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1、1第五节 物质结构的微观模型北京市云岗中学 王晓琳一、指导思想和理论依据对于初中学生来说，这是一个全新的领域，其研究方法与学生所熟悉的机械运动是完全不同的。它的研究对象不像机械运动只研究某个物体或是由少数物体组成的物体系统，而是研究数目庞大的分子；研究的内容也不能像机械运动那样简单，只研究物体受力后运动的规律，而是研究分子间复杂的相互作用、分子运动与热现象的关系等；研究方法也不同，因为是研究大量分子运动的表征，所以研究方法采用统计学的方法，以物体中分子集体运动的统计规律去描述物体分子运动的规律。这些在本节课开始前就做好铺垫，经过课堂学习后使学生初步了解统计物理学的研究方法。因为我们研究的都是一
2、些微观的现象，学生理解起来比较困难，所以在讲解的过程中，多通过一些实验和生活中的实例去引导学生理解，再利用计算机软件辅助教学。在课前和课上利用学生原有生活经验、学生实验来充分调动学生，让他们主动探求知识，再配合课堂上的教师演示实验、引出的大量事例来帮助学生学习微观物质结构的内容，最后通过课堂练习达到巩固训练的目的，能够收到很好的教学效果。二、教学背景分析1.教学内容分析学生学习了熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华这六种物态变化，而自然界存在着各种热现象：物体温度的变化、物质状态的变化、物体热胀冷缩的现象等。这些热现象的本质是什么？这也是人类长期探索的问题，直到 17 世纪和 18 世纪，人们才
3、开始认识到热现象是由物质内部大量微粒的运动引起的，这种认识逐渐发展成为一种科学理论，即分子动理论。到 19 世纪建立了能量的概念，人们又逐渐认识到与热现象相联系的内能。用分子动理论和内能的观点，可以解释很多热现象，这节课我们就学习分子动理论的初步知识。2.学生情况分析本节内容主要是在实验或对实验现象观察的基础上，分析归纳并总结出分子动理论的初步知识：物质是由分子构成的、扩散现象、分子间有相互作用力。2而对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象，学生们在原有知识经验上都比较欠缺，因此，在课堂上既设计了学生实验，又有教师演示实验和视频、图片等，以此来帮助学生初步地了解微观现象。在教学时
4、，要注意指导学生观察、分析实验现象，在观察实验现象的基础上，发挥学生主观能动性，积极思考，师生合作得出相应的结论。3.教学方式学生分组实验，学生合作学习，教师演示实验，讲授，练习等。4.教学手段分组实验学具，演示实验教具，多媒体课件等。三、教学目标1.知识与技能(1)知道物质是由分子构成的，分子不停地做无规则运动。(2)知道什么是扩散现象，并会解释扩散现象。(3)知道说明分子相互作用力的一些事例，知道分子间的相互作用力在什么情况下表现为斥力，什么情况下表现为引力。2.过程与方法(1)通过对物质是由什么构成的思考、猜想、实验探究，了解探究物理的基本方法。(2)通过实验及对实验现象的观察，归纳出扩
5、散现象和分子间的相互作用力。3.情感、态度与价值观(1)通过对物质构成的探究，进一步增强对自然界的好奇。(2)通过对分子间相互作用力的研究，养成辩证地看待问题的观点。四、教学重点和难点1.教学重点知道分子动理论的三个基本观点和相对应的实验事例，并能用分子动理论的观点进行解释。3解决措施设计学生实验和教师实验，准备视频、图片等，以师生合作、展示为依托，让学生成为课堂学习的主人，提高课堂效率。2.教学难点对分子间作用力的理解，以及用微观理论定性解释宏观现象。解决措施设计演示实验及学生实验，帮助学生形象地理解分子间的相互作用力。3.案例评析学生积极参与实验、讨论、表述。使用“师生互助”的教学模式，把
6、课堂还给学生，由学生对所做实验的知识点进行总结，整个过程注重了生生互动、师生互动，适时点拨，恰当巩固，创设了学生主动参与的课堂环境，激发了学生的学习积极性。4五、教学流程示意图物质结构的微观模型教师提出问题开 始学生针对“学案” 预习内容进行交 流、展示展示完毕，学生 将“预习疑惑” 写在黑板上教师检查学生预习情 况，及时订正补充教师针对“预习疑惑” 调整教学内容本节课学习任务分组实验， 得出结论教师巡视、个别辅 导交流展示教师点评、演示实验多媒体巩固反馈本节课小结留作业，结束5六、教学过程环节环节教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图预习交流提出问题：自然界存在着各种热现象：物体温
7、度的变化，物质状态的变化，物体热胀冷缩的现象等。这些热现象的本质是什么？你有哪些想法和认识？一、物质是由什么组成的呢？二、用我们的眼睛可以看到分子吗？分子是运动还是静止的？三、有些新装修的房间是用一种含有甲醛的板材装饰的，甲醛是一种有毒的化学物质，进入这种房间就会闻到甲醛的气味，这说明什么？你还能举出什么例子？四、生活感悟：有时候我们把橡皮和塑料尺子放在一起，过了一个夏天，发现橡皮和尺子粘在了一起，即使把它们分开，在尺子上也会留下橡皮的痕迹。你还能说出类似的现象吗？我的问题是：（“学案”提前下发，学生已经完成预习。 ）师生交流、展示预习成果。（“学案”的展示。 ）全班交流。全班交流、展示。学生
