《升华与凝华》教学案例一个实验做两次

摘 要：在《升华与凝华》的新授课时，教师一般会用干冰的升华作为引入实验，效果很明显，十分能吸引学生的注意。但是在新课教学中学生很难判断冬天冰花到底是在窗户内侧还是外侧，这是再一次利用干冰的升华现象，能直观快速地解决学生的疑问。

关键词：升华与凝华；干冰的升华；冰花

【案例背景】

这是一所城乡结合部的初中校，这里的班级学生没有预习和复习的习惯，接受知识的主要途径就是课堂的四十五分钟时间，所以课堂上生成的问题一定要在课堂上用最简单和直接的方法解决。

【案例描述】

在苏科版物理第二章《物态变化》第四节《升华和凝华》的新授课中，我一般都会准备干冰。在新课引入中，把干冰放在试管中，学生观察干冰过一会没有了，用手摸一摸试管变冷了而且试管外壁有霜的形成，效果很明显，也十分能吸引学生的注意。从而引入升华是物质由固态直接变为气态的过程，而且升华吸热。

在新课讲述到升华和凝华的应用时，我提出问题：“冬天窗户上的冰花到底是在窗户的内表面还是外表面？”一位同学说：“刚刚老师说过了，热的水蒸气遇冷凝华形成霜。教室内温度较高，教室内侧玻璃的温度就比较高，而室外比较冷，外侧玻璃就比较冷。热的水蒸气遇冷形成霜，教室外侧的玻璃较冷，所以我认为霜是在外表面。”我又请另一位同学，这位同学说：“热的水蒸气遇冷凝华，我们需要找热的水蒸气。教室里面比较热，那么热的水蒸气在室内，所以霜应该是在室内形成。”我问全班同学支持谁，同学们都支持第二位同学，我让第三位同学说一说支持第二位同学的理由，学生也说不清楚理由。

这是學生理解的难点。这样处理的话学生还是比较疑惑的。原因是我给的方法是：“热的水蒸气遇冷凝华成霜。”第一位同学关注的重点在“遇冷”所以他找冷玻璃，冷玻璃在室外，所以他认为霜在外表面。而第二位同学理解的重点在“热的水蒸气”，所以他找热的水蒸气，热的水蒸气在室内，所以他认为霜在内表面。

既然两位同学一个说是在内侧，一个说是在外侧，而且貌似都能说出其中的道理，其他同学也没有一个能说服他们，我认为教师最好的解释就是不解释。回到物理的本质：物理是一门以实验为基础的学科，遇到问题，用实验来说话。

于是我在下一个班级上课时，当提出这个问题以后，学生依然有的认为是在内表面有的认为是在外表面，于是我就引导学生设计实验来验证：“有同学说是内侧有同学说是外侧，那能不能设计一个实验来验证一下我们的猜想呢？”

学生说：“我们让室外降温到零下，这样我们就可以观察现象了。”

但是根据苏科版教材我们上课的时间一般在10月份，而江苏地区的温度一般也是在20摄氏度左右。我就追问：“室外空间太大，我们要想让他降低温度变成寒冷的冬天较困难。如何解决这个问题呢？”

学生思考后我可以给出提示：“我们可以缩小室外空间，我提供一个试管，它也是玻璃制成的，我们用它来代替窗户，你如何设计实验？”

学生思考后回答：“我们可以把试管内部的空间当做是室外，因为试管内部的空间比较小，让小空间降温我们还是可以办到的。我们只需要观察霜是在试管内侧还是外侧就可以了。”

我问：“如何使试管降温呢？”

学生回答：“我们刚开始上课的时候引入实验中有干冰，我们只要让干冰升华，根据我们刚刚学的知识，干冰升华会带走大量的热量，可以使室内降温，所以我们只需要在试管内部放入一些干冰，干冰升华吸热可以使试管内降温，我们就可以模拟出室外寒冷的天气。”

这位同学说得很好，我们就可以按照他的想法完成这次实验，我把干冰放入试管内部，重新完成一遍新课引入时的实验，不过现在学生关注的重点不是在干冰是否没有了，而是关注霜是形成在玻璃试管的内侧还是外侧。这时候学生可以很明显地发现霜是在试管的外侧，那也就对应我们自然环境中温暖的室内。

通过这个简单的实验，学生就可以解决霜是在室内还是室外的困惑。实验完成后可以让学生思考一下第一位同学错在什么地方？霜的形成是凝华，凝华需要遇冷放热。那么，冬天我们室内温度较高室外温度较低，而玻璃连接了室内和室外，所以它的温度应该介于两者之间。我们比较的是水蒸气和玻璃的温度。室外水蒸气与玻璃相比温度较低，无法放热凝华，而室内水蒸气与玻璃相比温度较高，可以放热凝华，所以我们看到的霜是在温暖的室内。

【案例反思】

一般情况下，我们用干冰只会在引入的时候激发一下学生的兴趣，但是，在我们遇到课堂生成的问题：“冬天窗户上的冰花到底是在窗户的内表面还是外表面？”时，我们巧妙地利用了原来的实验器材，在教师的引导下，学生自己设计实验，通过观察试管上霜的位置，很容易地就克服了这个难点。

作为一名物理教师一定要有以实验为基础的思想，在课堂上遇到有学生困惑的地方或者学生产生分歧的地方，我们首先想到的不是理论上的解释，而是思考用哪些器材可以设计实验来解决问题。就像这节课一样，原来为新课引入准备的实验器材，在教师的引导下又可以解决霜在内侧还是外侧的问题。一个实验做两次，但是目的不同，观察对象不同，而且效果明显，学生印象深刻，取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]张喜荣.中学物理教材教法与实验[J].北京师范大学中学教育研究中心.

[2]申洁.基于体验的物理实验教学情境设计策略——以“用干冰做升华和凝华实验”研究为例.物理通报，2016，35（12）：7-10.

[3]靳姗姗.以“干冰升华实验”为例谈实验在教学中的应用.教育教学论坛，2014，（31）：245-246.

作者简介：

陆天龙，江苏省南京市，江苏省南京市紫东实验学校。endprint