分子的熱運動教案
一、教材分析
《分子的熱運動》是人教版高中物理選修3–3《熱學》第七章《分子動理論》的第二節(jié)的教學內(nèi)容，分子動理論是物質(zhì)的微觀結構學說，是宏觀與微觀本質(zhì)間聯(lián)系的紐帶，是熱學的基礎。“分子的熱運動”是構成分子動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，同時它也是高中階段物理教學中非重點知識中的重點。布朗運動是分子熱運動的實驗基礎，對分子熱運動的認識，是建立在對布朗運動正確理解的基礎上的，因此，知道布朗運動產(chǎn)生的原因，知道布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子的無規(guī)則性，是學好本節(jié)課的基礎。
二、教學目標
1．知識目標：
（1）知道什么是布朗運動，觀察其特點，分析其產(chǎn)生原因。
（2）學習用統(tǒng)計的觀點分析問題，知道布朗運動是分子無規(guī)則運動的反映，對宏觀現(xiàn)象作微觀解釋。
（3）知道大量分子無規(guī)則運動的激烈程度與溫度有關，溫度越高，分子的無規(guī)則運動越激烈。
2．能力目標：
通過演示實驗，說明一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動，使學生知道，物體溫度越高，分子熱運動越劇烈，培養(yǎng)學生通過物理現(xiàn)象歸納規(guī)律的能力。
3．情感、態(tài)度和價值觀目標：
（1）激發(fā)學生的學習興趣和對科學的求知欲望，使學生樂于探索微觀世界和日常生活中的物理學原理。
（2）用實驗和多媒體教學素材激發(fā)學生對大千世界的興趣。使學生了解，可以通過直接感知的現(xiàn)象，認識無法直接感知的事實。
（3）培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力。
三、教學重點、難點
重點：分子熱運動。
難點：從宏觀出發(fā)通過直接感知的現(xiàn)象，推測無法感知的事實；
用分子熱運動觀點解釋有關現(xiàn)象。
四、學情分析
學生已有了日常生活中的常識，在初中已學過擴散現(xiàn)象等，對分子運動有初步認識，又具備了高一力學的基礎知識、物理學研究問題的一些方法及分析推理問題的能力。在此基礎上，再結合學生的心理特點及物理學科的特點，使學生通過擴散現(xiàn)象、感興趣的布朗運動實驗加深認識，引起思考，并利用已有的科學分析的方法，最終能很好地分析布朗運動產(chǎn)生原因，并理解布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子的無規(guī)則性。
五、教學方法
1．實驗法：多媒體展示演示實驗。
2．學案導學：見后面的學案。
3．設計理念：按照探究性學習方式所闡述的“有規(guī)律性更有藝術性” 為目的，充分利用多媒體輔助教學及實驗演示，使學生置身于探索問題的情境之中，通過動眼看、動口議、動手做、動筆寫、動耳聽等，激活學生內(nèi)在的潛力
4．教學的基本環(huán)節(jié)：提出問題→進行猜想→實驗探究→分析歸納→得出結論
六、課前準備
1．學生的學習準備：預習學案與課本中的圖片。
2．教師的教學準備：多媒體課件制作，實驗器材的準備。
七、課時安排：1課時
八、教學過程
（一）觀察實驗 整體感知
1．（課件投影）觀察演示實驗（把盛有二氧化氮的玻璃瓶與另一個玻璃瓶豎直方向?qū)谙嘟佑|，看到二氧化氮氣體從下面的瓶內(nèi)逐漸擴展到上面瓶內(nèi)。）這是什么物理現(xiàn)象？這現(xiàn)象說明什么問題？
（設計意圖：用實驗引入激發(fā)學生學習新知識的欲望，將學生注意力集中起來。）
2．（課件投影）請觀察課件演示的擴散過程。
（設計意圖：用計算機演示擴散過程，可以把抽象的問題具體化，使學生理解起來更容易說明分子做無規(guī)則熱運動）
3．（課件投影）請完成實驗（在兩個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展開來。），然后回答：擴散現(xiàn)象的劇烈程度與溫度有關嗎？舉例說明。
（設計意圖：在學生親自實驗基礎上，來解決自己的問題，同學間可以合作討論，彼此交流，自己得出結論加深理解，鞏固記憶，并培養(yǎng)科學探索精神。）
4．（課件投影）請觀察布朗運動。
（設計意圖：布朗運動是分子無規(guī)則運動的實驗基礎，對分子熱運動的認識，是建立在對布朗運動的正確理解的基礎上。介紹并演示實驗起著十分重要的作用，不但能使學生知道什么是布朗運動，還能使學生發(fā)現(xiàn)布朗運動的特點，為布朗運動產(chǎn)生原因的分析奠定了實驗基礎。）
