《走进分子世界》教学设计
学段 初中 学科 物理
学校 执教
课题 走进分子世界
教学目标 1.知识与技能: (1)知道分子动理论的内容。知道分子是保持物质化学性质的最小单元,对分子大小有一定的感性认识,会用图形、文字、语言描述分子模型。 (2)通过实验探究及生活中的现象,初步了解分子在做永不停息的运动,并能定性解释一些物理现象。 (3)了解纳米科学技术的初步内容,知道纳米材料的一些奇特性质及潜在的重要应用前景。 2.过程与方法:通过活动了解人类在认识物质结构过程中采用的科学方法。 3.情感、态度与价值观: (1)知道显微镜在拓展人们的视觉范围、探测微观粒子方面的重要作用,感受科技的进步对科学所起的作用; (2)通过我国拍摄水分子感受国家荣誉感。 (3)通过学习和活动激发学生学习物理的兴趣,产生进一步探究物质微观结构的欲望,养成学以致用的良好习惯。进一步体会生活、物理、社会之间密不可分的关系。
教材分析 (含重、难点) [教材分析]: 人们对客观世界的认识,本质上说是从对微观世界的认识跨出的重要的一步,分子动理论揭示了自然现象的本质问题,通过本节知识的学习,学生能对之前所学的热现象及一些自然现象有更深的认识,所以本节也是本章的重点。 分子看不见摸不着,人们是如何认识微观世界结构的?对学生来说分子既陌生又非常抽象,虽与生活实际联系较多,却很难将宏观现象与微观本质联系起来,本节内容的教学体现了重要的物理思想研究方法:建立模型法,通过活动观察现象,猜想物质结构模型,再从日常生活中收集证据来验证自己的猜想。在这一节的知识结构及内容编排上,力求体现从现象到本质、从知识到应用的特色,秉承苏科版教材的风格,以活动探究为主线,提倡“做中学”。从宏观的物理现象出发,了解物质内部的微观结构,需要合理的猜想,在逻辑推理的基础上,收集充分的证据来证实猜想,从而证实模型,了解物质的微观性质,教材这样处理对提高学生的逻辑推理能力极为有益。 在认识微观粒子世界奥秘的过程中,观测工具的发展起着举足轻重的作用,教材提供的图片既展示了观测工具的发展进程,又包含了这些工具如何拓展人们认识微观世界的视野。 [教学重点、难点] 通过活动逐步建构分子模型。 通过实验探究初步了解分子动理论的主要内容,并能从分子微观角度解释一些宏观的物理现象。
教学方法、手段 讲授法、讨论法、演示法、实验法、练习法、引导探究教学方法
教学过程
教学流程 学生活动 教师活动 设计意图
导入 (1分钟) 学生认真观看视频 师:(视频)范冰冰美女,将她细腻的皮肤不断放大你看到了什么?当尺度缩小到10-5m我们看到了细胞,细胞是否可以再分?带着问题走进分子世界。 学生在惊讶中进入新课的学习。
通过观察宏观现象猜想物质微观结构模型, 讲解物质的组成。 (10分钟) 学生操作。 生:看似连续的笔迹是由粉笔颗粒组成的。 生:糖微粒 糖微粒能看得见。 生:还在水中,水是甜的。 学生猜想总长度。 学生深呼吸,感受一口气的小。 生:分子很小,很多 (板书) 走进分子世界 下面我们来见证2个奇迹。 “小魔术”见证大奇迹 1、“你的眼睛背叛了你的心” 用粉笔在纸上画一条线,放大后你看到的笔迹还这么连续吗?(黑板贴 “观察现象”) (方糖捏碎)后散落的是? 这些微粒人眼能看得见吗? (将方糖置于水中)糖微粒在水中吗?可是看不见了呀?你如何知? 师:肉眼看得见的微粒还可以分成更小的看不见的微粒,像这种能保持糖的甜味的性质的最小微粒我们称为分子。 (板书:常见的物质是由分子组成的。) 师:糖由糖分子组成、气体由气体分子组成、水由水分子组成。 材料1:水由水分子组成,2500万个人手拉手可以绕地球赤道一圈,2500万个水分子排列总长度?1cm 材料2:深呼吸一口气,约有8.1×1022个气体分子被吸入,每人每秒数10亿个,全场100名师生要同时数约27000年。 你能得到哪些信息? 一口气就有这么多分子,可见,常见的物质是由大量的分子组成的。(补充板书:大量) 分子看不见,非常抽象, 如何从微粒过渡到分子是个难点。 学生对于化学性质并不理解,所以用保持糖甜味的性质来说明,符合学生的思维方式水平。 学生感叹分子数目的庞大超出想象。
讲解: 分子间存在空隙。 (10分钟) 生:分子最接近球形。 (学生在纸上画出分子位置关系,并上黑板画出模型结构) 生:总体积减小。豆子和沙有空隙,彼此进入空隙中去,所以总体积减小。 这么多分子是如何排列的呢?首先我们来看几个分子图片。分子最接近什么形状? (出示两个乒乓球)这两个球模拟两个分子,尝试画出两个分子的位置关系。 师:两种模型有何区别?哪种才符合事实呢? 演示实验:沙子+绿豆 观察这罐“绿豆沙”,你发现了什么? (ppt:2. 1+1<2) 由宏观的实验类比微观的分子,现在有半瓶水和酒精,如何设计实验探究分子间的排列 构建分子模型。 观察现象,猜想结构模型,再用实验进行验证。 用苯分子全貌
