資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
課題 第三章 物態(tài)變化
3.5 跨學(xué)科實(shí)踐：探究廚房中的物態(tài)變化問題
教學(xué)目標(biāo)
1.物理觀念
理解并掌握物態(tài)變化在廚房中的應(yīng)用。
2.科學(xué)思維
培養(yǎng)科學(xué)思維、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
3.科學(xué)實(shí)驗(yàn)
通過觀察和實(shí)驗(yàn)，提升觀察、記錄、分析和解決問題的能力。
4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
（1）激發(fā)對科學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探索欲，培養(yǎng)實(shí)踐意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
（2）引導(dǎo)學(xué)生跨學(xué)科探索廚房中的物態(tài)變化問題，培養(yǎng)科學(xué)思維、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
教學(xué)重點(diǎn)
廚房中的物態(tài)變化問題
教學(xué)難點(diǎn)
用物態(tài)變化知識解釋廚房中的物理現(xiàn)象
教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法和講授法
教學(xué)用具
多媒體
教學(xué)課時(shí) 1課時(shí)
教學(xué)互動設(shè)計(jì)
一、創(chuàng)設(shè)情景、導(dǎo)入新課
在蒸包子時(shí)，揭開鍋蓋會看到包子上方冒“白氣”，你知道“白氣”是怎樣形成的嗎？
在煮菜的過程中，開鍋的熟食上方冒著“白氣”，這個(gè)“白氣”是怎樣形成的？
二、新課講授、師生互動
（一）項(xiàng)目提出
廚房不僅是加工食材的場所，也是日常生活中充滿物態(tài)變化的“實(shí)驗(yàn)室”。烹飪過程涉及各種物態(tài)變化，例如，水的沸騰、食用油從液態(tài)到氣態(tài)的蒸發(fā)、冰凍水餃中的冰在熱水中的熔化等。這些變化不僅是烹飪過程中的自然現(xiàn)象，也是我們掌握烹飪技巧、提高烹飪效率、提升食物品質(zhì)的關(guān)鍵。我們可以從物理學(xué)的視角觀察、分析這些現(xiàn)象，了解食材烹飪中的問題，并提出改進(jìn)的建議。
（二）項(xiàng)目分析
我們可以先觀察廚房中都有哪些現(xiàn)象與物態(tài)變化有關(guān)，再分析這些現(xiàn)象中的物理問題。具體任務(wù)如下。
1. 觀察廚房中的物態(tài)變化，分析這些物態(tài)變化對烹飪的影響。
2. 從物理學(xué)的視角，對烹飪過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題提出改進(jìn)建議或總結(jié)認(rèn)識體會。
3. 實(shí)施改進(jìn)建議，描述實(shí)施后的情況，并評估其效果。
（三） 項(xiàng)目分析
1. 觀察廚房中的物態(tài)變化，描述這些物態(tài)變化發(fā)生的條件、過程與結(jié)果。分析物態(tài)變化的有關(guān)規(guī)律或相關(guān)參數(shù)對烹飪的影響。例如，由于食用油和水的沸點(diǎn)差異就會形成炸、煮和蒸等不同的烹飪方式。