8、把自己在预习时产生的疑惑写到黑板上。检查学生预习情况。问题导入。能了解到学生预习时出现的问题，课堂上有针对性地进行讲解和指导，提高课堂效率。课内探究一、预习总结，释疑解惑二、合作学习，精讲点拨1.物质由什么组成？自己根据盒子里提供的小米和黄豆设计实验。全班交流、展示。教师及时点评、补充。学生设计实验。62.分子是运动还是静止的？先观看视频、图片，再结合自己做的实验：分别向冷水和热水中滴一滴红墨水，观察实验现象，并思考问题。3.分子间相互作用力：提出问题：为什么固体会有一定的形状和体积呢？演示：分子间相互作用力。三、交流展示师生小组设计实验，展示。（强调：滴入墨水时应使墨水在水面附近处滴落为好。
9、 ）学生设计实验：拉伸橡皮。用力压铁圆柱体。铁圈、棉线演示分子间引力，感受分子间斥力和引力。学生在教师的指导下，做分子引力和斥力的形象表演。学生根据演示实验和学生实验现象，师生交流讨论，全班展示。教师演示实验，并对物质的组成进行知识补充。学生实验，描述实验现象，解释原因。培养学生观察能力，语言表达能力。由学生操作完成。学生难以理解分子间相互作用力，通过表演更形象地表现出分子间引力和斥力是同时存在的。培养学生语言表达能力。分层提高完成“基础巩固” 、 “强化提高”、 “预习检测”及“课外延伸” 。师生交流答案、展示。学以致用，分层提高。开阔眼界，热爱大自然，激发学习热情。总结提升总结本节课的知识
10、内容。师生合作，展示。总结提升。7巩固反馈独立完成“成果反馈” ，填写“学后反思” 。师生互判，交流感想。交流本节课的收获或疑惑。师生互助，共同提高。七、学习效果评价(1)学生在课上注意力是否集中，以及对问题的感兴趣程度。(2)学生讨论交流后所得结论是否正确。(3)课上学生回答问题的正确率。(4)课堂反馈习题解答的正确率。八、教学设计的特点(1)层次分明，思路清晰。这节课的结构严谨，从课题引入学习目标合作学习交流提升归纳总结巩固反馈学后反思，体现教师对整个知识脉络和学生掌握知识能力的情况胸有成竹。(2)教法新颖，设计合理。在这节课中巧妙地运用了多媒体、课前学案，既节约了时间，又让学生对学习的知
11、识内容有个清晰的认识，同时让学生有一个正确的定位，给学生树立了信心，教师通过组织学生分享、讨论、解答，培养了学生分析问题解决问题的能力，提高了学生学习的积极性、自主性、自觉性。(3)体现了学生互动，共同纠错，突破难点。采用分组的方式，相互取长补短，共同提高，学生解决有困难的题反馈给教师，突出了教师的点拨作用。(4)重点突出，详略得当。对于学生解决不了的问题，教师进行重点剖析。教学中引导学生分析错误原因，分析解题思路，提高了学生分析问题、解决问题的能力。讲述透彻，善于应用实例、对比方法讲解问题，让学生更容易理解。(5)拓展训练，开阔视野，扩展知识面。拓展性练习是课堂的延伸，强化训练，设置一些针对
12、性的训练题，进行巩固具有针对性。针对性练习题使学生在巩固练习中得到提高，并从中总结出解题规律与方法，使学生能举一反三，提高了分析问题和解决问题的能力。8学生们很喜欢这种教学模式，课堂知识内容也基本掌握，课下作业也不用花费太长时间。但并不是每节物理课都适合这种教学模式，要充分考虑知识内容、学情、实验等多种情况，选择适合学生的教学模式。九、教学反思针对分子动理论，本节课设计了 3 个学生实验。1.物质由分子构成，分子间存在空隙。分子体积非常小，我们用肉眼无法直接观察到。而学生学习知识要从感性现象入手，于是教师设计了实验，用烧杯装好半杯小米，学生再放满半杯黄豆，然后用一只手掌盖住杯口，另一只手配合紧
13、握烧杯，将杯口倒置后并上下颠倒数次，直到明显看到杯内小米混到黄豆的缝隙中，使得杯内由“满”变为“不满”。这个小实验形象地表示了组成物质的分子间不是紧密挨着的，而是彼此间有空隙。物质的分子的大小也不是完全相同的。再配合教师进行的酒精与水混合的演示实验，进一步帮助学生认识“物质由分子构成，分子间存在空隙”。2.分子间永不停息地做无规则运动，分子的运动与温度有关。分子体积小，无法直接观察分子的运动。于是教师设计了让学生将红墨水同时滴入冷水和热水中，观察墨水的状态。为了控制滴入墨水的质量，教师准备了两支一样的胶头滴管；为了控制滴入的时间和距离，要求学生一定要将两个滴管靠近两个杯口，同时滴下。让学生知道
14、即使是一个小小的观察实验，也要严谨，要注意控制变量。学生们操作很认真，观察现象也很仔细，由此得出的结论也会记忆深刻。3.分子间同时存在相互作用的引力和斥力。这一知识学生更是不容易理解，9于是教师准备了 3 个道具：金属圆柱体、橡皮、橡皮筋。由学生对金属圆柱体进行挤压，感觉用了很大的力气，但是无法将圆柱体压扁，也无法将圆柱体拉开。换成橡皮和橡皮筋重复上述实验，明显看到了橡皮或橡皮筋的形变，再用更大的力气还能把橡皮或橡皮筋拉断。通过实验，学生对于“分子间存在相互作用的引力和斥力”以及“引力和斥力是在一定范围内”的知识有了感性的了解。再配合教师的演示实验“两个磨平的铅块可以粘在一起，还可悬挂一个重物”，帮助学生达到了学习微观现象、理解物理知识的目的。
