1.3 分子热运动 课时教案（表格式）2025--2026年教科版高中物理选择性必修第三册

1.3《分子热运动》课时教案
学科 物理 年级册别 高三上册 共1课时
教材 教科版选择性必修第三册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于教科版高中物理选择性必修第三册第一章第三节，是热学部分的基础核心内容。教材通过布朗运动、扩散现象等宏观可观测的现象引入微观分子的无规则热运动，构建了从宏观现象到微观本质的认知桥梁。内容逻辑清晰，由生活实例出发，逐步深入揭示分子动理论的基本观点，为后续学习气体实验定律、内能、热力学第一定律等内容奠定基础。
学情分析
高三学生已具备一定的物理抽象思维能力，对“分子”概念已有初步认知，但对分子热运动的无规则性、永不停息性以及其与温度的关系仍缺乏直观理解。学生容易将宏观物体的机械运动与微观粒子的热运动混淆，且对布朗运动的本质存在误解（如认为是分子本身的运动）。此外，学生在实验观察能力和数据分析方面有一定基础，但需引导其从现象中提炼物理规律。突破措施：采用情境探究法结合数字化实验视频，增强感知；通过问题链层层设问，纠正认知偏差。
课时教学目标
物理观念
1. 理解扩散现象和布朗运动的实验事实，掌握分子热运动的基本特征——永不停息、无规则性，并能解释其与温度的关系。
2. 能区分布朗运动与分子运动，明确布朗运动是液体分子无规则运动的间接反映，建立宏观现象与微观机制之间的联系。
科学思维
1. 通过观察实验现象，运用归纳与演绎的方法，从宏观现象推理出微观粒子的运动规律，提升模型建构能力。
2. 能批判性分析“布朗运动就是分子运动”等常见误区，发展逻辑推理与证据意识。
科学探究
1. 能设计简单的家庭实验（如墨水滴入水中）观察扩散现象，并记录现象变化过程。
2. 能借助显微镜视频资料分析布朗运动的特点，提出合理的物理解释并进行小组论证。
科学态度与责任
1. 感受科学家（如布朗、爱因斯坦）在探索微观世界中的严谨态度与创新精神，体会科学发展的曲折历程。
2. 认识分子热运动在日常生活（如气味传播、热传导）及科技应用（如纳米材料）中的广泛意义，增强物理学习的责任感与兴趣。
教学重点、难点
重点
1. 扩散现象与布朗运动的实验现象及其物理含义。
2. 分子热运动的无规则性、永不停息性及其与温度的关系。
难点
1. 布朗运动不是分子运动本身，而是分子无规则运动的宏观表现。
2. 如何从看似杂乱无章的微粒运动中推断出分子运动的统计规律性。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法
教具准备
多媒体课件、高倍显微镜拍摄的布朗运动视频、墨水、烧杯、温水冷水各一杯、香水瓶
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、生活情境激趣，引发认知冲突 （1）、创设真实情境，激发感官体验
教师手持一瓶香水，轻轻喷洒于教室前排空气中，随后静默等待约30秒。接着提问：“同学们，请闭上眼睛深呼吸一下，你感受到了什么？这种气味是如何从讲台传到你的鼻子里的？”待多数学生举手回应后，继续追问：“如果我不喷香水，空气会自己产生香味吗？这说明了什么？”引导学生意识到香气的传播需要物质载体——香水分子，并初步感知分子在空气中移动的过程。
（2）、对比实验设疑，引出核心问题
紧接着，教师取出两个相同烧杯，分别倒入等量的冷水和热水，然后同时向两杯水中滴入一滴红墨水。引导学生仔细观察并比较两杯水中颜色扩散的速度差异。提问：“为什么热水中的红墨水扩散得更快？温度高低会影响分子的‘行动’速度吗？”通过这一鲜明对比，使学生直观感受到温度对物质内部运动的影响，从而自然过渡到本节课的主题——分子的热运动。
（3）、回顾旧知，搭建认知桥梁
教师适时引导：“我们在初中已经知道，物质是由大量微小的分子组成的，分子间有空隙。那么这些分子是静止不动的，还是也在‘活动’呢？如果是运动的，它们又是怎样运动的？今天我们就一起走进微观世界，揭开分子热运动的神秘面纱。”板书课题《1.3 分子热运动》，并强调“热”字的重要性，暗示其与温度密切相关。 1. 闭眼感受空气中的香味，思考气味传播路径。
2. 观察墨水在冷热水中扩散速度差异，记录现象。
3. 回忆分子动理论初步知识，形成认知期待。
4. 明确本节课学习主题与目标。
评价任务 感知敏锐：☆☆☆
观察细致：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
设计意图 以贴近生活的气味传播和墨水扩散现象作为切入点，调动学生的多感官参与，增强学习的真实感与趣味性。通过冷热水对比实验制造认知冲突，激发探究欲望。巧妙衔接已有知识，帮助学生建立新旧知识的联系，为深入理解分子热运动做好铺垫。
新知探究一
【12分钟】 一、认识扩散现象，感知分子运动 （1）、深化实验观察，归纳扩散规律
