八年级物理下册教案-7.1走进分子世界-苏科版

一、走进分子世界
【教学目标】：
1．知识与技能：
(1)
通过活动了解分子模型的主要内容，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。
(2)
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。
(3)
通过实验探究初步了解分子在做永不停息的运动，体会分子世界的物理性质，并能定性解释一些物理现象。
2．过程与方法：
了解科学家是如何探索微观世界奥秘的，初步体会探究微观物质结构的模型方法。
3．情感态度与价值观：
培养对科学的热爱和对我们生存的空间探索的欲望。
【教学重点、难点】
1．教学重点及其教学策略：
重点：分子模型的建立过程。教学策略：通过猜想假设、实验探索、观察思考和实例分析来加深理解。
2．教学难点及其教学策略：
难点：分子模型的深刻理解。教学策略：通过动画手段帮助学生克服困难、达到掌握的目标
【设计思路】：
通过充分挖掘教材、练习的资源，从学生的最近发展区出发，通过充分利用科学探究的基本模式，利用多种教学手段，引导学生从浅入深，亦步亦趋的完成课题。本节内容较为抽象，所以课件就有了用武之地。本节的所有课件已经发布到苏科版物理支持网站。
【教学资源】：
1．学生实验器材：炭笔、报纸条、显微镜，高锰酸钾颗粒（放在烧杯中，配有药钥匙）、烧杯（内有适量的水），酒精、水（放在烧杯中）、一端开口的玻璃管（长60cm、内径5mm）、注射器（配有针头）
2．教师器材：烧杯（内有水）、滴管，划有彩色笔迹的纸，手帕、香水。
3．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
【教学设计】：
教
师
活
动[]
学
生
活
动
点
评
师：在前面的课程中，我们学习了物体、物质和它们的基本属性，今天我们来学习物质的结构。下面请同学们看一段动画。
说明：动画1：神州飞天
内容：神州5号遨游太空，杨利伟向祖国和世界问好，培养学生的民族自豪感，接着是浩瀚星空和DNA双螺旋结构、SARS病毒，展示世界的两极，激发学生的好奇心。最后定格课题：从粒子到宇宙
走进分子世界，画面是太空背景中的原子结构模型，其中的原子核为太阳，电子为地球等，也是间接展示宇宙的浩瀚。
生：祖国真伟大
世界真美好
生：极大和极小
生：浩瀚的宇宙
生：微小的粒子
这段动画从宏观宇宙到微观粒子都有展示，体现了单元主题，另外从神州号到杨利伟，同学们都熟悉，有亲近感。
师：我手里有一杯染色的水，从外观上看是连成一片的，用吸管吸取少量的水，吸管里有一段水柱，（一滴滴的挤出），看到什么现象？
师：一支粉笔可以折成两段、四段、八段……甚至粉末，这些粉末是什么形状。
师：这些颗粒我们可以直接看到？但是颗粒是否可以分为更小的颗粒？它们又是怎样的结构？我们还能看到吗？
师：下面我们看一下科学家是如何探索这些人们不能直接观察到的领域的。投影：一种有效的科学研究方式。
说明：动画2：研究方法
内容：PPT展示一种科学有效的研究方法，同时教师适当讲解，为下面的科学探究过程提供理论上、方法上的支持。
生：水一滴滴的被挤出
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生：小颗粒。
生：不能
生：观看领会
由浅入深，步步为营。
师：其实刚才我说的粉笔问题就体现了这种探究方式的一个环节，你看是哪个环节？下面我们继续观察相关的现象。
师：我手里这张纸上的彩色笔迹，你看是连续的还是断开的？
师：而内部呢？你知道它是连续还是不连续的，你们能用肉眼观察到吗？
师：直接用肉眼无法观察，那可以借助什么呢？
师：请大家用显微镜观察一下炭笔的笔迹。
说明：只能划一次，这样观察效果较好，另外学生要会使用显微镜，能迅速调节。
师：将笔迹用实物投影放大，观察到什么？
师：通过观察得到什么结论？
师：这些微小的颗粒是如何构成我们所看到的连续体的呢？猜想一下
师：究竟哪种猜想正确，或者还有其他可能，那么为了验证猜想，我们应该怎样做？
师：下面请同学们做一个分组实验，将高锰酸钾颗粒放入水中，将会看到什么现象？实验器材：一包高锰酸钾颗粒和一个盛水的烧杯。实验要求：烧杯就放在桌子上既不要拿起，也不要晃动。高锰酸钾颗粒倒入水中的瞬间，立即开始观察，两位同学分工，
一位同学从烧杯的上方向下观察，另一位同学从侧面开始观察，请注意变化的过程。
说明：要求学生注意安全，友情提示：高锰酸钾有腐蚀性。
师：我们来交流在这个实验中所看到的现象。
师：水怎么变成紫色的呢？能不能具体描述一下水变成紫色的过程。
师：再过段时间，烧杯中的水会怎样？
说明：真的完全混合时间较长，可以用温水。
师：由这个现象，你认为构成物质的颗粒有什么特点？
师：结合现象解释一下
师：以上是我们根据观察到的现象对物质微观结构提出的猜想，科学家在研究物质结构时，按照这样的研究方法提炼出了关于物质微观结构的三种模型,你认为哪种模型能够完善的解释上述活动中看到的现象呢?
