2024-2025學(xué)年高中物理第一章分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)思想1物體是由大量分子組成的教案教科版選修3-3

PAGE7-物體是由大量分子組成的一、教材分析本節(jié)內(nèi)容初中物理已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)。細(xì)致探討會(huì)發(fā)覺(jué)，初中講這部分學(xué)問(wèn)時(shí)只是通過(guò)簡(jiǎn)潔的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)讓學(xué)生相識(shí)分子的“微小”和數(shù)量的“巨大”。中學(xué)物理則細(xì)化了這部分內(nèi)容，講分子數(shù)量的“巨大”時(shí)引入阿伏伽德羅常數(shù)來(lái)估算，講分子的“微小”時(shí)通過(guò)油膜法來(lái)估測(cè)分子的大小。留意探究過(guò)程，對(duì)學(xué)生視察、操作、分析實(shí)力有很高的要求?；谏鲜鼍売桑竟?jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)重在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與探究，老師在課堂中只是一個(gè)引導(dǎo)者的角色。通過(guò)自主探究不僅能使學(xué)生對(duì)“物體是由大量分子組成的”有更深刻的理解，而且可以有意識(shí)地讓學(xué)生在探究過(guò)程中發(fā)展視察、操作、分析實(shí)力。二、學(xué)情分析因?yàn)楦咭换瘜W(xué)已經(jīng)接觸過(guò)阿伏伽德羅常數(shù)，所以本課中估測(cè)分子數(shù)量對(duì)學(xué)生而言并非難事。但油膜法估測(cè)分子大小試驗(yàn)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)確定是一道坎。學(xué)生首先要在頭腦中建立分子模型；然后從測(cè)小鋼珠直徑中獲得啟發(fā)，得出油膜法估測(cè)分子大小的原理；最終是試驗(yàn)操作。試驗(yàn)操作對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)力要求很高，本試驗(yàn)看似簡(jiǎn)潔，但一個(gè)小細(xì)微環(huán)節(jié)失誤就可能導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。如粉的厚度，如何滴油酸等等。三、教學(xué)目標(biāo)1．學(xué)問(wèn)與技能（1）知道物體是由大量分子組成的；（2）理解阿伏伽德羅常數(shù)的含義、數(shù)值和單位；（3）理解油膜法測(cè)分子大小的原理，并能利用其估測(cè)分子大小；2．過(guò)程與方法（1）通過(guò)試驗(yàn)提升學(xué)生的操作、視察和分析實(shí)力；（2）領(lǐng)會(huì)放大法、轉(zhuǎn)化法、建立志向模型等物理方法在本課中的應(yīng)用；3．情感、看法與價(jià)值觀（1）通過(guò)對(duì)試驗(yàn)的操作，感受探究過(guò)程的艱辛與喜悅，使學(xué)生樹(shù)立細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)看法；（2）通過(guò)小組探討及分組試驗(yàn)培育學(xué)生的合作精神。四、教學(xué)重點(diǎn)1．利用阿伏伽德羅常數(shù)估測(cè)分子數(shù)量；2．油膜法估測(cè)分子大小。五、教學(xué)難點(diǎn)油膜法估測(cè)分子大小。六、教學(xué)方法問(wèn)題引導(dǎo)、試驗(yàn)探究七、教學(xué)流程設(shè)計(jì)本節(jié)課教學(xué)流程：（主要方法和手段）（學(xué)問(wèn)主線）（素養(yǎng)培育）視察、分析歸納實(shí)力展示四幅物體圖片視察、分析歸納實(shí)力展示四幅物體圖片物體是由分子組成的借助阿伏伽德羅常數(shù)估算分子數(shù)量借助阿伏伽德羅常數(shù)估算分子數(shù)量解決問(wèn)題實(shí)力物體是由大量分子組成的解決問(wèn)題實(shí)力物體是由大量分子組成的試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)力和物理思想方法分子是很小的油膜法估測(cè)分子大小試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)力和物理思想方法分子是很小的油膜法估測(cè)分子大小八、教學(xué)用具多媒體課件、量筒、燒杯、小鋼珠、油膜法估測(cè)分子大小試驗(yàn)裝置等。九、教學(xué)過(guò)程（一）引入老師陳述：各位同學(xué)，從今日起先我們將進(jìn)入選修3-3模塊的學(xué)習(xí)。請(qǐng)同學(xué)們看四幅照片。情境展示1：PPT展示四副照片，分別是食鹽、石英石、金塊、水珠。