4.2.4
用粒子模型描述物质的三态
一、
教学分析：
【教材分析】
第四章主要是学习物质的微观结构，属于“物质科学”部分，是学生第一次涉及微观世界的内容。《用粒子模型描述物质的三态》是《科学》（上海牛津版）第四章《物质的粒子模型》第五课时。是在“粒子理论”的基础上，建立粒子模型，并用粒子模型去解释物质三态的特性，所以本节课是第四章第二主题的升华，又是第四章的核心内容。学生学习了物质的粒子模型后，就可以用粒子模型来解释一些简单的物理现象，这也为后续学习“气压”打下基础。
【学情分析】
虽然前面已经学过了物质是由粒子组成的，但是学生对于三种物态的物质中粒子是如何分布的，有什么特点等，还是处于一个比较懵懂的状态。所以本节课在学生了解了模型的意义，先建立一个建模的思想。之后通过动画演示、图片等肉眼能看得见的宏观现象，来让学生感受三种物态的微观粒子特点。由于本节课是《科学》教学中第一次提出“控制变量法”的思想。因此，在“固体、液体、气体受压后体积的变化”和“温度对粒子运动速度的影响”两个探究活动中，开始时由老师指导实验设计，然后让学生独立或合作自己去尝试进行实验设计，层层递进，让学生在课堂中不仅仅学到了科学知识，也学会了一些科学研究的方法。在建立模型与运用模型的过程中，为了使得一些抽象、难以理解的内容变得容易理解，在教学中，还设计了一些小游戏活动，给学生的学习增加了一些趣味性，让学生在游戏中学会并掌握了知识。
二、教学目标
1.知道物质的粒子模型，能够运用粒子模型解释物质的三态特征。
2.在用控制变量法探究实验的过程中，知道温度能加快粒子的运动。
3.在模拟、探究活动中逐步养成合作、交流、共享的学习习惯和质疑求真的学习态度。
三、教学重难点
【重点】
固体、液体、气体粒子间的距离是不同的。
【难点】
运用粒子的观点理解物质的三态、物体被压缩的难易程度等性质。
四、教学准备
实验用品：红墨水、两只相同的带有刻度的烧杯、滴管、凉水、热水、针筒、小木柱、橡皮泥。
教学资源：PPT、电脑、视频。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入：物质的粒子模型
生活中我们见过的各种模型；
建立模型的意义。
观看模型图片；
体会模型的特点及优点。
为建立物质三态粒子抽象模型作好铺垫。
一、粒子模型：
模拟1：用粒子模型解释固体特征
回顾物质三态的特性；
播放动画演示固体的粒子模型图片演示；
引导学生观察固体粒子模型的特点。
引导学生体会固体粒子排列特点决定了固体的特性。
回忆物质三态的特性。
观看动画：学生观察构成固体的粒子的特点，并描述在模拟过程中，粒子排列整齐么？粒子之间的间隙如何？运动范围？；
思考：固体粒子之间的作用力如何？固体粒子的运动状态/范围？固体的形状体积如何？
体会：组成固体粒子的特点：因为固体粒子间的相互作用力很大，把粒子紧紧吸引在一起，粒子只能在固定的位置振动。所以固体有固定形状和体积。。
思考，回答。
预备年级的学生尚处于形象思维阶段，通过模拟的粒子模型和伴随其中的观察和体验将抽象的微观知识形象化，完成了本节课的重点：固体、液体、气体粒子间的距离是不同的，运动特点也是不同的。
模拟
2：用粒子模型解释液体特征
播放动画模拟液体的粒子模型图片演示；
引导学生观察固体粒子模型的特点。
引导学生体会固体粒子排列特点决定了固体的特性。
观看动画：观察构成液体的粒子的特点。
并描述在模拟过程中，粒子排列整齐么？粒子之间的间隙如何？运动范围？
思考，回答：
液体粒子之间的作用力如何？固体粒子的运动状态/范围？固体的形状体积如何？
体会：液体粒子的排列无规则，在一定范围内自由运动，相互之间有一定的作用力；决定了液体的宏观性质——没有固定的形状但有固定的体积。
有了上一个活动的基础，这个活动过程中的思维容量适当的增大，增多，让学生直接思考猜测粒子的特点与物质宏观性质的关系提高了思维的要求。
模拟3：用粒子模型解释气体特征
问：猜想气体的粒子结构特点。
播放动画演示气体的粒子模型，演示图片；
引导学验证自己的猜想。
引导学生体会固体粒子排列特点决定了固体的特性。
小结
提出猜想，交流：
（因为气体也没有固定的形状，所以构成气体的粒子之间的间隙应该更大；气体的流动性更大，因此气体粒子的运动应该更加自由。）