生说方案:混合后看总体积。 学生分组实验 生:观察现象,猜想结构模型,再用实验 进行验证。 是属于那种方案呢? 我们就采用这种方案进行实验,请注意小心操作,注意安全。 师:你看到了什么现象?说明了什么? (板书:分子间有空隙。) 补充图片:苯分子全貌 师:回顾一下我们刚经历了怎样的探究过程?刚刚我们都当了回科学家,因为科学家当初在探究微观世界时就采用了我们的研究 方法。 接下来,我们继续用这种方法了解分子的其他特点。 的图片验证分子间确实有空隙。 用此环节承上启下。
讲解: 分子在永不停息的无规则运动。 (8分钟) 生猜想:分子在运动。 氨气分子运动到花上的酚酞就变红了。 生:闻到饭菜香;花香。 生:会!水和酒精的混合就是例子。 细致的观察不仅要用眼看,还要用鼻子闻,耳朵听。刚刚你们做实验时闻到什么没?为什么会闻到酒精的气味呢? 我们下面再看个魔术,我要让这两朵花开出绚烂的颜色。加点魔法之水,静观其变。 解密魔术:(图片)酚酞+氨水变红。 我并没有将氨水滴在花上,为什么它们也变红了? 生活中还有哪些现象实例证明分子在运动? 春天的兰花,夏天的茉莉,秋天的桂花,冬天的腊梅,我们在各个季节各个方向都能闻到它们的芳香,分子的运动有没有停歇的时候呢?(永不停息)而且,分子的运动杂乱无章,没有规律。液体分子会不会运动? 固体分子会不会运动呢? (视频:墙角的煤) (板书:分子在永不停息地做无规则运动。) 学生在期待中发现变化,印象深刻。 视频比图片对学生更有冲击力。
讲解: 分子间存在引力和斥力。 (8分钟) 生猜想:分子间有引力。 生:棉线被拉向有膜的一边。说明肥皂膜分子有引力。 生:分子间既有引力又怎会有空隙? 先小组讨论设计方案再交流,最后实验。 分子间既有空隙,又在不停地运动,怎么物体没有变成一盘散沙,还这么有“型”呢? 实验1:棉线、肥皂膜、铜丝圈。 当用手把一边的肥皂膜戳破,你看到了什么现象?说明了什么? 实验2:铅块平面削平后吸引在一起。说明了什么? (板书:分子间存在引力。) 观察板书内容,有没有发现矛盾之处? 猜想:分子间存在斥力。 如果只有引力物体就该很容易压缩变形,可是物体很难被压缩。 请同学们利用针筒和水设计实验验证分子间存在斥力。 (板书:分子间还存在斥力。) 我们把这三条内容称为分子动理论。分子动理论概括了分子的结构模型和特性。 采用逻辑推理、猜想到验证比较接近学生的思维特点。
简介显微镜发展史及科技的进步:纳米技术 (5分钟) 生:不能看见分子。 学生齐呼:想! 当然,如果我们能亲眼得见分子,这些理论不就更有说服力了吗。可仅凭肉眼能看见分子吗?所以我们得借助于放大倍数更高的显微镜来观察。 (图片:显微镜的发展) 这是我国科学家今年利用隧道扫描显微镜拍摄到的单个水分子和4个水分子在一起的水团簇,由于分子极其小,直径10-10m,水分子直径只有一根头发的百万分之一,而且又在不停地运动,所以拍摄起来很困难,这在国际上尚属首次。 科技的进步使我们的观察手段更先进,视野向微观领域不断延伸。 细微之处彰显神奇,如今科学家已经研究出一种分子级别的材料:纳米材料。 纳米材料因为特殊性质拥有广阔的应用前景,今天想不想体验一下纳米技术的神奇? (演示实验) 感受科技的进步对科学的推动作用。 国家科技先进引发自豪感。
总结 (3分钟) 生练习。 生描述畅想内容。 (课堂巩固练习) 用今天所学知识来一次奇幻旅行:在阿西莫夫的科幻小说《梦幻航行》中,人被缩小到细胞般大小,在人体内经历了梦幻般的体验。试想,如果你被缩小到一个水分子般大小,把你放到水里,你将感受到一个什么样的世界? 本环节实际上是对本节课知识的总结。
板书设计 (
常见的物质是由大量分子组成的。
分子间存在空隙。
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3.分子间存在引力和斥力。
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2.分子在永不停息地做无规则运动。
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分子动理论
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走进分子世界
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