工業(yè)和民用建筑、水壩設(shè)計熱樁；甚至可以設(shè)計大熱管，高效地提取地球內(nèi)部的地?zé)幔苯佑糜诎l(fā)電或采暖（ 3）利用物態(tài)變化創(chuàng)造現(xiàn)代生活本段內(nèi)容在邏輯上與“材料的發(fā)現(xiàn)和利用”、“物態(tài)變化規(guī)律的利用”是一脈相承的。人類發(fā)現(xiàn)、研究、利用物態(tài)和物態(tài)變化，正是為了創(chuàng)造現(xiàn)代生活。建議將本段內(nèi)容融于前兩部分教學(xué)活動中，使之渾然一體，使學(xué)生真切體會到：物態(tài)變化就在我們身邊，物態(tài)變化規(guī)律的應(yīng)用改善著人類的生活、醫(yī)療、 文化、 物態(tài)變化規(guī)律的應(yīng)用促進(jìn)著社會的進(jìn)步和人類文明的發(fā)展，進(jìn)而形成科學(xué)的發(fā)展觀。3. 來自極地的報告本段以考察報告的形式，警示人類活動對生態(tài)環(huán)境造成的破壞。教學(xué)中，可借助多種教