模型1
物质是由微小的颗粒组成的,各个颗粒紧靠在一起,形成了我们所看到的连续体;
模型
2
物质是由微小的颗粒组成的,颗粒之间有空隙;
模型
3
固体是由微小颗粒组成的,液体是连成一片的,固体微粒可以挤进液体中.
说明：动画2：三种模型
师：你支持哪种模型？为什么？
师：看来通过这个现象我们还无法弄清物质的微观结构，争论在于液体究竟是连成一片的，还是之间有空隙？当一个实验现象无法验证猜想时，我们该如何继续探究呢？
师：那这次实验我们研究的对象是什么？
师：一端封闭的玻璃管中一半是上了颜色的水，另一
半是酒精，在液面的上端用橡皮筋做了记号（先把橡皮筋拨上去，让学生看清界面，再拨下来），将玻璃管反复翻转，让水和酒精充分混合，混合后与混合前有什么不一样呢?（气泡在缓缓的上升，界面不
存在了）
说明：这个是学生分组实验，注意引导学生观察界面和混合前后总体积的变化，为了效果明显，可以在酒精中加适量红墨水，为了加液体方便，用注射器，由于注射器有针头，提醒学生注意安全。
师：该现象支持了哪个猜想？
师：具体解释一下
师：物质微观结构模型总结
说明：PPT展示模型的内容为分子模型作准备。
生：观察现象
生：连续的
生：不能
生：放大镜和显微镜
生：观察惊奇
生：这条笔迹不再是连续的，而是由不连续的一个个小颗粒组成.
生：物质是由微小颗粒组成的
生甲：颗粒是紧密的靠在一起的
生乙：颗粒之间是有空隙的
生：进行实验
（学生动手操作）
生：水慢慢变成紫色。
生：高锰酸钾颗粒沉入杯底，把一部分水染成紫红色，然后这紫红色慢慢向四周扩散开来。
生：整杯水都变成紫色。
生：微粒之间是有空隙的。
生：构成水的微粒之间是有空隙的，构成高锰酸钾的颗粒进入水的空隙，使水慢慢变成紫色。
生：我们看到高锰酸钾颗粒进入了水的内部，也可以这样解释，固体是由微小颗粒组成的,而液体是连成一片的,固体微粒挤进了液体中。
生：模型2
生：各个颗粒之间有空隙，并不是紧靠在一起的，所以模型1不成立，而酒精与水的混合实验说明液体不是连成一片的，不仅是固体，液体之间也有空隙，所以模型3也不成立，应选模型2
生：再做实验
生：液体
生：酒精与水混合后的体积变小了
生：颗粒之间是有空隙的。
生：构成水的颗粒和构成酒精的颗粒之间是有空隙的，两种颗粒在混合时彼此进入对方的空隙，所以混合后总体积变小。如果液体是连成一片的话，混合后这两种液体的总体积不会改变。
利用科学探究的基本模式，体现科学探究的基本思想。
显微镜的使用一方面是光学知识价值得体现，同时也是对学生操作技能的一次检阅，教师必须给学生足够的时间和必要的指导。
体现人文精神。
难点出现了，教师给学生合适的时间让它们讨论，猜想，不能代替学生完成他们应该完成的内容。为了降低难度，可以利用课件。
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进一步探讨
师：这样我们就从宏观现象入手，通过一次次的猜想和论证建立了物质的微观模型：物质是由微小的颗粒组成的，颗粒之间有空隙。而这颗粒究竟可以分到怎样的程度？打个比方，学校可分为六个年级，每个年级由十个班构成，每个班级由50个学生组成，到这里我们再划分下去对学校的构成就没有意义了，因此学生个体是构成学校组织的最小单位，同样物质划分到一定程度，就无法再保持物质的化学性质，这种能保持物质化学性质的最小颗粒称为分子。一杯水分下去是小水滴，小水滴分下去是小水珠，一直分到水分子，如果再继续分下去，就不具备水的性质了。我们呼吸的氧气是由氧气分子构成的。
通过打比方展示，使学生容易理解。
师：以上我们从宏观现象出发建立了物质微观结构模型，而实际上我们凭肉眼能看到物质的内部吗？
师：假如能看到，这个模型将更有说服力。
师：来看一些图片，这是通过光学显微镜看到的植物细胞，细胞之间是有空隙的，细胞还不是最小的颗粒，要看到分子怎么办？
说明：动画3：科学家的眼睛
内容：一些图片，包括现代显微镜和原子分子图片。
师：放大镜、各种显微镜的发明和利用在科学家收集证据、认识物质微观世界性质方面起了非常重要的作用，它们拓展了人们的视力范围，收集了更多证据，支持了科学家提出的模型。
师：超级电子显微镜的放大倍率是多少？
师：由此可见，分子很小，分子直径的数量级：10-10m，水分子的直径约为4×10-10m
，这是一个什么概念，
想象一下，如果让2500万个人手拉手站成一行，那么这个长度将绕地球赤道一圈，而如果让2500万个水分子一个挨一个排成一行，那么这个长度就只有1厘米。氢气分子的直径是2.3×10-10m
,1标准大气压下,1cm3(比划一下，一个食指端的大小)的任何气体约有2.7×1019个分子,让这些气体分子从容器中跑出,如果1秒钟跑出1亿个,你们猜需要多长时间?