下面的表格中記錄了一些在廚房中觀察到的現(xiàn)象和相應(yīng)的物態(tài)變化，請把你的觀察結(jié)果補(bǔ)充在表格中。
廚房中的現(xiàn)象 涉及的物態(tài)變化
為了煮熟餃子，需要持續(xù)燒水一段時(shí)間 在燒水的過程中，需要不斷加熱，水沸騰后溫度穩(wěn)定在100 ℃，一些水會從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的水蒸氣
水沸騰后打開鍋蓋，會出現(xiàn)大量“白霧” 水蒸氣接觸周圍的冷空氣或低溫物品，會液化成小水滴
（1）觀察與記錄
任務(wù)1：觀察廚房中挑選兩種不同烹飪方式下食材的物態(tài)變化現(xiàn)象，
1. 炒描述：將食材放入熱油鍋中迅速翻炒至熟。
物態(tài)變化：食材中的水分在高溫下迅速汽化，同時(shí)食材表面可能因高溫而部分碳化（固態(tài)到固態(tài)的變化，但性質(zhì)改變）。油脂在高溫下汽化也可能發(fā)生部分氧化、聚合等化學(xué)變化，但這些不屬于物態(tài)變化范疇。
在家做《荷塘月色》這道菜觀察體會炒菜過程中的物態(tài)變化現(xiàn)象。
2.爆描述：與炒類似，但火候更猛，時(shí)間更短，常用于烹飪脆嫩的食材。
物態(tài)變化：與炒相似，食材中的水分迅速汽化，表面可能迅速變熟或略微碳化。
以水爆肚制作為例，焯水時(shí)必須沸入沸出，這樣涮出來的才會脆嫩。原因在于旺火烹調(diào)的菜肴，能使主料迅速受高溫，纖維急劇收縮，使肉內(nèi)的水份不易浸出，吃時(shí)就脆嫩。
如果不是用旺火，火力不足，鍋中水沸不了，主料不能及時(shí)收縮，就會將肉內(nèi)的水份浸出主料煮老。
3. 熘描述：溜肉段為例，肉段先經(jīng)過腌制或上漿處理，再用熱油滑散至熟，最后加入調(diào)味汁快速翻炒成菜。
物態(tài)變化：肉段在滑油過程中，表面水分迅速汽化，形成酥脆外殼。調(diào)味汁在加熱過程中可能部分蒸發(fā)，使湯汁濃稠。
4. 炸描述：炸丸子，丸子浸入高溫油中炸至金黃酥脆。
物態(tài)變化：丸子中的水分在高溫油中迅速汽化，同時(shí)丸子表面形成酥脆外殼。油脂在高溫下可能發(fā)生氧化、聚合等化學(xué)變化，但這些不影響丸子的物態(tài)變化。
5. 煎描述：煎帶魚，少量油在平底鍋中加熱，魚段放入鍋中煎至兩面金黃。
物態(tài)變化：帶魚表面與油接觸的部分迅速受熱，水分汽化形成脆皮。隨著加熱時(shí)間的延長，食材內(nèi)部也逐漸熟透。
6. 燒、燜、燉描述：這些烹飪方法通常涉及較多的湯汁，食材在湯汁中長時(shí)間加熱至熟。
物態(tài)變化：湯汁在加熱過程中逐漸汽化，使湯汁濃縮。食材中的部分水分和可溶性成分溶解在湯汁中，同時(shí)食材逐漸吸收湯汁的味道和營養(yǎng)。
7. 蒸描述：饅頭放在蒸鍋上，利用水蒸氣加熱至熟。
物態(tài)變化：水在蒸鍋中沸騰產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣上升遇到冷的饅頭表面時(shí)液化成水膜覆蓋在饅頭上，同時(shí)液化放出熱量使饅頭熟透。
8.烤描述：將肉串放在烤箱或烤架上，利用高溫?zé)嵩矗ㄈ缁鹧妗㈦姛嵩龋┘訜嶂潦臁?br/>物態(tài)變化：肉串表面水分迅速汽化、脂肪熔化，肉串形成脆皮。在高溫作用下，肉串部分表面還可能發(fā)生焦糖化反應(yīng)（固態(tài)到固態(tài)的變化但性質(zhì)改變）產(chǎn)生特有的香味和色澤。
方法：使用相機(jī)或手機(jī)記錄實(shí)驗(yàn)過程，同時(shí)填寫觀察記錄表，詳細(xì)描述物態(tài)變化的條件、過程和結(jié)果。
