教科版八年级物理上学期教案教学设计.DOC

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三、凸透镜成像规律
一、目 标
1、理解凸透镜的成像规律
2、能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3、具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。乐于参与观察、试验、制作等科学实践。
二、教学过程：
1．探究凸透镜成像的规律
　　教师引导学生进行探究。
　　通过上一节的学习，我们知道了照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是一个凸透镜。他们都利用凸透镜使物体成像。照相机所成的像比物体小，而投影仪所成的像比物体大；照相机、投影仪所成的像是倒立的，而放大镜所成的像是正立的。
　　①引导学生提出问题：凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系?
     然后让学生提出猜想：照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，看来像是放大的还是缩小的，跟物体和像的相对位置有关；无论照相机还是投影仪，物体和所成的像都在凸透镜的两侧，而在放大镜中，物体和像在透镜的同一侧，看来像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。
　　②制订实验计划，指导学生做实验，验证上面的猜想是否正确。
     实验前先向学生介绍实验装置和做法，使学生明白实验研究什么和怎样去研究。在学生知道了实验的目的和做法以后，让学生按照课本中列出的实验步骤独立地去实验、观察。课本上没有用光具座来做实验，是考虑到许多学校没有或只有数量很少的光具座。如果有用光具座做实验，会方便些。
　　照课本上介绍的方法，先把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，调整光屏与透镜的距离，使烛焰在光屏上成一清晰的像，观察像的大小、正倒，分别测量物体、像到凸透镜的距离，把数据记录课本上的表格中。
　　把蜡烛向凸透镜移近几个厘米，放好后重复以上操作，当蜡烛移到透镜的焦点时，在光屏上得不到蜡烛的像。
　　继续把蜡烛向凸透镜靠近，这时在光屏上已经看不到蜡烛的像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像。
　　在学生实验的基础上，让学生自己总结凸透镜的成像规律，并让他们书面或口头表述自己的观点。使学生知道：当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。
2．虚像和实像
　　当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，向学生说明这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立的虚像。可以回顾平面镜成虚像的情况，使学生明白实像与虚像的区别。
     想想议议
     学生们知道了什么是实像，什么是虚像之后，让他们根据上面探究的结果，讨论并总结什么情况下凸透镜成实像，什么情况下成虚像，凸透镜所成虚像与平面镜所成虚像有什么相同之处。
3．再结合凸透镜成像的规律，进一步认识照相机、投影仪、放大镜的原理。
①照相机原理和构造
　　照相机是人们经常接触的东西，了解照相机的基本结构和原理是有文化的公民应该具有的科学常识。可以用照相机实物或模型与挂图对照讲解：镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室，被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像。为了使学生对照相机的构造和使用了解得更实际些，可向学生介绍照相机的主要组成部分的作用和使用方法，主要是调焦环、光圈和快门。如果有照相机实物，做照相示范就更好。还可以让学生谈自己照相的体会，如何才能把相片照好，提高兴趣，活跃思维。同时可以问一些这样的问题，例如：为了使照片上人像大一些，照相时人应该靠近还是离开照相机一些?
②投影仪的原理和构造
     投影仪的构造主要有：镜头、投影片、聚光镜、光源和反光镜等部分。光源是用来照亮投影片的；聚光镜为一组凸透镜，其作用是聚光，增加投影片的亮度；反光镜是平面镜，其作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。根据凸透镜成像规律讲述投影仪的原理和基本构造，应指明投影片相当于上面实验中的蜡烛（物体），天花板相当于光屏，镜头起凸透镜的作用。投影片到镜头的距离稍大于焦距，所以在幕上能成放大的实像。
在介绍投影片时，需指出投影片应放在凸透镜的焦点以外，并且距焦点较近，在天花板上才能得到正立、放大的实像。
3、放大镜原理
   凸透镜作放大镜，就是利用了凸透镜能成放大的虚像这一原理。
三、课堂小结，课外作业
①玻璃瓶相当于一个柱面透镜。当铅笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动时，透过水瓶会看到铅笔尖逐渐变长，到某一位置时，铅笔尖突然改变方向。
用凸透镜做实验，当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时，透过凸透镜会看到铅笔逐渐变大，而形状保持不变，到某一位置时，铅笔尖也会突然改变方向。（所用的凸透镜焦距要比较短）
②"傻瓜相机"也有光圈和快门，只不过它们都安装在机身里面，傻瓜相机内部增加了一些电子、机械设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，不需要人工调节，傻瓜相机也能自动聚焦，不需要手动调焦。

