2019-2020年高中物理 《走進分子世界》教案 滬科版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 《走進分子世界》教案 滬科版選修3-3 [設(shè)計說明] 通過對引言及圖片的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和分析概括能力，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，產(chǎn)生進一步探索物質(zhì)世界的愿望。通過對常見物質(zhì)的介紹，使學(xué)生對自然界的物質(zhì)有初步的了解，從而引入物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)的研究方法——建立模型法，并通過活動親身體會建立物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的過程，能自己從日常生活中收集證據(jù)來驗證自己的猜想。通過對課本其他基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與基本技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生初步了解認(rèn)識自然的基本方法和規(guī)律，學(xué)習(xí)基本的探究方法。培養(yǎng)學(xué)生從生活走向物理、從物理走向社會的良好習(xí)慣和科學(xué)實踐能力。使學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新。 [教學(xué)目標(biāo)] 1、通過活動了解人類在認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)過程中采用的科學(xué)方法。知道分子模型的主要內(nèi)容，知道分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小單元，對分子大小有一定的感性認(rèn)識，會用圖形、文字、語言描述分子模型。 2、知道顯微鏡在拓展人們的視覺范圍、探測微觀粒子方面的重要作用。 3、通過實驗探究及生活中的現(xiàn)象，初步了解分子在做永不停息的運動，并能定性解釋一些物理現(xiàn)象。 4、了解科學(xué)家是如何探索微觀世界奧秘的，初步體會探究微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型方法。 5、了解納米科學(xué)技術(shù)的初步內(nèi)容，知道納米材料的一些奇特性質(zhì)及潛在的重要應(yīng)用前景。 6、通過學(xué)習(xí)和活動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，產(chǎn)生進一步探究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的欲望，養(yǎng)成學(xué)以致用的良好習(xí)慣。進一步體會生活、物理、社會之間密不可分的關(guān)系。 [教具 學(xué)具] 粉筆、放大鏡、水、高錳酸鉀、酒精、玻璃管、鉛塊、鉤碼、燒杯、實物投影儀、各種不同物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型圖片、模擬分子間作用力的課件 [教學(xué)重點、難點] 1、重點：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出一種模型猜想，收集證據(jù)證實提出的猜想。 2、難點：建立分子結(jié)構(gòu)模型。 [課前研究（學(xué)習(xí)）的問題] 1、組織學(xué)生在網(wǎng)上及生活中自己收集的有關(guān)分子運動的資料。 2、組織學(xué)生留心生活中常見的有關(guān)分子運動及能體現(xiàn)分子間存在作用力的現(xiàn)象。 3、用放大鏡看電視機的屏幕，記下觀察到的現(xiàn)象。 [教學(xué)過程] 教學(xué)階段與時間分配 教 師 主 導(dǎo) 學(xué) 生 主 體 點評 一、導(dǎo)入 2分鐘 師：請同學(xué)們將書翻到25頁，從這節(jié)課開始，我們將進入第七章的學(xué)習(xí)，首先看下導(dǎo)語，向物質(zhì)世界的兩極進軍。