2. 從物理學(xué)的視角找出這些現(xiàn)象對烹飪過程的影響，對烹飪中可能存在的問題提出具體的改進(jìn)建議。進(jìn)一步說明這些建議是怎樣優(yōu)化烹飪過程或解決安全隱患的，并解釋這些建議的科學(xué)依據(jù)。還可以撰寫一篇觀察報(bào)告，從物理學(xué)的視角分析物態(tài)變化規(guī)律在烹飪過程中所起的作用，總結(jié)認(rèn)識體會。
任務(wù)（2）實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)：油炸與水煮對比實(shí)驗(yàn)
目的：比較不同烹飪方式下食材的物態(tài)變化及其對食物品質(zhì)的影響。
步驟：分別將相同食材制作的元宵放入沸水和熱油中烹飪，觀察并記錄食材顏色、形狀和口感的變化。
分析：討論元宵在水中煮變軟， 這是因?yàn)樗姆悬c(diǎn)相對較低， 通常在100°C左右。 在較低的溫度下， 食物中的水分不易流失， 保持了食物的原始結(jié)構(gòu)和水分， 使得元宵變軟。元宵在油中煮變脆， 這是因?yàn)橛偷姆悬c(diǎn)遠(yuǎn)高于水， 通常在160-200°C之間。 在高溫油中， 食物表面的水分迅速蒸發(fā)， 蛋白質(zhì)凝固， 形成一層脆皮， 使得元宵變得酥脆。
油炸元宵往往熱量很高， 高溫下可能產(chǎn)生致癌物， 且多不飽和脂肪酸在高溫油炸時(shí)容易氧化聚合， 對健康不利。 因此， 油炸元宵雖然美味， 但需適量食用。
以煮餃子為例。從上表中我們知道，煮餃子時(shí)會觀察到水的汽化和液化現(xiàn)象。要煮熟餃子，是需要一定時(shí)間的。雖然加大火力可以加快水的沸騰，但是水沸騰后仍然大火加熱并不會使餃子更快煮熟。
這是因?yàn)樗诜序v后溫度保持不變，繼續(xù)使用大火只會加速水的汽化，浪費(fèi)水和燃料。因此，在水沸騰后，應(yīng)將大火改為小火。
此外，由于水蒸氣變成同溫度的熱水時(shí)要放出大量的熱，所以鍋中冒出的水蒸氣造成的燙傷要比熱水燙傷更嚴(yán)重。因此，在水煮沸時(shí)，若要揭開鍋蓋須注意避開水蒸氣，以免燙傷。
任務(wù)（3）現(xiàn)象分析
現(xiàn)象：為什么生餃子會沉，熟的餃子會浮起來？
生餃子下鍋后由于所受的浮力小于重力所以下沉，沉到鍋底，煮熟后餃子餡中水汽化以及餃子皮的淀粉糊化受熱膨脹體積變大，餃子所受浮力變大，重力不變，浮力大于重力，所以餃子上浮，最終漂浮在水面。
任務(wù)（3）現(xiàn)象分析
現(xiàn)象：抽油煙機(jī)油盒里邊的油是怎樣形成的？
炒菜時(shí)，高溫的油和水汽化變成氣態(tài)，被抽油煙機(jī)抽到里面，水蒸氣占大部分，這些油和水蒸氣絕大部分被油煙機(jī)排到外面。
只有少部分的油和水蒸氣遇冷液化后變成油和水 (當(dāng)抽油煙機(jī)停止工作時(shí)，這些油和水往下流，水再一次蒸發(fā)了，而油流到油盒子里。
在家中實(shí)驗(yàn)前，請確保你處于安全的操作環(huán)境中，并能正確使用各種廚具，家中還應(yīng)有成年人在場，操作時(shí)須注意避免燙傷！
3. 選擇一個(gè)改進(jìn)建議，在家人的幫助下，在廚房中進(jìn)行實(shí)際操作，檢驗(yàn)效果。
操作時(shí)要記錄實(shí)施過程中的觀察結(jié)果和有關(guān)數(shù)據(jù)，包括必要的調(diào)整措施和遇到的問題。分析實(shí)施改進(jìn)建議后的結(jié)果，并與改進(jìn)前的情況進(jìn)行比較，看看改進(jìn)建議是否有效。