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第6节神奇的眼睛

一、本节三维目标要求
　　1.知识与技能
> >         了解照相机的原理，知道眼睛看见物体的过程。
> >         了解近视眼的成因，知道眼镜是怎样矫正视力的。
　　2.过程与方法
> >         动手自制照相机，认识照相机的原理。
> >         通过照相机与眼睛的结构对比，了解眼睛看物体的机理。
　　3.情感、态度与价值观
> >         .能自觉保护视力，注意用眼卫生。
二、重点与难点
　　本节教学的重点是眼睛成像的机理，认识近视眼是教学的难点。
三、教学过程
　　眼睛成像是透镜成像规律的重要应用。照相机与眼睛有相似的结构，自制照相机，能使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象。因此，对眼睛成像的认识，可以从自制照相机开始。通过生理学中的眼模型或课件，将生理眼抽象成简化眼模型。将自制照相机与简化眼对比，使学生认识到眼睛可以看成是精巧的照相机，眼球中的角膜和晶状体的共同作用，相当于一个"凸透镜"，视网膜相当于照相机的底片。从物体发出的光线经过人眼的凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。这就是眼睛成像的基本原理。
　　研究照相机可以使我们认识眼睛是怎样成像的。反过来，科技工作者们对眼睛结构的进一步研究，又促进了照相机的不断发展，特别是变焦照相机的出现，是仿生学的一个重要典范。
　　眼睛与传统照相机的比较：　  更多免费资源下载绿色圃中小学教育网Http://Www.lsPjy.Com 课件|教案|试卷|无需注册　　眼睛 　　照相机 结构 　　角膜和晶状体（相当于一个凸透镜） 　　镜头（相当于一个凸透镜）  　　瞳孔 　　光圈  　　视网膜（有感光细胞） 　　底片（有感光材料） 成像 　　缩小、倒立、实像 　　缩小、倒立、实像 调节作用 　　像距不变，当物距减小（或增大）时，增大（或减小）晶状体的曲率以减小（或增大）焦距，使物体在视网膜上成清晰的像 　　焦距不变，当物距增大（或减小）时，减小（或增大）镜头到底片间的距离，使物体在底片上成清晰的像
　　  　　对近视眼成因的探究，是这节内容的难点。实验探究中，应突出以下思维过程：
　　①近视镜与凸透镜组合，确定近视眼视网膜的位置；
　　②拿开眼镜，光屏像变模糊，表示是近视眼看物体的情形；
　　③向透镜移动光屏，再次成清晰的像，是近视眼实际成像的位置；
　　④从物体发出的光线经过近视眼的凸透镜后会聚在视网膜的前面；
　　⑤利用凹透镜能使光线发散的特点，在眼睛前放一个凹透镜，能使从物体发出的光线会聚在视网膜上。
　　此探究过程还可以再作展开，增加一些环节，如可以在②与③之间，保持光屏与透镜位置不动，移动蜡烛，使之在光屏上成清晰的像，此时的蜡烛位置表示拿开眼镜的近视眼能够看清楚物体的位置。
　　明白了近视眼的成因，应向学生介绍一些眼保健知识（如眼睛保健操等），还应在课下走向社会，进行一些近视眼方面的调查，使学生认识对眼保健的重要性。
　　对于远视眼的介绍可以采用与近视眼成因类比的方式，并让学生知道为什么远视眼需要佩戴凸透镜。
　　
　　（二）材料准备与实验设计
　　1.实验材料准备
　　本节教学需要准备的材料如下：近视眼镜、蜡烛、凸透镜、光屏、自制相机等。
　　2.实验设计
　　（1）眼球仪（J3303型）中装有变曲率透镜，由成人眼球、光源、校正镜片，活动成像显示屏及底座组成。可以用来讲解眼球结构，并能演示视觉的形成，近、远视的原理及纠正的方法，也可以讲解光路成像。
　　（2）对近视眼成因的探究，可以在学具的光具座（图4-6-2）上进行，这样有利于读数。
　　
三、作业
　　（一）"自我评价"参考答案：
　　1.近视眼的明视距离小于正常眼。
　　2.照相机的基本使用参数见"参考资料"中的相关内容。
　　（二）"物理在线"指导
　　立体视觉是由两眼观物的不同视角而产生的视觉效果。在"参考资料"中有关于立体电影的内容，教师可以结合这些内容对学生进行辅导。
　　
第7节 通过透镜看世界
　　
　　一、本节三维目标要求
　　1.知识和技能
　　　　　         知道望远镜、显微镜是由多个透镜组合而成的。
                  了解望远镜、显微镜的基本作用。
　　2、过程与方法
                  经历利用两个透镜组成望远镜的实践过程。
                  经历利用两个透镜组成显微镜的实验操作过程。
　　　　　       初步学习逆向、类比的物理思维方法。
　　3、情感、态度与价值观
       激发学生对宇观世界和微观世界进行观测的兴趣。
                增强学生的自然审美能力，培养热爱自然、热爱科学的情感。
                 进一步形成科学的认识观。

