汽化和液化

初中部22级物理组  陈盼霞

一、实验基本信息

（一）使用教材

本节内容选自人教版初中物理八年级上册第三章物态变化的第三节，内容紧贴生活实际，生动有趣。是继熔化和凝固后对其他物态变化的进一步探究学习，同时为学习 “升华和凝华”做好知识准备。

（二）学情分析

本节课所面对的学生已经学习了熔化和凝固，在探究固体熔化时温度的变化规律中经历了相对完整的实验探究过程，学生对科学探究有了全面认识。汽化和液化注重与生活实际紧密联系，学生容易引起共鸣。在认知上学生的抽象思维能力有限，对现象产生原因的理解存在困难，同时又对有趣的物理现象充满了好奇心，具有强烈的求知欲望。

二、实验器材

自制教具：探究水沸腾时温度变化特点及其相关实验的器材（电热炉、锥形瓶、电子温度计、T型玻璃管、带阀门橡皮管、气球、微型气泵、短直玻璃管、L型玻璃管、小试管、烧杯、铁架台、计时器、干燥剂、电子秤、酒精灯）

教师演示实验器材：液氮、喇叭、细口塑料瓶、塑料烧杯、锥形瓶、 电热炉、气球、酒精

学生探究实验器材：电热炉、锥形瓶、电子温度计、计时器、气球、微型气泵、直玻璃管、带阀门橡皮管、酒精灯

三、实验教学目标

依据2022年版物理课程标准所提出的培养物理核心素养的四个维度教学目标，结合本节课的内容特点与具体学情，制定了以下教学目标：

（一）物理观念

学生通过实验了解气态和液态之间可以转化，了解汽化和液化。通过实验观察水的沸腾现象，用图像描述水沸腾时温度变化情况，知道沸腾图像含义，了解气压影响沸点。通过实验了解汽化吸热液化放热。

（二）科学思维

学生通过水沸腾实验，对实验结果进行评估和交流,体会利用图像进行数据处理的方法以及在科学探究中的作用。通过现象分析原因的过程中提升逻辑思维能力。通过汽化吸热液化放热实验，改进实验科学论证。

（三）科学探究

学生经历“探究水沸腾时温度变化特点”过程中，体会图像在探究物理规律中的作用，“气压与沸点”实验中分析总结大气压与沸点关系。通过自主设计探究实验中深层次体验物理探究过程。从液氮冰葡萄实验进行交流解释验证汽化吸热。

（四）科学态度与责任

在探究过程中培养学生严谨认真的科学态度，通过演示液氮汽化和了解液氮应用领域和行业，让学生体验科学的乐趣，培养创新精神，让学生感受物理课程学习意义，用物理学知识解决实际问题，推动社会发展。

基于教学目标，确定了本节课的重难点：

重点：通过实验探究水沸腾时温度变化特点。

难点：沸腾现象中从液态到气态的过程；液化产生的“白气”是液态小水滴；液化现象放出热量。

四、实验教学内容

（一）实验演示酒精从液态变为气态和从气态变为液态的过程，学生从现象中了解汽化和液化

（二）探究水沸腾时温度变化的特点

1．学生通过操作实验观察水沸腾现象，记录数据绘制图像总结出沸腾的特点和条件。

2．学生利用实验探究“气压与沸点”关系。

（三）学生探究蒸发吸热，通过对比实验，证实蒸发吸热，由沸腾和蒸发两个汽化现象总结出汽化吸热

（四）水沸腾时管口出现“白气”，学生通过二次汽化实验证明“白气”水蒸气液化成的小水滴

（五）教师利用自制教具进行对比演示实验，验证液化放热

五、实验教学过程

环节一：课前预习——结合本节课的内容特点，在课前布置预习任务，学生观看中小学智慧教育平台课程教学和课后服务相关视频，完成预习任务单。

环节二：创设情境，引入新课：利用液氮吹响小喇叭的神奇现象，激发学生强烈的求知欲，巧妙引入汽化和液化。

环节三：布置学习任务

任务一：认识汽化和液化现象：利用自制教具演示汽化和液化现象，帮助学生从现象中了解物质的液态和气态之间可以相互转化。

任务二：探究水沸腾时温度变化特点。

(1)学生通过实验，观察水从液态变成气态的过程以及水沸腾前后气泡变化，通过记录数据绘制温度变化图像，总结沸腾时的特点。学生从真实的动手实验中，总结规律，理解重点，在相互配合中增强团队协作能力。

(2)学生将实验得到的沸点数据与生活常识相对比，分析影响沸点的因素，通过实验探究“气压与沸点”的关系，突破难点。

任务三：汽化吸热：学生设计小实验，验证蒸发吸热，进一步加深对汽化吸热的理解。

任务四：液化：学生利用实验证明“白气”是小水滴，根据二次汽化，强化对“白气”的理解，打破固有思维，理解难点。

任务五：液化放热：利用自制教具，通过是否加干燥剂的对比实验，从数据中直观理解液化放热。

环节四：检测反馈：

(1)分析自然界和生活中的汽化和液化现象。

(2)根据实验现象，查阅课本，了解液氮沸点，引导学生揭秘是谁吹响了喇叭，并解释实验过程中产生“白气”的原因。

环节五：布置作业：

(1)展示液氮的简单应用——冰葡萄，鼓励将所学知识与生活相联系，查阅资料了解液氮应用领域和行业，下节课进行展示。

(2)展示吹喇叭实验后瓶子外侧出现的现象，学生预习升华和凝华寻找答案。

六、实验设计思路

本节课是以学生为主体的实验课堂，整个过程中，将自制教具用于演示和探究实验，实现一个器材完成多个实验，学生操作方便。具体设计思路如下图：

七、实验创新要点

创新点一：利用电热炉加热，缩短加热时间，提高实验效率。实验中利用T型管，将沸腾实验分成两通道，一通道与大气相通，一通道连接气球显示水沸腾时从液态到气态过程，增强可视性，学生更好理解汽化现象。

创新点二：通过带阀门的橡皮管，用微型气泵进行抽气和吹气，多角度理解气压与沸点关系，增强趣味性，深化学生对沸点的理解。

创新点三：优化实验器材，利用水沸腾两通道实验器材进行对比实验，左侧加入干燥剂，只让热气体通过，右侧不加干燥剂，水沸腾一段时间后，通入试管中，试管放在等质量水的烧杯中。根据温度计示数对比变化，引导学生归纳总结，得到液化放热结论，帮助学生突破难点。

创新点四：学生自主设计完成小实验，深层次体验物理实验，提升实验真实感，深化学生对所学知识的理解应用。

创新点五：以实验现象为基础联系实际生产生活，布置实践作业并展示，在提升学生科学思维的同时拓宽学生视野，为学生职业规划奠定基础，感受物理课程学习意义。

八、实验效果评价

本节课贯穿“以学生为主体”的教学原则，引导学生以现象为基准，了解现象产生原因，潜移默化地锻炼学生的科学思维；在探究“水沸腾时温度变化特点”及相关实验时，以一器材多用的自制实验教具为驱动，学生动手完成实验，将科学探究合理融入课堂，实现在教学中落实物理核心素养。

从实验效果来看，学生对于“水沸腾时温度变化特点”实验理解很好，强化了本节的重点。学生动手实验较好地突破了本节课的难点，通过对比实验，强化了学生对液化放热的理解。