用“问题解决”策略执教《升华与凝华》案例

摘要：本文以初中八年级《升与凝》一节的教学为例，介绍了对“问题解决”教学策略的具体应用程序，从而达到一步步引导学生掌握知识、发展能力的目的。

关键词：“问题解决”策略；引出问题；探究问题；解决问题；归纳问题

中图分类号：G633.7　文献标识码：A　文章编号：1003-6148(2012)3(S)-0019-3

“问题解决”教学是以“问题体系”为基本教学策略，通过揭示目标、依据目标进行问题解决、检测目标，一步步去引导学生掌握知识、发展能力。“问题解决”中的问题是依据教学目标和教材的特点、重点、难点来设计的。问题解决的过程是“提出问题――探究问题――解决问题”。下面笔者以人教版初中八年级《升与凝》的教学为例谈谈我们对“问题解决”教学策略的具体运用。

1　趣味实验引出问题

教师在白纸板用淀粉溶液画上一个图案，放入图1装置中，很快看到一张微笑的脸。(如图2)。

[师]为什么白纸板上的笑脸开始看不清，现在却看清楚了呢?

其实教师在盖上玻璃罩之前，先在这个装置里放了一些固态的碘颗粒，淀粉遇到碘会变成蓝色，在这个过程中，固态的碘变成了什么状态使白纸板上的淀粉变蓝了呢?

[生]气态的。

[师]那固态的碘是怎样变成气态的呢?前面我们学习了四种物态变化，知道固态的物质可以先熔化变成液态，再汽化变成气态。同学们猜想一下，在今天的实验中，固态的碘是不是也是先熔化再汽化变成气态的呢?

[生]不是，因为没有看到液体，只看到了紫色气体。

[师]难道固体能直接变成气体吗?下面就让我们一起来探究碘的物态变化。

2　小组实验探究问题

教师事前为每个小组提供了一个封闭的玻璃管，管内装有紫黑色的固态碘，请将玻璃管放在装热水的烧杯中。(学生开展实验活动，教师个别指导)

[师]观察到了什么?

[生]观察到了固态的碘变成了气态了

[师]固态的碘是怎样变成气态的呢?固态的碘是不是先熔化再汽化变成气体的呢?

[生]不是的，因为没有液态的碘出现。

[师]实验表明固态的碘并没有先熔化再汽化，而是由固态直接变成气态，这个过程和我们以前研究的四种物态变化显然不同，我们就把同学们刚刚发现的这个新的物态变化称之为升。

3　分析实验解决问题

[师]通过实验，同学们觉得升需要吸热还是放热呢?

[生]需要吸热。

[师]你怎么知道需要吸热?

[生]因为放入热水中，从热水中吸收了热量。

[师]大量实验表明，物质的升都需要吸热。刚才我们使固态碘变成了气态的碘蒸气，那现在我们能不能再使气态的碘变回固态呢?怎么做?

[生]放入冷水中，因为我觉得它和升应该是相反的。

[师]通过前面的学习我们知道，熔化和凝固是相反的过程，熔化吸热，凝固放热，汽化和液化也是相反的，汽化吸热，液化放热，那么今天我们研究的固体直接变成气体的过程和气体直接变成固体过程是不是也是相反的呢?现在就让我们把封闭管放入冷水中仔细的观察。

放人冷水中后，你观察到了什么?碘蒸气是先液化再凝固变成固态的吗?你怎么知道它是直接变成固态的呢?

[生]因为没有液态物质出现。

[师]实验表明碘可以从气态直接变成固态，我们把物质由气态直接变成固态的过程称之为凝。实验也表明升和凝的确是一个相反的过程。升需要吸热，凝需要放热。

4　拓展实验归纳问题

[师]刚才我们研究的都是碘的升和凝，生活中其他物质会不会也会有升和凝的现象发生呢?我为每个小组准备了一个广口瓶，瓶内装有白色固体颗粒，同学们拿起瓶子观察一下，并打开瓶盖闻一下它的气味。大家觉得这个白色颗粒是什么呢?

[生]樟脑丸。

[师]我们闻到了樟脑丸的味道，说明樟脑丸变成了什么状态，发生了什么物态变化呢?

[生]气态，升了。

[师]我这里还有一种白色的固态物质，它叫干冰，干冰是固态的二氧化碳，它在常温下就极易升，现在我把它放到绒布上，大家仔细的观察一下它。(如图3)

[生]它变少了(如图4)

[师]它由什么状态变成了什么状态?