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　　二、重点与难点
　　本节的重点是让学生利用凸透镜自行组装望远镜和显微镜的两个动手操作过程。
     三、教学过程
　　1．显微镜
　　讲显微镜之前，可以先复习一下放大镜。用放大镜可以看清书本上的小字等较小的物体，要想看细胞等非常小的物体，用一个放大镜就无能为力了，这就引入了显微镜。
　　从凸透镜成像规律知道，凸透镜能使物体成放大的实像，凸透镜又能成放大的虚像，引导学生去思考：先用一个凸透镜使物体成一放大的实像，然后再用另一个凸透镜把这个实像再一次放大，就能看清很微小的物体了，这就是显微镜的原理。教学时可以在投影片画一小物体，先让学生仔细观察投影片画面上的这个物体，再把投影片放到投影仪上，让学生观察屏幕画面上的这个物体，然后让学生拿着放大镜再去观察这个物体。说明这就是显微镜的原理，显微镜是利用两个透镜放大作用的组合制成的。这里可以让学生讲一讲感受。
　　照课本图3．5－1介绍显微镜的结构。特别要强调两个透镜的组合作用，引导学生发散思维，培养学生综合运用所学知识的能力。
　　2．望远镜
　　学过显微镜之后，学生知道了利用两个透镜的组合，可以制成显微镜，显微镜的物镜距离要观察的物体较近，使物体成一放大的实像。如果利用物镜使远处的物体成一缩小的实像，这个实像再经过目镜放大，就能看清楚较远处的物体，这就是望远镜。
　　照课本图3．5－2介绍望远镜的结构。利用望远镜能看清楚远处的物体，主要是由于望远镜物镜的直径比眼睛的瞳孔要大得多，它可以收集更多的光线，使远处的物体看起来更明亮。对于视角的问题，只要作简要的介绍，
　　让学生知道有这么一个概念，不要求学生完全理解。主要还是要强调两个透镜的组合作用。
　　课本中主要介绍了开普勒望远镜，同时可以向学生介绍其他类型的望远镜，扩大学生视野。
　　3．动手动脑学物理
　　1、这个实验可以让学生做一下，但要注意安全，不要让烧热的玻璃珠碰到身体。
　　2、把放大倍数较大（焦距较短）的凸透镜放在靠近眼镜的位置时，远处物体看上去变大了；两个放大镜位置对调以后，远处物体看上去变小了。为了使远处的物体看得更清楚，就要使物体放大，所以要用两个焦距不同的放大镜。如果两个放大镜焦距相同，就没有放大作用了。
　　