我們知道這個世界是由形形色色的物質(zhì)構(gòu)成的，教室里的課桌、講臺、黑板、門窗，我們用的課本、文具等等無一不是這樣，那么物質(zhì)世界的兩極是指什么呢？ 師：大到什么程度？ 師：小到什么程度呢？ 師：這節(jié)課我們首先來探究微觀的世界。 生：極大和極小 生：浩瀚的宇宙 生：微小的粒子 對語言不夠準(zhǔn)確的回答，請其他同學(xué)糾正，或教師引導(dǎo)。 二、通過對觀察到的現(xiàn)象提出猜想、收集證據(jù)驗證猜想的探究方法建立物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型 15分鐘 現(xiàn)象1：用粉筆在黑板上畫一直線，再用放大鏡對筆跡仔細(xì)觀察，你看到什么現(xiàn)象？ 師：我手里有一杯純凈的水，用放大鏡看水面。 師：根據(jù)這兩個現(xiàn)象請同學(xué)們猜想一下物質(zhì)可能是由什么構(gòu)成的？ 師：這些微小的顆粒是如何構(gòu)成我們所看到的連續(xù)體的呢？猜想一下 師：究竟哪種猜想正確，或者還有其他可能，那么為了驗證猜想，我們應(yīng)該怎樣做？ 現(xiàn)象2：下面請同學(xué)們看一個實驗，將高錳酸鉀顆粒放入水中，將會看到什么現(xiàn)象？實驗要求：燒杯就放在桌子上既不要拿起，也不要晃動。高錳酸鉀顆粒倒入水中的瞬間，立即開始觀察，請注意變化的過程。 師：我們來交流在這個實驗中所看到的現(xiàn)象。 師：水怎么變成紫色的呢？能不能具體描述一下水變成紫色的過程。 師：再過段時間，燒杯中的水會怎樣？ 師：這個現(xiàn)象支持了上述哪個猜想？ 師：結(jié)合現(xiàn)象解釋一下 構(gòu)成水的微粒之間是有間隙的，構(gòu)成高錳酸鉀的顆粒進入水的空隙，使水慢慢變成紫色。 師：有沒有反對意見？ 師：看來通過這個現(xiàn)象我們還無法弄清物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，爭論在于液體究竟是連成一片的，還是之間有空隙？ 現(xiàn)象3 ：下面我們繼續(xù)看一個實驗：向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精，在液面最高處做一標(biāo)記。然后封閉管口，并將玻璃管反復(fù)翻轉(zhuǎn)，使水和酒精充分混合，觀察液面的位置，混合后你們看到了什么現(xiàn)象？ 師：該現(xiàn)象支持了哪個猜想？ 師：具體解釋一下（請學(xué)生回答） 師：以上是我們根據(jù)觀察到的現(xiàn)象對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)提出的猜想，科學(xué)家在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)時，按照這樣的研究方法提煉出了關(guān)于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的三種模型,你認(rèn)為哪種模型能夠完善的解釋上述活動中看到的現(xiàn)象呢? 模型1 物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,各個顆粒緊靠在一起,形成了我們所看到的連續(xù)體； 模型 2 物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,顆粒之間有空隙； 模型 3 固體是由微小顆粒組成的,液體是連成一片的,固體微?？梢詳D進液體中。 師：為什么不選模型1、模型3呢？（請學(xué)生回答） 生：粉筆顆?？吭谝黄鹦纬蛇B續(xù)體。 生：水面連續(xù)光滑。 生：物質(zhì)可能是由小顆粒組成的。 生甲：顆粒是緊密的靠在一起的。 生乙：顆粒之間是有空隙的。 生：做實驗進行驗證。 觀看演示實驗 生：水慢慢變成紫色。 生：高錳酸鉀顆粒沉入杯底，把一部分水染成紫紅色，然后這紫紅色慢慢向四周擴散開來。 生：整杯水都紫色。 生：微粒之間是有空隙的。 生：我們看到高錳酸鉀顆粒進入了水的內(nèi)部，也可以這樣解釋，固體是由微小顆粒組成的,而液體是連成一片的,固體微粒擠進了液體中。 生：酒精與水混合后的體積變小了。 生：顆粒之間是有空隙的。 生：構(gòu)成水的顆粒和構(gòu)成酒精的顆粒之間是有空隙的，兩種顆粒在混合時彼此進入對方的空隙，所以混合后總體積變小。如果液體是連成一片的話，混合后這兩種液體的總體積不會改變。 生：模型2 生：各個顆粒之間有空隙，并不是緊靠在一起的，所以模型1不成立，而酒精和水的混合實驗說明液體不是連成一片的，不僅是固體，液體之間也有空隙，所以模型3也不成立。