老師提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們想想看從化學(xué)角度，這些物體是由什么組成的？學(xué)生回答：離子、原子、金屬原子、分子老師總結(jié)：組成物體的微粒可以是離子、原子和分子。但物理中只探討它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不考慮化學(xué)改變中所起的作用，所以本模塊把它們統(tǒng)稱為分子。（此時(shí)寫標(biāo)題：物體是由分子組成的。并在“由”和“分”之間空兩格）（二）新課教學(xué)1．估算分子的數(shù)目——阿伏伽德羅常數(shù)情境展示2：將事先倒在瓶蓋中的純凈水，一飲而盡。老師提問(wèn)：若僅供應(yīng)量筒，同學(xué)們能否估算出剛才一口喝掉了多少水分子？學(xué)生回答：……可以先測(cè)出體積V，然后依據(jù)計(jì)算老師提問(wèn)：式中的NA指什么？它的含義是什么？學(xué)生回答：NA是阿伏伽德羅常數(shù)，它指的是1mol任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)。老師總結(jié)：1mol物質(zhì)所含的粒子數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù)。通常取NA=6.02×1023mol-1，粗略計(jì)算時(shí)取NA=6.0×1023mol-1老師陳述：有了阿伏伽德羅常數(shù)后，我們還須要測(cè)出水的體積。剛才我已將杯中的水位做了標(biāo)記，現(xiàn)在倒入相同量的水用量筒測(cè)出其體積。老師陳述：現(xiàn)在就請(qǐng)同學(xué)們來(lái)估測(cè)一下水分子的數(shù)量。（并請(qǐng)學(xué)生回答估測(cè)的數(shù)量）老師提問(wèn)：假如全世界70億人不分男女老少都來(lái)數(shù)這些分子（估算的結(jié)果），每人每秒數(shù)1個(gè)，須要多長(zhǎng)的時(shí)間才能數(shù)完？（已知一年是3.2×107s）老師總結(jié)：剛才估測(cè)的分子數(shù)量是個(gè)“浩大”的數(shù)字，可見(jiàn)物體是由大量分子組成的（將標(biāo)題補(bǔ)充完整，并在投影上呈現(xiàn)這節(jié)課的標(biāo)題）。老師提問(wèn)：如此小的體積含有如此多的分子，也間接地說(shuō)明分子是極其微小的。那能否測(cè)量分子的大小呢？2.估測(cè)分子的大小——油膜法老師陳述：探討分子時(shí)為了減小問(wèn)題的難度，時(shí)常把它簡(jiǎn)化成球體。所以分子的質(zhì)量、體積、直徑等都能反映分子的大小。但由于時(shí)間關(guān)系，本節(jié)課我們只探究分子直徑的大小。首先請(qǐng)同學(xué)們來(lái)探討一個(gè)簡(jiǎn)潔的問(wèn)題，在每組同學(xué)的桌面上放有數(shù)量不等的小鋼珠，你們能否利用手中的工具測(cè)出小鋼珠的直徑？學(xué)生回答：試驗(yàn)方案……老師總結(jié)：上述的方法能否用來(lái)測(cè)量分子的直徑。（引導(dǎo)學(xué)生將其一一解除）老師提問(wèn)：是否還有其它方法？（這個(gè)問(wèn)題較難，學(xué)生很難回答）老師操作：將許多小鋼珠放在量筒中，再將小鋼珠倒入較大面積的容器中形成單層。老師提問(wèn)：一層鋼珠的厚度表示什么？該如何測(cè)量？學(xué)生回答：首先測(cè)鋼珠的總體積V,再測(cè)出小鋼珠鋪成單層時(shí)的面積S，則。（有了前面的引導(dǎo)，學(xué)生很簡(jiǎn)潔答出）老師提問(wèn)：能否用上述原理估測(cè)分子的大小呢？（答案是確定的）我們這節(jié)課就利用該方案來(lái)估測(cè)油酸分子的大小。老師陳述：之所以選擇油酸，是因?yàn)橛退岱肿右徊糠謱?duì)水有很強(qiáng)的親和力；另一部分對(duì)水沒(méi)有親和力而要冒出水面。（用球體來(lái)表示油酸分子，紅色表示對(duì)水有很強(qiáng)的親和力）水面水水面水面水面足夠大老師提問(wèn)：只有水面足夠大時(shí)，油酸才能形成單分子油膜，但在試驗(yàn)室中水槽的面積有限的，如何解決這個(gè)問(wèn)題？學(xué)生回答：（1）試驗(yàn)時(shí)僅滴入一滴油酸；（2）將油酸配成油酸酒精溶液（學(xué)生假如預(yù)習(xí)，很簡(jiǎn)潔回答）老師提問(wèn)：如何測(cè)量一滴油酸的體積？（展示一滴油酸酒精溶液的圖片）學(xué)生回答：測(cè)量多滴油酸體積，用總體積除以滴數(shù)再乘以百分比濃度。即老師提問(wèn)：如何測(cè)量油膜的面積？老師陳述：為了清楚的望見(jiàn)油膜的輪廓，試驗(yàn)時(shí)要在水槽中撒入適量的石膏粉或痱子粉。老師提問(wèn)：假如得到如圖所示的油膜，如何測(cè)量其面積呢？學(xué)生回答：……老師總結(jié)：方法：不足半格的舍去，多于半格的按一個(gè)計(jì)算。