[生]固态变成了气态。

[师]通过前面的学习，我们知道，升需要吸热，那么在干冰周围的温度有没有什么变化呢?如果我把干冰放入金属罐中，金属罐的外表面会有什么现象发生呢?(如图5)

[生]金属罐温度降低，于是空气中的水蒸气遇冷放热凝形成霜。

[师]我们来看一下，(如图6)金属罐有没有什么变化?

[生]变白了。

[师]白色的物质是什么呢?

[生]霜。

[师]正如大家开始猜想的那样，水蒸气遇冷变成了霜，由气态直接凝成了固态。今天我们在教室里成功地制作了霜，我们还在秋冬季节的草坪上，树枝上，冰箱里也看到了霜。

同学们在生活中有没有注意观察灯泡呢?灯泡的主要结构，灯丝的材料是钨，钨的熔点3410℃，灯丝正常工作时的温度是2 000℃～2 700℃。下面我们来做一个关于灯泡的实验，这里有两个完全相同的没有使用过的灯泡，我给右边的灯泡通电。可使右边的灯泡发光。调节器使灯泡变亮，大家注意观察。同学们猜想一下。停止断电之后右边的灯泡会有什么现象发生呢(如图7)?

[生]右边的灯泡变黑了。

[师]你为什么觉得右边的灯泡为什么会变黑呢?

[生]因为钨丝升了。

[师]咱们来看一下，右边灯泡真的变黑了，这种附着在灯泡内壁的钨是什么状态的?钨丝本来什么状态的?固态到固态，那大家觉得发生了什么物态变化呢?

[生]先升，后凝了。

[师]这个过程中钨可不可能熔化了呢?

[生]不可能，因为钨的熔点高于钨丝工作时的温度。

[师]平时生活中的灯泡需要几年甚至十几年的时间才会慢慢变黑，今天的实验中为什么这么块就黑了呢?实验表明，钨的温度升高，升速度加快。

5　走向生活解决问题

[师]通过前面的几个实验，我们发现很多物质都会发生从升和凝的现象。我们知道在分析相关问题时，应该关注物质的始状态、末状态，中间是否有液态物质产生，整个过程的吸热和放热情况，大家对这种分析问题的方法是否掌握好了呢?我们来检验一下，这里有八幅图片，笔者想请你说出其中哪些是升，哪些是凝的现象?下面我们分小组讨论一下。

要求学生首先说出升现象，解释冰雕变小然后说出凝现象，解释冰花怎么形成的，冰花是出现在窗户的内侧还是外侧呢?其他几幅图是什么物态变化呢?

[师]通过刚才的学习，我们知道了一些升和凝相关的知识，那这些知识在实际生活中又有哪些应用呢?

[师]有的同学很喜欢吃方便面，你知道方便面中的蔬菜包是怎样干燥的吗?它采用的是冷冻干燥的技术，先将蔬菜放入低温环境中，使蔬菜中的水分结冰，然后将结冰的蔬菜放入真空低温环境，蔬菜中的水份迅速升，从而使蔬菜达到脱水的目的，这样脱水的蔬菜，外形和营养成分都不会流失。这种干燥技术已经广泛的应用于人们的生产生活中。

大家都知道，今年(2010年)我国西南发生了百年不遇的特大旱灾，假如我国西南上空存在富含水蒸气的云，我们能不能利用今天所学的知识来缓解旱情呢?

[生]能，人工降雨。

[师]实际上人工降雨的方法很多，其中一种方法正是向云层播洒干冰，(教师介绍人工降雨的具体过程)。我们知道白雾是空气中的水蒸气液化而形成的。现在我想在教室里制造这种云雾缭绕的效果，可以用什么方法?(请大家下来思考讨论。)

[师]同学们今天表现都非常好，下面咱们静下心来想一想，通过这节课的学习，你都有哪些收获呢?

[生]知道了升凝的概念，升需要吸热，凝需要放热。我们还学会了解释生活中的一些升和凝的现象，最后，我们了解了升吸热的应用。还通过探究碘的物态变化，掌握了实验探究的一般方法。

[师]最后给大家一个思考题93页，科学世界中大漠里的故事，帮科学家解决一个问题。

参考文献：

[1]彭前程，等，义务教育课程标准实验教科书《物理》八年级上册，人民教育出版社，2006(3)，