選2。 如有其他說法，給予肯定和引導(dǎo)。 請其他同學(xué)認(rèn)真聽并及時糾正 請學(xué)生舉手發(fā)言。 請其他同學(xué)認(rèn)真聽并及時糾正。 請大家思考 請學(xué)生做出正確的選擇和評價。 三、介紹分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。 4分鐘 師：這樣我們就從宏觀現(xiàn)象入手，通過一次次的猜想和論證建立了物質(zhì)的微觀模型：物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,顆粒之間有空隙。這些微粒究竟可以分到怎樣的程度？打個比方，用噴水壺把水分成一滴一滴的，一滴水能否再分？能分到什么程度不能再分？分到什么時就不再是水了？ 師：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)是可分的，許許多多的現(xiàn)象都能用物質(zhì)的微粒模型來解釋。上述三例只是其中的一些。他們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)物質(zhì)分到一定程度后，化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化。比如水，分到一定程度就不再保持水的性質(zhì)了?？茖W(xué)家們把能保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小顆粒稱為分子。 四、利用顯微鏡收集到更多證據(jù)支持物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型，觀看顯微鏡下觀察到的細(xì)胞、分子結(jié)構(gòu)圖 5分鐘 師：以上我們從宏觀現(xiàn)象出發(fā)建立了物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型，而實際上我們憑肉眼能看到物質(zhì)的內(nèi)部嗎？ 師：假如能看到，這個模型將更有說服力。 師：來看一些圖片，這是通過光學(xué)顯微鏡看到的植物細(xì)胞，細(xì)胞之間是有空隙的，細(xì)胞還不是最小的顆粒，要看到分子怎么辦？ 師：這是用電子顯微鏡觀測到的金屬微觀結(jié)構(gòu)圖。 師：放大鏡、各種顯微鏡的發(fā)明和利用在科學(xué)家收集證據(jù)、認(rèn)識物質(zhì)微觀世界性質(zhì)方面起了非常重要的作用，它們拓展了人們的視力范圍，收集了更多證據(jù)，支持了科學(xué)家提出的模型。展示苯分子、蛋白質(zhì)分子圖片。 生：不能 生：利用放大設(shè)備 生：利用放大倍率更高的電子顯微鏡 對圖片進行講解 五、知道分子的直徑，對分子大小有感性認(rèn)識并建立分子模型 3分鐘 師：由此可見，分子很小，分子直徑的數(shù)量級：10-10m，水分子的直徑約為410-10m ，這是一個什么概念， 想象一下，如果讓2500萬個人手拉手站成一行，那么這個長度將繞地球赤道一圈，而如果讓2500萬個水分子一個挨一個排成一行，那么這個長度就只有1厘米。氫氣分子的直徑是2.310-10m ,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,1cm3(比劃一下，一個食指端的大小)的任何氣體約有2.71019個分子,讓這些氣體分子從容器中跑出,如果1秒鐘跑出1億個,你們猜需要多長時間? 約需9000年才能跑完 師：既然引入分子概念，我們從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型就可以得到分子模型請學(xué)生總結(jié)一下。 生：物質(zhì)是由大量分子構(gòu)成的，分子間有空隙。 總結(jié)得很好 六、收集分子永不停息運動的實驗證據(jù) 8分鐘 師：請同學(xué)們觀察面前的燒杯，看到整杯水都變成了紫紅色,現(xiàn)在我們知道這是分子之間有空隙造成的，除此之外這個實驗還能說明什么呢？ 師：結(jié)合實驗現(xiàn)象解釋一下 師：從日常生活中你們還能找到哪些證據(jù)來證明呢？ 師：樟腦丸為什么會變小？ 師：繼續(xù)舉例。 師：氣味分子怎么會跑進我們的鼻子里的？說明什么？ 師：從以上這些例子得到什么結(jié)論？ 生：分子是運動的 生：如果分子不運動，高錳酸鉀顆粒在水中就不會擴散，水就不會整杯變成紫色。 生：(事例1)放在衣柜里的樟腦丸過一段時間變小了，并且聞到了樟腦丸的味道。 