《玻意耳定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、廣東省物理師范生教學(xué)技能創(chuàng)新實(shí)踐大賽參賽教案課 題：2.7 玻意耳定律 教 材：粵教版高中物理選修3-3 授課對(duì)象：高中二年級(jí)學(xué)生 玻意耳定律教案【課題】玻意耳定律【教學(xué)時(shí)間】15分鐘【教學(xué)對(duì)象】高中二年級(jí)學(xué)生【教材】粵教版高中物理選修3-3第二章第七節(jié)【教學(xué)內(nèi)容分析】1.教材的地位和作用玻意耳定律是熱學(xué)部分的重點(diǎn)內(nèi)容，它是在“氣體狀態(tài)參量”的基礎(chǔ)上，用實(shí)驗(yàn)研究一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變時(shí)，壓強(qiáng)隨體積的變化規(guī)律。本節(jié)內(nèi)容在氣體性質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容中起著承上啟下的作用，它不僅在研究方法上為后面研究氣體的等容、等壓變化作下鋪墊，而且也為得出理想氣體狀態(tài)方程奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生通

2、過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)研究物理問(wèn)題的思想和方法，同時(shí)也可以開(kāi)拓學(xué)生的眼界，初步培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的能力。2.課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求第一，從實(shí)驗(yàn)入手，在定性和定量結(jié)果的基礎(chǔ)上，得出玻意耳定律；第二，重視圖象的運(yùn)用，能用圖象分析說(shuō)明物理問(wèn)題；第三，利用玻意耳定律解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象。可見(jiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)要求從“定性到定量”、從“實(shí)踐到理論再到實(shí)踐”等方面理解和掌握玻意耳定律，并注重物理思想和方法的滲透。3.教材內(nèi)容安排粵教版教材體現(xiàn)了課程改革的要求，教材的內(nèi)容的編排順序如下：通過(guò)家用氣壓保溫瓶和內(nèi)燃機(jī)氣缸的例子引入氣體改變狀態(tài)的現(xiàn)象，提出問(wèn)題。然后應(yīng)用DISlab系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究玻意耳定律，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和p-V、

3、P-1/V圖線的分析得出玻意耳定律，最后讓學(xué)生運(yùn)用規(guī)律解決有關(guān)的物理問(wèn)題。教材的這一結(jié)構(gòu)(提出問(wèn)題實(shí)驗(yàn)探究分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論運(yùn)用知識(shí))體現(xiàn)了自主性學(xué)習(xí)的一般方法，也體現(xiàn)了科學(xué)探究的一般過(guò)程。4.教材的特點(diǎn)第一，重視“實(shí)驗(yàn)與探究”的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力；第二，突出了得出玻意耳定律的思路和方法。5.對(duì)教材的處理考慮到玻意耳定律這一知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容較為抽象，在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，我做了如下的調(diào)整和處理：通過(guò)教師演示氣壓保溫瓶模型的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，接著引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系所學(xué)知識(shí)，采用控制變量法進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，得到定性的結(jié)果。為了更進(jìn)一步研究問(wèn)題，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合DISLab系統(tǒng)進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和p

4、-V、P-1/V圖線，并啟發(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)中存在誤差的原因以及擬合圖線不合理的地方。在得出玻意耳定律之后，利用flash動(dòng)畫(huà)分析氣壓保溫瓶的原理，解決一開(kāi)始提出的問(wèn)題。最后介紹玻意耳定律在生活中的有關(guān)應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力以及學(xué)習(xí)物理的興趣。這樣更有助于學(xué)生對(duì)這一知識(shí)的理解、掌握和應(yīng)用。【學(xué)生情況分析】1.學(xué)生的興趣作為高二的學(xué)生因果認(rèn)識(shí)興趣增強(qiáng)，樂(lè)于探索事物的因果關(guān)系和物理世界的奧秘，并想了解和探索物理規(guī)律，表現(xiàn)出一定的概括認(rèn)識(shí)興趣。2.學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)氣體的三個(gè)狀態(tài)參量：溫度、體積和壓強(qiáng)，但難以區(qū)分過(guò)程和狀態(tài)；懂得應(yīng)用“控制變量法”來(lái)研究物理問(wèn)題。3.學(xué)生的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)概括