观看动画：在模拟过程中，粒子排列整齐么？粒子之间的间隙如何？运动范围？验证自己的猜想。
思考，回答：气体粒子之间的作用力如何？固体粒子的运动状态/范围？固体的形状体积如何？
体会：气体粒子的排列无规则，任何方向自由运动，相互之间作用力几乎没有；决定了气体的宏观性质——没有固定的形状和体积。
完成小结：固体、液体和气体的粒子间隙和作用力的大小
以前两个活动获得的知识为基础，发挥学生的想象力运用类比的思想，提出气体粒子的结构特征的猜想，思维要求进一步提高。
巩固
布置利用橡皮泥和牙签建立物质三态的模型。
教师评价。
小结。
小组讨论并合作建立物质三态的粒子模型。利用橡皮泥和牙签建立物质三态的模型。
小组交流及评价。
发挥学生的想象力建立模型，巩固物质三态模型的特点。
二、压缩物质实验
提出探究目标。
指导实验设计，说清实验步骤。
引导实验中注意控制变量。
思考。
思考需要控制的变量，交流。
指导“控制变量法”设计实验。
三、物体的温度与粒子的运动
提出问题：讲：由于条件所限我们今天只研究温度对粒子运动速度的影响。请每个小组讨论设计实验方案。
做出假设：
设计实验：
证据的收集与描述：（巡视，提供帮助）
（实验员演示实验）
结论：
演示：动画视频演示加热后三种物质状态的粒子运动。
独立思考：构成物质的粒子是不断运动的，粒子的运动有没有快慢之分呢？影响他们运动快慢的因素有那些呢？并说明依据。
提出假设：温度对粒子运动的影响。
（温度越高，粒子运动越快；温度越低，粒子运动越慢；温度对粒子的运动没有影响。）
设计实验：小组讨论交流实验方案。
实验并交流结果：热水杯中的红墨水扩散的比较快。
结论：温度升高加快物质粒子的运动。
观看，思考。
课堂总结
问：这节课你学到了什么？
谈收获：
独立思考，并回答。
培养学生总结能力。
六、板书设计
用粒子模型描述物质的三态
一、三种物态的粒子模型特点：
二、比较固体、液体和气体受压时体积的变化
三、物体的温度与粒子的运动
七、教学反思《用粒子的模型描述物质的三态》学习单
班级：
姓名：
学号：
三种物质状态的粒子模型：
气体
液体
固体
粒子间隙
粒子之间的作用力
一般的实验探究流程
比较固体、液体和气体受压时体积的变化：
1.提出问题：固体、液体和气体受压时体积有什么变化？
2.形成假设：
我的假设：
固体
（容易/不容易）被压缩，液体
（容易/不容易）被压缩，气体
（容易/不容易）被压缩。
3.制定计划：
实验方法：
（控制变量法/归纳法/…………）；
实验步骤：
（1）将1cm3的小木柱放入针筒内，推入活塞与木柱接触。用手指堵住针筒嘴，用力推活塞。看看能不能将小木柱压缩。
（2）把
cm3
的水吸入针筒，排出针筒内的空气。用手指堵住针筒嘴，用力推活塞。看看能不能将水压缩。
（3）将活塞拉至
ml刻度处，用手指堵住针筒嘴，用力推活塞。看看能不能将空气压缩。
4.
收集证据：
小木柱
水
空气
压缩前体积（cm3）
压缩后体积（cm3）
实验结果：空气
（容易/不易）被压缩。
针筒内放小木块和水时，活塞
（容易/不易）推动。
5.处理信息：
6.表达交流：
在相同的条件下，固体、液体和气体受压时，
最容易被压缩，
和
不容易被压缩。
物体的温度与粒子的运动
1.提出问题：温度高低对粒子的运动有什么影响？
2.形成假设：
我的假设是：温度升高，粒子运动
（剧烈/缓和/不变）。
3.制定计划：
实验器材：热水、冷水、烧杯、滴管、红墨水
实验方法：
（控制变量法/归纳法/…………）；
实验步骤：
在两个
（相同/不相同）的烧杯中分别盛体积
（相等/不相等）的
和
；
（同时/不同时）在水面上分别轻轻滴一滴红墨水；
静置片刻，
（同时/不同时）观察两杯水中红颜色范围的
。
4.
收集证据：
实验结果：A烧杯内红颜色范围
；
B烧杯内红颜色范围
。
5.处理信息：
6.表达交流：
这个实验表明热水的粒子运动
（剧烈/缓和），冷水的粒子运动＿
（剧烈/缓和）。可见粒子都在不停地作无规则的运动，但运动的剧烈程度不同。
四、练习
1、在相同的条件下，固体、液体和气体受压时，
最容易被压缩，
和
不容易被压缩。
2、物体的温度越高，那么构成该物体的粒子运动就越
。
3、完成下表。
固体
液体
气体
形状
体积
粒子排列
粒子的运动
2(共28张PPT)
模型
用粒子模型描述物质的三态
活动一（1）.