教师播放一段高清延时摄影视频：一滴蓝墨水缓缓落入清水中，随着时间推移，蓝色逐渐均匀地弥漫至整杯水。要求学生重点关注初始阶段墨水边缘的变化、中期颜色分布的不均匀性以及最终趋于均匀的状态。播放结束后，组织学生分组讨论三个问题：① 墨水分子是否进入了水中？② 这种现象能否在固体之间发生？举例说明（如铅块与金块长时间压合后相互渗入）。③ 扩散发生的条件是什么？是否需要外力搅拌？
在学生充分交流的基础上，教师总结：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散。气体、液体、固体都能发生扩散，说明分子都在不停地做无规则运动。不需要外力推动，属于自发过程。
（2）、引入定量思维，关联温度因素
教师展示一组科研数据图表：横轴为温度（℃），纵轴为某染料在水中完全扩散所需时间（s）。图中曲线显示随温度升高，扩散时间显著缩短。提问：“这条曲线告诉我们什么物理关系？你能用分子层面的语言解释吗？”引导学生得出结论：温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快。进而定义“分子热运动”——由于分子永不停息地做无规则运动，且其剧烈程度与温度有关，故称为热运动。
（3）、辨析概念边界，防止认知泛化
教师提出辨析题：“风吹杨柳絮满天飞，是不是扩散现象？”组织学生辩论。最终明确：扩散是分子级别的自发混合，而柳絮飞扬是宏观物体在外力作用下的机械运动，不属于扩散范畴。强调扩散的本质是分子无规则热运动的结果。 1. 观看视频，描述扩散全过程特征。
2. 小组讨论扩散的普遍性与自发性。
3. 分析图表，归纳温度与分子运动速率关系。
4. 辨析机械运动与分子热运动的区别。
评价任务 现象描述：☆☆☆
规律归纳：☆☆☆
概念辨析：☆☆☆
设计意图 通过高质量视频弥补课堂实验时间过长的缺陷，确保所有学生都能清晰观察扩散全过程。设置递进式问题链，引导学生从现象到本质、从定性到定量逐步深入。引入真实科研数据增强科学性，培养学生数据解读能力。通过反例辨析强化概念边界，避免知识迁移错误。
新知探究二
【15分钟】 一、聚焦布朗运动，破解微观密码 （1）、展示经典实验，描述运动特征
教师播放一段显微镜下花粉微粒在水中运动的高清录像（可放慢速度并叠加轨迹追踪线）。要求学生注意观察悬浮微粒的运动路径：是否沿直线？是否匀速？是否朝固定方向？播放后请学生用自己的语言描述所见现象。多数学生会回答“乱动”“忽左忽右”“没有规律”。教师顺势提炼：这种悬浮微粒所做的永不停息的无规则运动，叫做布朗运动。强调其发现者——植物学家布朗，体现科学史教育价值。
（2）、组织深度思辨，澄清常见误解
教师抛出关键问题：“既然我们看到的是花粉颗粒在动，那能不能说布朗运动就是分子的运动？”组织四人小组展开辩论，鼓励引用前面学到的扩散知识作为论据。可能出现两种观点：一方认为“颗粒动就是分子动”，另一方则质疑“花粉比分子大得多”。教师不急于评判，而是引导思考：“如果分子静止，花粉颗粒为何会动？如果分子有序运动，花粉会不会也有序运动？”最终借助动画模拟演示：大量水分子从四面八方不断撞击远大于自身的花粉颗粒，由于任一时刻撞击力不平衡，导致颗粒做无规则抖动。由此阐明：布朗运动不是分子运动，而是液体分子无规则运动的宏观反映，是“看得见的无规则”。
（3）、拓展认知维度，揭示统计规律
教师进一步提问：“每个微粒的轨迹都独一无二，毫无规律可言，但我们却说它反映了分子运动的规律，这是不是矛盾？”引导学生领悟：单个微粒的无规则恰恰体现了大量分子碰撞的随机性和统计平均效果。正如爱因斯坦所说：“上帝不掷骰子”，但在微观世界，概率和统计才是主宰。布朗运动正是通往统计物理学的一扇门。 1. 观察布朗运动视频，描述其无规则性。
2. 参与小组辩论，区分布朗运动与分子运动。
3. 理解微粒运动与分子撞击间的因果关系。
4. 初步感悟统计规律在微观世界的主导作用。
评价任务 现象描述：☆☆☆
本质理解：☆☆☆
逻辑推理：☆☆☆
设计意图 利用现代技术手段还原经典实验，增强视觉冲击力。通过精心设计的思辨性问题，直击学生认知盲区，促使他们在冲突中重构知识。借助动画模拟将不可见的分子撞击可视化，降低理解难度。融入爱因斯坦名言提升课堂人文厚度，引导学生从确定性思维转向概率性思维，培养现代物理观念。
巩固应用
【8分钟】 一、联系实际应用，深化知识理解 （1）、解析生活案例，活化物理知识
教师出示三组生活场景图片：① 炖肉时厨房飘香；② 盐放入汤中自动溶解；③ 新装修房间甲醛缓慢释放。提问：“这些现象背后共同的物理原理是什么？哪一种情况下分子运动最剧烈？为什么？”引导学生运用扩散原理解释，并指出温度越高（如炖肉加热），分子运动越剧烈，有害气体释放也越快，提醒注意通风安全。
（2）、剖析科技前沿，拓展视野边界
