分子的熱運(yùn)動(dòng)教案
一、教材分析
《分子的熱運(yùn)動(dòng)》是人教版高中物理選修3–3《熱學(xué)》第七章《分子動(dòng)理論》的第二節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，分子動(dòng)理論是物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)學(xué)說，是宏觀與微觀本質(zhì)間聯(lián)系的紐帶，是熱學(xué)的基礎(chǔ)。“分子的熱運(yùn)動(dòng)”是構(gòu)成分子動(dòng)理論的重要組成部分。因此，本節(jié)課在本章中起著十分重要的作用，同時(shí)它也是高中階段物理教學(xué)中非重點(diǎn)知識(shí)中的重點(diǎn)。布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，是建立在對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)正確理解的基礎(chǔ)上的，因此，知道布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因，知道布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了液體分子的無規(guī)則性，是學(xué)好本節(jié)課的基礎(chǔ)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)目標(biāo)：
（1）知道什么是布朗運(yùn)動(dòng)，觀察其特點(diǎn)，分析其產(chǎn)生原因。
（2）學(xué)習(xí)用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)分析問題，知道布朗運(yùn)動(dòng)是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，對(duì)宏觀現(xiàn)象作微觀解釋。
（3）知道大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度有關(guān)，溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。
2．能力目標(biāo)：
通過演示實(shí)驗(yàn)，說明一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生知道，物體溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，培養(yǎng)學(xué)生通過物理現(xiàn)象歸納規(guī)律的能力。
3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：
（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)的求知欲望，使學(xué)生樂于探索微觀世界和日常生活中的物理學(xué)原理。
（2）用實(shí)驗(yàn)和多媒體教學(xué)素材激發(fā)學(xué)生對(duì)大千世界的興趣。使學(xué)生了解，可以通過直接感知的現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)無法直接感知的事實(shí)。
（3）培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：分子熱運(yùn)動(dòng)。
難點(diǎn)：從宏觀出發(fā)通過直接感知的現(xiàn)象，推測(cè)無法感知的事實(shí)；
用分子熱運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)解釋有關(guān)現(xiàn)象。
四、學(xué)情分析
學(xué)生已有了日常生活中的常識(shí)，在初中已學(xué)過擴(kuò)散現(xiàn)象等，對(duì)分子運(yùn)動(dòng)有初步認(rèn)識(shí)，又具備了高一力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、物理學(xué)研究問題的一些方法及分析推理問題的能力。在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合學(xué)生的心理特點(diǎn)及物理學(xué)科的特點(diǎn)，使學(xué)生通過擴(kuò)散現(xiàn)象、感興趣的布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)加深認(rèn)識(shí)，引起思考，并利用已有的科學(xué)分析的方法，最終能很好地分析布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原因，并理解布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了液體分子的無規(guī)則性。
五、教學(xué)方法
1．實(shí)驗(yàn)法：多媒體展示演示實(shí)驗(yàn)。
2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。
3．設(shè)計(jì)理念：按照探究性學(xué)習(xí)方式所闡述的“有規(guī)律性更有藝術(shù)性” 為目的，充分利用多媒體輔助教學(xué)及實(shí)驗(yàn)演示，使學(xué)生置身于探索問題的情境之中，通過動(dòng)眼看、動(dòng)口議、動(dòng)手做、動(dòng)筆寫、動(dòng)耳聽等，激活學(xué)生內(nèi)在的潛力
4．教學(xué)的基本環(huán)節(jié)：提出問題→進(jìn)行猜想→實(shí)驗(yàn)探究→分析歸納→得出結(jié)論
六、課前準(zhǔn)備
1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)學(xué)案與課本中的圖片。
2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備。
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過程
（一）觀察實(shí)驗(yàn) 整體感知
1．（課件投影）觀察演示實(shí)驗(yàn)（把盛有二氧化氮的玻璃瓶與另一個(gè)玻璃瓶豎直方向?qū)谙嘟佑|，看到二氧化氮?dú)怏w從下面的瓶內(nèi)逐漸擴(kuò)展到上面瓶內(nèi)。）這是什么物理現(xiàn)象？這現(xiàn)象說明什么問題？
（設(shè)計(jì)意圖：用實(shí)驗(yàn)引入激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的欲望，將學(xué)生注意力集中起來。）
2．（課件投影）請(qǐng)觀察課件演示的擴(kuò)散過程。
（設(shè)計(jì)意圖：用計(jì)算機(jī)演示擴(kuò)散過程，可以把抽象的問題具體化，使學(xué)生理解起來更容易說明分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)）
3．（課件投影）請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)（在兩個(gè)燒杯中分別裝有冷水和熱水，滴入1-2滴紅墨水后，紅墨水在水中逐漸擴(kuò)展開來。），然后回答：擴(kuò)散現(xiàn)象的劇烈程度與溫度有關(guān)嗎？舉例說明。
（設(shè)計(jì)意圖：在學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，來解決自己的問題，同學(xué)間可以合作討論，彼此交流，自己得出結(jié)論加深理解，鞏固記憶，并培養(yǎng)科學(xué)探索精神。）
4．（課件投影）請(qǐng)觀察布朗運(yùn)動(dòng)。
（設(shè)計(jì)意圖：布朗運(yùn)動(dòng)是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，是建立在對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的正確理解的基礎(chǔ)上。介紹并演示實(shí)驗(yàn)起著十分重要的作用，不但能使學(xué)生知道什么是布朗運(yùn)動(dòng)，還能使學(xué)生發(fā)現(xiàn)布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，為布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原因的分析奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。）