固体的粒子结构
固体粒子模型
粒子间相互作用力很大
粒子只能固定位置振动，粒子运动范围最小
2.粒子间隙很小
1.排列整齐
特点
固定的体积和形状
3.粒子在固定位置振动
活动一（2）.
液体的粒子结构
液体粒子模型
粒子间相互作用力较大
粒子可在一定的范围内运动，运动范围较小
2.粒子间隙很小
1.排列不规则
特点
固定的体积
不固定的形状
3.粒子在一定的范围内自由运动
活动一（3）.模拟气体的粒子结构
气体粒子模型
粒子间相互作用力几乎没有
粒子可任何方向自由运动，
粒子运动范围大
2.粒子间隙最大
1.排列不规则
特点
没有固定的体积和形状
3.粒子往任何方向自由运动
巩固：用橡皮泥模拟物质的粒子模型
活动4.11
比较固体、液体和气体受压时体积的变化
提出问题：固体、液体和气体受压时体积如何变化？
活动4.11
比较固体、液体和气体受压时体积的变化
我的假设是：
固体
（容易/不容易）被压缩；
液体
（容易/不容易）被压缩；
气体
（容易/不容易）被压缩。
活动4.11
比较固体、液体和气体受压时体积的变化
实验步骤：
（1）将1.5cm3的小木柱放入针筒内，推入活塞与木柱接触。用手指堵住针筒嘴，用力推活塞。看看能不能将小木柱压缩。
（2）把
cm3
的水吸入针筒，排出针筒内的空气。用手指堵住针筒嘴，用力推活塞。看看能不能将水压缩。
（3）将活塞拉至
ml刻度处，用手指堵住针筒嘴，用力推活塞。看看能不能将空气压缩。
器材：2ml针筒、小木柱、水
1.5
1.5
活动4.11
比较固体、液体和气体受压时体积的变化
?
小木柱
水
空气
压缩前体积（cm3）
?
?
?
压缩后体积（cm3）
?
?
?
活动4.11
比较固体、液体和气体受压时体积的变化
实验结果：空气＿＿＿＿（容易/不易）被压缩。
针筒内放小木块和水时，活塞＿＿＿＿（容易/不易）推动。
容易
不易
活动4.11
比较固体、液体和气体受压时体积的变化
结论：在相同的条件下，固体、液体和气体受压时，＿＿＿＿最容易被压缩，＿＿＿＿和＿＿＿＿不容易被压缩。
气体
固体
液体
探究：温度对粒子运动速度的影响
提出问题：温度的高低对粒子的运动有什么影响呢？
假设1：温度高时粒子运动快；温度低时离子的运动速度慢；
假设2：温度低时粒子运动快；温度高时离子的运动速度慢；
假设3：温度高低对粒子的运动没有影响。
活动4.12
物体的温度与粒子的运动
实验步骤：
①在两个＿＿(相同/不同)的烧杯中分别盛体积＿＿(相同/不同)的＿＿和＿＿
；
②
＿＿
(同时/不同时)在水面上分别轻轻滴一滴红墨水；
③静置片刻，
＿＿
(同时/不同时)观察两杯水中红颜色范围的大小。
活动4.12
物体的温度与粒子的运动
相同
相同
冷水
热水
同时
同时
热水
冷水
红墨水
红墨水
探究：温度对粒子运动速度的影响
结果：A烧杯内＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
B烧杯内＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
活动4.12
物体的温度与粒子的运动
红颜色范围小
红颜色范围大
活动4.12
物体的温度与粒子的运动
活动4.12
物体的温度与粒子的运动
结论：这个实验表明热水的粒子运动＿＿＿＿（剧烈/缓和），冷水的粒子运动＿＿＿＿（剧烈/缓和）。可见粒子都在不停地作无规则的运动，但运动的剧烈程度不同。
剧烈
缓和
加热后三种物质中的粒子运动状态：
1.固体:
2.液体:
3.液体:
课堂总结：
这节课你学到了什么？
小试牛刀
1．完成下表
?
固体
液体
气体
形状
?
?
?
体积
?
?
?
粒子排列
?
?
?
粒子的运动
?
?
?
固定
不固定
不固定
固定
固定
不固定
规则
不规则
不规则
在固定位置振动
在固定的范围内自由运动
往任何方向自由运动
海绵是一种固体，但压缩它却很容易，这是为什么？
海绵中有很多空隙，充满了空气。所以压缩海绵其实是压缩海绵中的气体。
思考讨论