　　
第8节 走进彩色世界
　　
　　一、本节三维目标要求
　　1.知识和技能
> >         了解光的色散现象，知道光谱的概念。
> >         了解光的三基色，认识色光的混合。
　　2、过程与方法
> >         经历关于色光混合的实验探究。
> >         体验利用计算机软件了解自然原理的探究过程。
　　3、情感、态度与价值观
> >         形成色光合成白光的观念，具有尊重事实的科学态度。
> >         增加学生对色散的兴趣和体验。
　　
　　二、重点与难点
　　让学生了解色光的三原色是本节的重点，教学过程中安排的探究以及讨论等活动都主要围绕这一教学目标进行。
　　三、教学过程
　　1.光的色散
     以老师和小聪、小明的对话形式展开，讲述了牛顿发现光色散的实验和色光合成白光的实验，介绍了光的色散和光谱的概念。教材可读性强，这部分的教学，可以先安排学生自己阅读，然后在老师指导下进行"色散"的实验。
　　　做好色散实验，是这节课成功的关键。为此，老师可多准备一些三棱镜，让学生观察太阳光的色散，认识光谱，获得对色散现象的感性认识和对太阳光谱美的体验。
　　用棱镜做色散实验时，如果阳光不充足，也可利用投影仪的光，或灯泡的光，效果都比较理想。观察光色散的方法很多，如果没有足够多的三棱镜，教学中可以采用其他的方法。如利用平面镜和水来使白光色散，把由白光分解出的红橙黄绿蓝靛紫的色带反射到白色的墙壁上。生活中也有许多色散的现象，如：雨后天空出现的美丽彩虹，阳光透过养鱼缸在墙上出现彩色光带等，这些例子老师可适时补充。
　　关于教材中图4-8-2所示色光合成白的实验，不要求演示，只是作为物理学史简单介绍即可。
　　介绍光谱，可简单介绍"光谱是人类获得遥远天体信息及原子内部信息的主要途径"的一些高科技实例，展示科学的魅力，开阔学生眼界，提高学习物理的兴趣。
　　2.光的三原色。
　　　　有关"颜色之谜"的活动，内容丰富、充实，实验新颖，趣味性强。应让学生在自由的气氛中自主愉快地学习，在动手中认识科学概念。可以让学生用放大镜观察彩色电视画面上的各色光条。学生会发现，电视屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的，教材图4-8-7展示的就是这种情景。在此基础上，介绍色光的三原色，有利于学生理解。
　　教学中，不要学生死记三原色光合成的图示（教材图4-8-6），而应让学生在探究的活动中去认识色光合成的效果，在实验活动中获得感性认识。如果条件允许，可以让学生到微机室用计算机来定量探究色光混合的规律，认识白、黑、灰和各种色光的三原色比例。具体操作如下：
　　启动计算机，按以下程序点击：开始→程序→附件→画图→颜色→编辑颜色→自定义颜色。
　　　　在画图程序调色板上，有红（R）、绿（G）、蓝（U）三个表示光强弱的数据块，能在0～255范围内变化。调节红、绿、蓝三种颜色的强度，都达到255，在颜色/纯色板中，观察三原色光混合后的颜色是白色。 调节红、绿、蓝三种颜色的强度都到0，观察三原色光混合后的颜色是黑色。调节红、绿、蓝三种颜色的强度，能观察到任意颜色。
　　　这个实验不要求掌握，如果课上时间较紧张，也可在课下作安排。如果没有计算机，也可以通过彩色陀螺来认识色光的合成。
　　　　颜料的混合与色光的混合的规律不同。三原色色光混合后为白色，三原色颜料混合后为黑色。对颜料混合的探究在家庭实验室有简单介绍，可以请热爱绘画的学生讲一讲调色问题，提高学生的学习兴趣。
　　另外，本套教材的单色版（黑白版）中，因为无法显示多种色彩变化，教材舍去了"太阳光谱"、"色光的三原色"和"各种颜色的颜料"三个图。教师在教学过程中如涉及以上内容，可以通过相关资料予以展示。
　　三、发展空间
　　1．"我的设计"指导
　　在这个设计活动中，可以让学生发挥自身的想象空间，并通过实际操作获得切身感受。可以让学生考虑各种可能，如让手电筒射出的光透过两个不同颜色的透明胶片，将会有怎样的效果？如果将透明胶片剪成各种图案，会形成什么样的灯光效果？如此等等。
　　2."家庭实验室"指导
　　在课外实验过程中，学生可能会产生疑惑：为什么颜料的三原色不采用红绿蓝的色光三原色。在指导过程中可以让学生考虑如何通过色光三原色产生黑色的问题。颜料混合的实验操作性很强，因此可以在课上让爱好绘画的学生向同学们进行前瞻性的指导，以提高大多数同学的研究积极性。

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物态变化

第1节  地球上水的物态变化

一、本节三维目标要求
　　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）。
　　①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？
　　②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：
　　①水能为人类做些什么？
　　②水为什么是宝贵的资源？
　　③破坏水资源会给人类带来哪些危害？我们应该怎么办？
　　

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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：
　　①进一步巩固使用酒精灯或无烟腊加热物体的规范要求。
　　②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。
　　③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。
　　④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2～3℃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。
　　⑤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：
　　①激活学生寻找和比较数据规律的需要。
　　②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。
　　③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。
　　④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。
　　⑤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：①达到熔点；②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。
　　①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。
　　②引导学生用分子动理论初步解释熔化的吸热过程。
　　③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：①达到凝固点；②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

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　　（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。

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？
　　•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。

admin

　　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。
　　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。

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。