任務(wù)（4）提出改進(jìn)建議
針對烹飪過程：提出優(yōu)化烹飪方法、提高烹飪效率的建議。
針對安全隱患：分析烹飪過程中避免燒干鍋的安全隱患，并提出預(yù)防措施。
（四）展示交流
整理匯總自己的發(fā)現(xiàn)、所學(xué)到的知識以及提出的改進(jìn)建議，用幻燈片、海報(bào)或視頻記錄等形式匯報(bào)。也可以通過辯論、角色扮演、烹飪比賽等形式進(jìn)行交流，并互相評價(jià)，共同提高。
三、課堂小結(jié)、鞏固提升
1. 烹飪過程涉及各種物態(tài)變化，從物理學(xué)的視角觀察、分析這些現(xiàn)象，了解食材烹飪中的問題，并提出改進(jìn)的建議。
2.觀察廚房中的物態(tài)變化，描述這些物態(tài)變化發(fā)生的條件、過程與結(jié)果。分析物態(tài)變化的有關(guān)規(guī)律或相關(guān)參數(shù)對烹飪的影響。
3.對烹飪中可能存在的問題提出具體的改進(jìn)建議。進(jìn)一步說明這些建議是怎樣優(yōu)化烹飪過程或解決安全隱患的，并解釋這些建議的科學(xué)依據(jù)。
四、板書設(shè)計(jì)、理清要點(diǎn)
1. 烹飪過程涉及各種物態(tài)變化，從物理學(xué)的視角觀察、分析這些現(xiàn)象，了解食材烹飪中的問題，并提出改進(jìn)的建議。
2.觀察廚房中的物態(tài)變化，描述這些物態(tài)變化發(fā)生的條件、過程與結(jié)果。分析物態(tài)變化的有關(guān)規(guī)律或相關(guān)參數(shù)對烹飪的影響。
3.對烹飪中可能存在的問題提出具體的改進(jìn)建議。進(jìn)一步說明這些建議是怎樣優(yōu)化烹飪過程或解決安全隱患的，并解釋這些建議的科學(xué)依據(jù)。
五、達(dá)標(biāo)練習(xí)、反饋矯正
1. 下列說法正確的是（ ）
A. 燒開水，壺嘴冒白氣，是水沸騰時(shí)的水蒸氣
B. 燒開水，壺嘴冒白氣，是水沸騰時(shí)的水蒸氣液化成的小水珠
C. 燒開水，壺嘴冒白氣，是水汽化時(shí)的水蒸氣
D. 燒開水，壺嘴冒白氣，是空氣中的水蒸氣遇到高溫時(shí)液化而成的
2． 從冰箱中拿出的啤酒瓶，一會兒啤酒瓶外層有水珠，正確的是（ ）
A. 啤酒汽化成的水蒸氣
B. 瓶中水蒸氣液化成的小水珠
C. 空氣中的水蒸氣遇到低溫的瓶液化成的小水珠
D. 啤酒液化成的水蒸氣
3．冰柜的玻璃門內(nèi)層常會結(jié)冰花，說法正確的是（ ）
A. 冰柜內(nèi)的水凝固而成
B. 房間空氣中的水蒸氣凝華而成
C. 冰柜內(nèi)的水蒸氣凝固而成
D. 冰柜內(nèi)的水蒸氣凝化而成
4． 大火炒菜的過程中，鍋上方冒“白氣”，是因?yàn)椋? ）
A.熱菜中水汽化成的水蒸氣遇低溫空氣液化成小水滴
B.熱菜中水汽化的水蒸氣
C.空氣中水蒸氣汽化而成
D.空氣液化而成
5． 油炸食品比水煮食品更容易熟透，是因?yàn)椋? ）
A.油的沸點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)
B.油的沸點(diǎn)高于水的沸點(diǎn)
C.油中食品溫度低于水中食品的溫度
D.油中食品的水蒸氣更容易凝華
參考答案：1.B；2.C ；3.D ；4.A ；5.B 。
六、布置作業(yè)
課外作業(yè) 整理匯總自己的發(fā)現(xiàn)、所學(xué)到的知識以及提出的改進(jìn)建議。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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