5、分析的思維能力不夠，難以得到溫度一定時(shí)氣體的壓強(qiáng)和體積的定量關(guān)系，利用圖像分析問(wèn)題的能力較弱。【教學(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)與技能（1）知道玻意耳定律的內(nèi)容和公式。（2）知道等溫變化的P-V和P-1/V圖線及其物理意義。（3）了解玻意耳定律的有關(guān)應(yīng)用。2.過(guò)程與方法（1）通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證玻意耳定律，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像的分析，讓學(xué)生掌握研究物理問(wèn)題的思想和方法。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）培養(yǎng)學(xué)生研究問(wèn)題的科學(xué)態(tài)度。（2）通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察和思考的習(xí)慣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究玻意耳定律?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】P和V之間的定量關(guān)系?！窘虒W(xué)策略設(shè)計(jì)】1.教學(xué)組織

6、形式新課程提倡以自主、合作、探究的教學(xué)組織形式來(lái)進(jìn)行課堂教學(xué)，本節(jié)采用教師引導(dǎo)，學(xué)生探究的教學(xué)組織形式，讓學(xué)生在體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程中，獲取物理知識(shí)，掌握物理方法。2.教學(xué)方法（1）實(shí)驗(yàn)法物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)注重利用實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題和進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程。為此，教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的求知欲。在教師的啟發(fā)下，學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷探究的過(guò)程，能夠定性地分析溫度一定的條件下氣體壓強(qiáng)和體積的關(guān)系。在利用DISlab系統(tǒng)進(jìn)行定量研究時(shí)，讓學(xué)生觀察并學(xué)會(huì)分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，從而得出規(guī)律。整個(gè)過(guò)程滲透物理學(xué)的研究方法和科學(xué)思維方法。（2）談話法根據(jù)學(xué)生的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，

7、提出一系列有邏輯順序的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考或回答，從而使學(xué)生在鞏固已有知識(shí)的同時(shí)獲取新知識(shí)。談話式的問(wèn)答可以激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和語(yǔ)言表達(dá)能力，喚起和保持學(xué)生的注意力和興趣。本節(jié)課在一開(kāi)始就提問(wèn)學(xué)生：研究氣體的三個(gè)狀態(tài)參量中壓強(qiáng)和體積這兩個(gè)參量之間的關(guān)系應(yīng)該采用什么樣的方法？加強(qiáng)學(xué)生新舊知識(shí)的聯(lián)系。而在得到p-1/V圖線之后，進(jìn)一步提問(wèn)：這條擬合直線有沒(méi)有經(jīng)過(guò)原點(diǎn)呢？引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。通過(guò)和學(xué)生開(kāi)展對(duì)話，讓教學(xué)過(guò)程連貫流暢。（3）講授法教學(xué)的任何環(huán)節(jié)都需要教師的引導(dǎo)，將講授法貫穿整節(jié)課，輔以演示實(shí)驗(yàn)、直觀教具和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，啟發(fā)學(xué)生思維，進(jìn)而把學(xué)生的感

8、性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。本節(jié)課利用講授法一步步引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生經(jīng)歷定性研究、猜想與假設(shè)、定量研究以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的過(guò)程。在講授知識(shí)的同時(shí)滲透探究的思想和研究物理問(wèn)題的方法。3.學(xué)法指導(dǎo)高中學(xué)生的思維已逐漸從形象思維向抽象思維過(guò)渡，并且具備一定的探索能力。同時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣已發(fā)生轉(zhuǎn)化，不再滿足于對(duì)物理現(xiàn)象的感知，他們對(duì)物理現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和一般規(guī)律有較強(qiáng)的求知欲。因此學(xué)法指導(dǎo)如下：（1）新舊知識(shí)聯(lián)系在學(xué)習(xí)的過(guò)程中要求學(xué)生將新舊知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，從已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)新知識(shí)。例如，在定性研究之前，引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)過(guò)的“控制變量法”來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中,要注重培養(yǎng)