老師提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們探討一下，該試驗(yàn)應(yīng)如何操作？學(xué)生回答：……老師總結(jié)：數(shù)格數(shù)格灑粉數(shù)滴滴油描跡計(jì)算學(xué)生試驗(yàn)：（將學(xué)生操作過(guò)程中的失誤，用相機(jī)拍攝，然后回放，請(qǐng)學(xué)生作出點(diǎn)評(píng)）學(xué)生總結(jié)：試驗(yàn)的留意事項(xiàng)：（1）石膏粉的厚度要適中；（2）滴油酸溶液時(shí)注射器距水面在1cm以內(nèi)；（3）描油層輪廓時(shí)視線要垂直；數(shù)據(jù)處理：……（留給學(xué)生回答）老師總結(jié)：除了有些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m老師提問(wèn)：上述試驗(yàn)中我們認(rèn)為分子是如何排布的？分子真的是球形嗎？它們之間真是緊密無(wú)隙的嗎？石墨表面原子的照片情境展示：石墨表面原子的照片說(shuō)明：圖中的亮斑為碳原子黑點(diǎn)為分子間隙可見(jiàn)：分子之間有間隙。將分子看成緊密排布的小球，只是一種簡(jiǎn)化了的模型。老師提問(wèn)：在這個(gè)試驗(yàn)中我們用到了哪些物理方法？學(xué)生回答：……老師總結(jié)：物理方法：放大法、轉(zhuǎn)化法、建立志向模型十、板書設(shè)計(jì)物體是由大量分子組成的1．估算分子數(shù)量——阿伏伽德羅常數(shù)2．估測(cè)分子的大小——油膜法（1）原理：（2）分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m十一、課后作業(yè)1．試分析油膜法估測(cè)分子大小的誤差來(lái)源。2．總結(jié)本節(jié)課涉及的物理方法在中學(xué)物理中有哪些應(yīng)用。3．能否通過(guò)阿伏伽德羅常數(shù)估算分子的直徑？4．能否將氣體分子看成緊挨排列的球體？十二、教學(xué)反思《物體是由大量分子組成的》是學(xué)生步入微觀領(lǐng)域的第一課。由于分子微小，無(wú)法通過(guò)肉眼識(shí)別，所以學(xué)生會(huì)感覺(jué)很抽象。總體而言，本節(jié)內(nèi)容給人的感覺(jué)是老師難教、學(xué)生難懂。為使學(xué)生更好理解所學(xué)內(nèi)容，把握好課堂節(jié)奏，須要對(duì)本課內(nèi)容進(jìn)行合理的統(tǒng)籌支配?；谏鲜鰞蓚€(gè)緣由，課堂中我對(duì)教材做了如下處理：一、留意物理和生活的聯(lián)系。例如讓學(xué)生估算一口水的分子數(shù)，借助小鋼珠建立分子模型等。由于貼近生活，學(xué)生有愛(ài)好又易理解。就拿估算一口水的分子數(shù)為例，通過(guò)估算的結(jié)果，讓學(xué)生自己去體會(huì)分子數(shù)量的“巨大”和微小，很有勸服力。二、問(wèn)題設(shè)計(jì)要有明確的指向性和啟發(fā)性。新課程重視學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)，但絕不是放羊式。我覺(jué)得老師在課堂中扮演的是主持人的角色，學(xué)生的活動(dòng)就是一個(gè)個(gè)節(jié)目。老師的作用是在有限的時(shí)間內(nèi)將每個(gè)節(jié)目連貫的串起來(lái)，依據(jù)老師預(yù)設(shè)的方向走。記得在設(shè)計(jì)學(xué)生估算分子數(shù)目時(shí)，我很糾結(jié)要不要限定僅運(yùn)用量筒，經(jīng)過(guò)慎重考慮，還是加上去了。假如不加學(xué)生可能會(huì)有許多種回答，在這個(gè)問(wèn)題上勢(shì)必會(huì)糾結(jié)更多的時(shí)間。三、合理調(diào)整書本的學(xué)問(wèn)結(jié)構(gòu)。課本的學(xué)問(wèn)結(jié)構(gòu)先是讓學(xué)生通過(guò)試驗(yàn)探究分子的大小，然后是借助阿伏伽德羅常數(shù)估算分子數(shù)目。這樣的支配是專家們的慎重考慮，也比較合理。但正如劉炳升老師所說(shuō)教材給人的感覺(jué)有點(diǎn)頭重腳輕。本課我將阿伏伽德羅常數(shù)提前，這樣做有兩個(gè)方面的好處。即：過(guò)渡自然和時(shí)間可控。阿伏伽德羅常數(shù)在高一化學(xué)中已經(jīng)學(xué)過(guò)，不必糾結(jié)太多，但又不能不講。把它提前既保證課堂的完整性又可以作為本課的引子過(guò)渡到油膜法估測(cè)分子大小。本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是油膜法估測(cè)分子大小試驗(yàn)，課堂中需學(xué)生自己動(dòng)手探究，這一活動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，但也是可控的，把它放在后面可以避開(kāi)出現(xiàn)時(shí)