生：樟腦丸里面的分子由于運動跑到了空氣中。 生：(事例2)放學(xué)回家聞到廚房傳來的飯菜香味。 生：氣味分子由于運動從廚房跑到我們鼻子里。 生：無論是氣體、液體還是固體中的分子都處在永不停息的運動中。 對語言不準(zhǔn)確的表述及時糾正。 學(xué)生不能回答時教師引導(dǎo) 七、收集分子間存在作用力的證據(jù)。 5分鐘 師：分子會運動，而分子間又有間隙，那物體有沒有規(guī)則的形狀呢？是不是物體今天是一個形狀，明天又是個形狀呢？ 師：分析圓柱體的鉛塊為什么還能保持形狀？ 我們再看一個演示實驗：把二個表面光滑的鉛塊相互緊壓在一起 師：你觀察到了什么現(xiàn)象？ 師：說明了什么？ 師：如果我繼續(xù)用勁往里壓，能不能把鉛塊壓短？ 師：這說明什么？ 師：生活中還有哪些現(xiàn)象說明分子間有相互作用的吸引力和排斥力？ 生：兩塊鉛塊緊擠在一起。 生：分子之間存在吸引力。 生：不能 生：分子間存在斥力。 生：液體很難被壓縮。 生：鐵棒很難被拉長。 生：----------- 給予肯定的評價。 對不正確的例子及時糾正。 八、小結(jié)。 3分鐘 師：面對看不見也摸不著的微觀世界，我們是利用：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出一種模型作為猜想，再搜集證據(jù)進行驗證。 師：利用這種探究方法我們了解到物質(zhì)的微觀構(gòu)成是怎樣的？ 師：利用分子的模型我們可以來解釋有關(guān)固體、液體、氣體的性質(zhì)。下面請學(xué)生讀一讀課本第28頁的圖片和文字。 師：我們可以得到什么結(jié)論？ 師：學(xué)習(xí)和了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，對我們的生產(chǎn)和生活有什么作用呢？請同學(xué)們閱讀課本中的“生活 物理 社會” 師：請同學(xué)們歸納一下文中介紹的內(nèi)容。 師：請同學(xué)們課后繼續(xù)查閱資料，進一步了解納米材料的知識。 生：1、物質(zhì)由大量分子構(gòu)成；2、分子永不停息地做無規(guī)則運動；3、分子間存在相互的斥力和引力。 學(xué)生閱讀。 生：固體分子靠得很緊，它們有規(guī)律地排在一起，每個分子只能圍繞某一點振動。因此，固體有一定地體積和形狀。 液體中分子間距離較固體大，它們有規(guī)律的排在一起，每個分子除圍繞某一點振動外還能在一定的范圍內(nèi)運動。因此，液體占有一定的體積，但形狀不確定。 氣體中，分子離得比較遠(yuǎn)，分子間距離為液體中分子間距離的10倍以上，每個分子能自由地沿各個方向運動，因而氣體沒有一定的體積和形狀。 學(xué)生閱讀 生：1、納米材料； 2、現(xiàn)已開發(fā)研制出的納米產(chǎn)品。 師生共同完成。 對回答過程中出現(xiàn)的語言不正確及時糾正補充。 可以請幾個同學(xué)一起完成。 九、布置作業(yè)。 課本29頁 [保留板書] 一、走進分子世界 分子模型： 1、物質(zhì)由大量分子組成； 2、分子永不停息地做無規(guī)則運動； 3、分子間存在相互的斥力和引力。 [教學(xué)評價] 1、本節(jié)課的知識是我們無法用肉眼觀察的，比較抽象，教師主要通過活動對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，利用排除的方法，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點選擇一種合適的物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。 2、學(xué)生了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型后，對其產(chǎn)生濃厚的興趣，有繼續(xù)探究的愿望，并能發(fā)現(xiàn)一些生活中有關(guān)的現(xiàn)象，順勢利導(dǎo)借助課件和實物，這樣學(xué)生就較容易理解分子的無規(guī)則運動和分子間既有引力又有斥力。 3、學(xué)生對本節(jié)課了解清楚后，教師引導(dǎo)學(xué)生利用分子模型解釋固體、液體、氣體的性質(zhì)以及對我們的生產(chǎn)和生活的作用。 [教學(xué)資源] 物理教學(xué)參考資料及配套光盤、學(xué)習(xí)評價手冊、物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)用書等