9、學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手操作能力，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，豐富感性認(rèn)識(shí)。教師注意引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的方法和糾正錯(cuò)誤操作。（3）觀察、思考、分析在教學(xué)中利用演示實(shí)驗(yàn)、DIS系統(tǒng)探究實(shí)驗(yàn)和多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生去觀察各種現(xiàn)象、思考和分析問(wèn)題，從而得出結(jié)論。4.教學(xué)媒體設(shè)計(jì)利用實(shí)物、動(dòng)畫(huà)、圖片等材料，為學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律提供必需的感性素材。利用自制教具“氣壓保溫瓶模型”演示出水現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生探索的欲望，幫助學(xué)生更好地了解玻意耳定律的應(yīng)用。利用DIS系統(tǒng)將平時(shí)較難測(cè)得的壓強(qiáng)輸入計(jì)算機(jī)中，使探究過(guò)程更加簡(jiǎn)便，既增大教學(xué)容量，又提高教學(xué)效率。通過(guò)圖片和動(dòng)畫(huà)再現(xiàn)物理情境，使物理現(xiàn)象更加形象直觀，有助于教師對(duì)問(wèn)題的分析，

10、提升教學(xué)的效果?！窘虒W(xué)用具】多媒體課件、Dislab系統(tǒng)、注射器、壓強(qiáng)傳感器、塑料瓶、自制氣壓保溫瓶模型等?！窘虒W(xué)流程圖】情境創(chuàng)設(shè)親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究知識(shí)應(yīng)用課后思考定性研究（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)）氣壓保溫瓶模型的演示定量研究（利用DIS系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)）玻意耳定律的應(yīng)用解釋氣壓保溫瓶的原理生活中常見(jiàn)的應(yīng)用運(yùn)用知識(shí)（分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理）回顧知識(shí)得出猜想分析數(shù)據(jù)分析圖像得出規(guī)律鞏固提高【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境實(shí)驗(yàn)引入：氣壓保溫瓶模型演示以氣壓保溫瓶模型的實(shí)驗(yàn)引入，演示按壓活塞時(shí)水立即流出的現(xiàn)象。提問(wèn)：為什么水會(huì)流出來(lái)呢？觀察思考 好奇激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。引入氣體

11、的改變狀態(tài)的現(xiàn)象：一定質(zhì)量的氣體體積發(fā)生變化。引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)知識(shí)氣體的三個(gè)狀態(tài)參量。親身體驗(yàn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（2人為一組）：師生互動(dòng)，讓學(xué)生通過(guò)小實(shí)驗(yàn)感受注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨體積的變化，進(jìn)行定性的研究。實(shí)驗(yàn)探究用DIS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：學(xué)生配合教師完成實(shí)驗(yàn)。利用壓強(qiáng)傳感器測(cè)量氣體的壓強(qiáng)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)擬合出的P-V和P-1/V圖線進(jìn)行分析，得出結(jié)論。介紹物理學(xué)家玻意耳：引導(dǎo)思考的思路：1.在實(shí)驗(yàn)之前，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生明確要采用“控制變量法”進(jìn)行研究。提問(wèn):應(yīng)保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中什么量不變呢？2.在得出壓強(qiáng)和體積的定性關(guān)系后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想。提問(wèn)：p和V之間滿