教师简要介绍：“在纳米科技领域，科学家利用布朗运动原理设计‘分子马达’，让微小粒子在特定环境下自主行走，可用于靶向药物输送。这正是对微观无序运动的巧妙驾驭。”播放一段30秒科普短视频，展示人工合成分子机器的工作模拟动画。让学生感受到基础物理研究如何转化为尖端技术，激发民族自豪感与创新志向。
（3）、完成课堂检测，即时反馈成效
发放微型练习卡，包含两道选择题：① 下列现象属于扩散的是（A. 雪花纷飞 B. 樟脑丸变小 C. 扫地扬尘 D. 柳絮飘舞）；② 关于布朗运动，正确的是（A. 是分子运动 B. 颗粒越大越明显 C. 温度越高越剧烈 D. 在真空中也能发生）。学生独立作答后，同桌互评，教师巡视指导。 1. 解释生活中扩散现象的物理本质。
2. 观看分子马达视频，感受科技魅力。
3. 独立完成选择题检测，进行同伴互评。
4. 反思错题原因，完善知识结构。
评价任务 应用准确：☆☆☆
视野开阔：☆☆☆
检测达标：☆☆☆
设计意图 通过典型生活实例强化知识迁移能力，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。引入前沿科技成果拓宽学生眼界，增强学科认同感。微型检测实现“教-学-评”一体化，及时诊断学习效果，便于调整教学节奏。
作业设计
一、基础巩固题
1. 下列说法中正确的是（　　）
　A．布朗运动就是液体分子的热运动
　B．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动
　C．温度越高，布朗运动越剧烈，说明分子热运动与温度有关
　D．将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动，这是碳分子的无规则运动
2. 关于扩散现象，下列说法错误的是（　　）
　A．温度越高，扩散进行得越快
　B．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
　C．扩散现象在气体、液体、固体中都能发生
　D．扩散现象使得某种物质的分子全部聚集在一起
二、能力提升题
3. 在一个盛有清水的烧杯中，轻轻滴入一滴红墨水，静置一段时间后，整杯水都变成红色。请回答：
（1）这一现象叫__________，它表明一切物质的分子都在____________________。
（2）若改用热水进行实验，红墨水扩散得更______（填“快”或“慢”），说明分子的热运动与______有关。
（3）有人认为：“只要耐心等待，红墨水分子会自动退回原来那一滴的位置。”你认为这种说法正确吗？请从分子热运动的角度解释原因。
三、实践探究题
4. 设计一个家庭小实验：利用家中材料（如茶包、糖、盐、牛奶等），观察并记录一种扩散现象。要求拍照或绘制示意图，并撰写一段文字说明实验过程、观察结果及物理原理。下周物理课上分享交流。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. C 【解析】布朗运动是悬浮微粒的运动，反映液体分子运动，A、B、D均错误；C正确描述了温度影响。
2. D 【解析】扩散是分子自发混合，不会导致分子聚集，反而趋向均匀分布，D错误。
二、能力提升题
3. （1）扩散；不停地做无规则运动
（2）快；温度
（3）不正确。因为分子热运动是无规则的、自发的过程，一旦均匀混合，不会再自发集中，符合热力学第二定律的方向性。
板书设计
1.3 分子热运动
┌───────────────┐
│ 宏观现象 → 微观本质 │
├───────────────┤
│ 扩散现象： │
│ 气体/液体/固体 │
│ 自发混合 │
│ 温度↑ → 扩散↑ │
└───────────────┘
　　　↓　　　　
┌───────────────┐
│ 布朗运动： │
│ 悬浮微粒无规则运动 │
│ 颗粒越小越明显 │
│ 温度越高越剧烈 │
│ ← 间接反映 → │
│ 分子永不停息、无规则运动 │
└───────────────┘
★ 关键词：无规则、永不停息、温度相关
教学反思
成功之处
1. 以香水和墨水实验成功激活学生感官经验，营造了沉浸式学习氛围，有效激发了探究动机。
2. 布朗运动的教学采用了“现象观察—误区辨析—机理模拟”三步策略，借助动画突破了“非分子运动”这一认知难点，多数学生能准确表述其间接反映作用。
3. 融入分子马达等科技前沿内容，提升了课堂的时代感与吸引力，部分学生课后主动查阅相关资料，体现出强烈的求知欲。
不足之处
1. 对于统计规律性的讲解仍显抽象，个别学生难以摆脱“每个分子都有固定轨迹”的经典思维定势，未来可增加计算机模拟程序辅助演示。
2. 小组辩论环节时间把控稍紧，部分小组未能充分表达观点，下次应预留更充足的时间并加强过程引导。
3. 家庭实验作业虽具创意，但需提前提供安全提示（如避免使用易碎容器），并考虑城乡学生资源差异，提供替代方案。