（簡(jiǎn)要實(shí)錄：在載物玻璃上的凹槽內(nèi)用滴管滴入幾滴有小炭粒的水滴，將蓋玻片蓋上，放在顯微鏡載物臺(tái)上，然后通過顯微鏡觀察，在視場(chǎng)中看到大大小小的許多顆粒，仔細(xì)觀察其中某一個(gè)很小的顆粒，會(huì)發(fā)現(xiàn)在不停地活動(dòng)，很像是水中的小魚蟲的運(yùn)動(dòng)。將一臺(tái)顯微鏡放在講臺(tái)上，用顯微攝像頭拍攝布朗運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過電腦在大屏幕上顯示投影成像，讓全體學(xué)生觀察，然后教師指著一個(gè)顆粒在屏幕上的位置，以此點(diǎn)為參考點(diǎn)，讓學(xué)生觀察這顆微粒在以后的一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，并用計(jì)算機(jī)課件（動(dòng)畫）演示小炭粒運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的很順利，學(xué)生十分注意觀察,許多學(xué)生看出小炭粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，從而師生一起總結(jié)出布朗運(yùn)動(dòng)的概念。）
（二）分析原因 認(rèn)識(shí)本質(zhì)
（課件投影）閱讀課本中有關(guān)布朗運(yùn)動(dòng)的敘述，了解布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
（設(shè)計(jì)意圖：通過閱讀加深理解布朗運(yùn)動(dòng)。）
（投影）：
1、固體微粒的運(yùn)動(dòng)是極不規(guī)則的。如圖畫的幾個(gè)布朗顆粒運(yùn)動(dòng)的路線，這不是布朗微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡，它只是每隔30秒觀察到的該顆粒位置的一些連線，實(shí)際上在這短短的30秒內(nèi)微粒運(yùn)動(dòng)也極不規(guī)則，絕不是直線運(yùn)動(dòng)。
2、布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的。因?yàn)檫B續(xù)觀察布朗運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在多天甚至幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)，只要液體不干涸，這種運(yùn)動(dòng)就永不停息。
3、任何固體微粒懸浮在液體中，在任何溫度下都會(huì)做布朗運(yùn)動(dòng)。若懸浮的顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯；顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯，甚至觀察不到。布朗運(yùn)動(dòng)隨著溫度的升高而愈加激烈。）
（課件投影）懸浮顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的原因是什么？是由外界因素影響產(chǎn)生的，還是液體內(nèi)部原因？
（設(shè)計(jì)意圖：此問題是解決問題的根本。學(xué)生只有認(rèn)識(shí)到不是外界因素的影響，才能推理到內(nèi)部分子作用的`結(jié)果。）
（課件投影）請(qǐng)觀察演示課件演示的動(dòng)畫：懸浮在液體中的微小顆粒，當(dāng)它足夠小時(shí)，受到來自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間，在某個(gè)方向受到撞擊作用強(qiáng)，它就沿著這個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。在下一瞬間，微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強(qiáng)，它又向著另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
（設(shè)計(jì)意圖：課件的展示使抽象的事物變成可以感知的事物，起到降低臺(tái)階、化抽象為具體、變難為易的作用。同時(shí)從對(duì)懸浮顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的原因分析，使學(xué)生初步接觸到用概率統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)分析大量偶然事件的必然結(jié)果。）
（三）課堂小結(jié)
（四）及時(shí)反饋 鞏固提高
1、布朗運(yùn)動(dòng)是說明分子運(yùn)動(dòng)的重要事實(shí)，則布朗運(yùn)動(dòng)是指（ ）
A、液體分子的運(yùn)動(dòng)
B、懸浮在液體中的固體分子的運(yùn)動(dòng)
C、固體微粒的運(yùn)動(dòng)
D、液體分子與固體分子的共同運(yùn)動(dòng)
2、關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)劇烈程度，下面說法不正確的是（ ）
A、固體微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著
B、液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著
C、與固體微粒碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著
D、與固體微粒碰撞的液體分子數(shù)目越少，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著
3、下列說法正確的是（ ）
A、溫度越高，物體的運(yùn)動(dòng)越劇烈
B、溫度越高，物體內(nèi)大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈
C、溫度升高，物體內(nèi)每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度都增大
D、溫度降低，對(duì)于物體內(nèi)的某個(gè)分子而言，其運(yùn)動(dòng)速度可能增大
（四）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
九、板書設(shè)計(jì)
分子熱運(yùn)動(dòng)
1、擴(kuò)散現(xiàn)象：不同的物質(zhì)接觸時(shí)，互相進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。
2、擴(kuò)散現(xiàn)象說明：一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
3、由于分子的運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫分子的熱運(yùn)動(dòng)。溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。
十、教學(xué)反思
子運(yùn)動(dòng)比較抽象，本節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)的引入激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并通過類比的方法，讓學(xué)生理解分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、掌握分子動(dòng)理論的內(nèi)容。由于本節(jié)課通過大量的實(shí)驗(yàn)和例題，使學(xué)生對(duì)分子運(yùn)動(dòng)有了很深刻的認(rèn)識(shí)，為后面研究物體內(nèi)能及其有關(guān)知識(shí)做好鋪墊。整個(gè)教學(xué)活動(dòng)重點(diǎn)突出學(xué)生為主體，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，掌握物理學(xué)中研究問題的方法。
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