12、足怎樣的定量關(guān)系？實(shí)時(shí)記錄相應(yīng)體積下氣體的壓強(qiáng)，得到P和V的一組數(shù)據(jù)。1.讓學(xué)生根據(jù)猜想，計(jì)算一下p和V這兩組數(shù)據(jù)之間滿足怎樣的關(guān)系。提問(wèn)：如何更加直觀地看出p和V之間的關(guān)系。2.作出P-V圖線再進(jìn)行分析。提問(wèn)：如果作出P-1/V圖線，那它將是一條怎樣的圖線呢？3.作出P-1/V圖線并進(jìn)行分析。提問(wèn)：p-1/V圖線為何沒(méi)有經(jīng)過(guò)原點(diǎn)？引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)中存在的誤差。提問(wèn)：這個(gè)誤差是系統(tǒng)誤差還是偶然誤差呢？向?qū)W生講解該規(guī)律命名的由來(lái)及玻意耳的事跡。思考動(dòng)手觀察回答思考觀察分析計(jì)算回答聽(tīng)講觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析圖像，回答問(wèn)題。聽(tīng)講讓學(xué)生親身體驗(yàn)物理過(guò)程，獲得感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。引導(dǎo)學(xué)生思考p和

13、V之間的關(guān)系，結(jié)合定性研究的結(jié)果后得出科學(xué)的猜想，為后面的定量研究奠定基礎(chǔ)。利用DIS系統(tǒng)進(jìn)行定量研究，將抽象的物理過(guò)程通過(guò)量化的方式清晰地展現(xiàn)出來(lái)，有利于把學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。通過(guò)教師的引導(dǎo)，使學(xué)生在觀察的過(guò)程中思維得到啟發(fā)。結(jié)合表格法和圖像法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，得出P和V之間的定量關(guān)系，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)中包括對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差等的分析，這樣更有利于學(xué)生對(duì)規(guī)律的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求的科學(xué)態(tài)度。講解有關(guān)物理學(xué)史的知識(shí)，利用科學(xué)家的事跡，開(kāi)闊學(xué)生視野，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育。知識(shí)應(yīng)用flash動(dòng)畫(huà)：分析按壓活塞水會(huì)流出來(lái)的原因，即氣壓保溫瓶的工作原理。圖片：氣壓保溫瓶圖片

14、:生活中的應(yīng)用1.結(jié)合動(dòng)畫(huà)并用玻意耳定律解釋導(dǎo)入新課時(shí)提出的問(wèn)題，鞏固學(xué)生所學(xué)的知識(shí)。講解：當(dāng)氣體體積減小時(shí)，壓強(qiáng)就增大，在這個(gè)過(guò)程中水就被壓出來(lái)了。 2.舉例說(shuō)明玻意耳定律在生活中的有關(guān)應(yīng)用，例如氣壓保溫瓶，洗手液和沐浴露?；仡櫵伎蓟卮鹄胒lash動(dòng)畫(huà)再現(xiàn)物理過(guò)程，直觀明顯，有利于教師的講解。聯(lián)系所學(xué)的知識(shí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過(guò)程，鞏固和應(yīng)用獲取的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力。通過(guò)介紹玻意耳定律在家庭生活中常見(jiàn)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系生活，細(xì)心觀察的習(xí)慣。課后思考布置思考題作為作業(yè)：沐浴露或洗手液的瓶子提示學(xué)生：收集家中廢棄的沐浴露或洗手液等的瓶子，結(jié)合本節(jié)課所學(xué)知

15、識(shí)，觀察分析它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。問(wèn)：它們是怎樣根據(jù)玻意耳定律來(lái)工作呢？思考利用物理知識(shí)進(jìn)行分析。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和分析，做生活的有心人，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的能力， 給學(xué)生的課后學(xué)習(xí)留下空間?！景鍟?shū)設(shè)計(jì)】2.7玻意耳定律一、定性研究：V PV P二、定量研究：PV=CP1/V附錄一：本教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)1.從定性到定量的研究 通過(guò)學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)推動(dòng)注射器讓學(xué)生獲得感性的認(rèn)識(shí)，得出一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)和體積的定性關(guān)系。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的猜想p和V成反比，接著利用Dislab系統(tǒng)進(jìn)行定量研究，從定性到定量的研究，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思維習(xí)慣，同時(shí)也突出了教學(xué)重點(diǎn)。2.重視科學(xué)探究的過(guò)程教學(xué)活動(dòng)中經(jīng)歷“提出問(wèn)題猜想與假設(shè)