（簡要實錄：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，放在顯微鏡載物臺上，然后通過顯微鏡觀察，在視場中看到大大小小的許多顆粒，仔細觀察其中某一個很小的顆粒，會發(fā)現(xiàn)在不停地活動，很像是水中的小魚蟲的運動。將一臺顯微鏡放在講臺上，用顯微攝像頭拍攝布朗運動，經(jīng)過電腦在大屏幕上顯示投影成像，讓全體學生觀察，然后教師指著一個顆粒在屏幕上的位置，以此點為參考點，讓學生觀察這顆微粒在以后的一段時間內(nèi)相對參考點的運動情況，并用計算機課件（動畫）演示小炭粒運動情況。實驗進行的很順利，學生十分注意觀察,許多學生看出小炭粒運動的無規(guī)則性，從而師生一起總結出布朗運動的概念。）
（二）分析原因 認識本質(zhì)
（課件投影）閱讀課本中有關布朗運動的敘述，了解布朗運動的特點。
（設計意圖：通過閱讀加深理解布朗運動。）
（投影）：
1、固體微粒的運動是極不規(guī)則的。如圖畫的幾個布朗顆粒運動的路線，這不是布朗微粒運動的軌跡，它只是每隔30秒觀察到的該顆粒位置的一些連線，實際上在這短短的30秒內(nèi)微粒運動也極不規(guī)則，絕不是直線運動。
2、布朗運動是永不停息的。因為連續(xù)觀察布朗運動，發(fā)現(xiàn)在多天甚至幾個月時間內(nèi)，只要液體不干涸，這種運動就永不停息。
3、任何固體微粒懸浮在液體中，在任何溫度下都會做布朗運動。若懸浮的顆粒越小，布朗運動越明顯；顆粒越大，布朗運動越不明顯，甚至觀察不到。布朗運動隨著溫度的升高而愈加激烈。）
（課件投影）懸浮顆粒無規(guī)則運動的原因是什么？是由外界因素影響產(chǎn)生的，還是液體內(nèi)部原因？
（設計意圖：此問題是解決問題的根本。學生只有認識到不是外界因素的影響，才能推理到內(nèi)部分子作用的`結果。）
（課件投影）請觀察演示課件演示的動畫：懸浮在液體中的微小顆粒，當它足夠小時，受到來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間，在某個方向受到撞擊作用強，它就沿著這個方向運動。在下一瞬間，微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強，它又向著另一個方向運動。
（設計意圖：課件的展示使抽象的事物變成可以感知的事物，起到降低臺階、化抽象為具體、變難為易的作用。同時從對懸浮顆粒無規(guī)則運動的原因分析，使學生初步接觸到用概率統(tǒng)計的觀點分析大量偶然事件的必然結果。）
（三）課堂小結
（四）及時反饋 鞏固提高
1、布朗運動是說明分子運動的重要事實，則布朗運動是指（ ）
A、液體分子的運動
B、懸浮在液體中的固體分子的運動
C、固體微粒的運動
D、液體分子與固體分子的共同運動
2、關于布朗運動劇烈程度，下面說法不正確的是（ ）
A、固體微粒越小，布朗運動越顯著
B、液體溫度越高，布朗運動越顯著
C、與固體微粒碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運動越顯著
D、與固體微粒碰撞的液體分子數(shù)目越少，布朗運動越顯著
3、下列說法正確的是（ ）
A、溫度越高，物體的運動越劇烈
B、溫度越高，物體內(nèi)大量分子的無規(guī)則運動越劇烈
C、溫度升高，物體內(nèi)每個分子的運動速度都增大
D、溫度降低，對于物體內(nèi)的某個分子而言，其運動速度可能增大
（四）發(fā)導學案、布置預習
九、板書設計
分子熱運動
1、擴散現(xiàn)象：不同的物質(zhì)接觸時，互相進入對方的現(xiàn)象。
2、擴散現(xiàn)象說明：一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動。
3、由于分子的運動跟溫度有關，所以這種無規(guī)則運動叫分子的熱運動。溫度越高，熱運動越劇烈。
十、教學反思
子運動比較抽象，本節(jié)課通過實驗的引入激發(fā)了學生學習的興趣，并通過類比的方法，讓學生理解分子運動的特點、掌握分子動理論的內(nèi)容。由于本節(jié)課通過大量的實驗和例題，使學生對分子運動有了很深刻的認識，為后面研究物體內(nèi)能及其有關知識做好鋪墊。整個教學活動重點突出學生為主體，同時培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力，掌握物理學中研究問題的方法。
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