说明：PPT展示答案：需9000年才能跑完
师：既然分子是构成物质的小颗粒，所以由我们刚才建立的物质微观结构模型就可以建立物质的分子结构模型。
说明：分子结构模型
说明：PPT格式，效果是原来的物质结构模型中的物质变成了分子。这种过渡自然有趣，适合理解。
生：不能
生：利用放大设备
生：利用放大倍率更高的电子显微镜
生：很好
生：1500万倍。
生：不可思议
生：物质是由大量分子构成的，分子间有空隙。
图片的直观，使学生理解分子的模型
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这个数字，学生是无法真正猜出的，从而激发学生的好奇心，也了解了分子之小
过渡自然。
师：请同学们观察面前的烧杯，看到整杯水都变成了紫红色,现在我们知道这是分子之间有空隙造成的，除此之外这个实验还能说明什么呢？
说明：如果学生难以思考，可以提示，比如：分子是运动还是静止。
师：结合实验现象解释一下
师：从日常生活中你们还能找到哪些证据来证明呢？
师：樟脑丸为什么会变小？
师：气味分子怎么会跑进我们的鼻子里的？
师：说明什么？
师：在手帕上洒些香水，问同学们能闻到吗？
说明：实验时，特意离一些同学近一些，然后问近处和远处的同学闻到没有，这个时间差证明了分子运动到远处需要时间。
师：请看动画
说明：动画3：扩散现象
内容：二氧化氮与空气的扩散，金与铅的扩散。充分利用多媒体把抽象变的具体，把时空拉近。同时这样的动画使学生认识到气体、液体、固体分子都在运动。
师：从以上这些例子得到什么结论？
师：面对看不见也摸不着的微观世界，我们是利用什么方法探究的？
师：利用这种探究方法我们了解到物质的微观构成是怎样的？
说明：小结
内容：关于方法和分子结构的PPT演示
生：分子是运动的
生：如果分子不运动，高锰酸钾颗粒在水中就不会扩散，水就不会整杯变成紫色。
生：放在衣柜里的樟脑丸过一段时间变小了，并且闻到了樟脑丸的味道。
生：樟脑丸里面的分子由于运动跑到了空气中.
生：放学回家闻到厨房传来的饭菜香味.
生：气味分子由于运动从厨房跑到了我们的鼻子里。
生：潮湿的地面、衣服变干了。
生：水分子由于运动跑到了空气中
生：上面瓶子中的气体颜色随着时间推移逐渐加深，说明二氧化氮分子运动到上面的瓶子里，同时，上面瓶子里的空气分子也运动到下面的瓶子里，结果两瓶气体混合在一起，颜色变的均匀，这表明气体的分子在不停地运动着。
生：无论是气体、液体还是固体中的分子都处在永不停息的运动中。
充分利用资源
从生活走进物理。从物理走进社会。同时体现科学探究的基本模式。
贴近学生生活实际
不容易展示的内容，课件的价值就有了
总结归纳能力的培养
训练题组[]
阶梯训练第一关：基本题目填空
阶梯训练第二关：深化题目填空选择
说明：题目1：钢管壁渗出，说明分子有空隙。配有动画，效果明显。题目2：硫酸铜和水的扩散，解释液体分子的运动。
阶梯训练第三关：深化题目填空选择
说明：红墨水在热水和冷水中的扩散，是一个机动题，即使时间允许也不会给同学们答案，目的是给同学们意犹未尽的感觉，从而保持对科学的持久兴趣，同时为下节内容作铺垫。
生：自评得分
评价也是科学探究的重要环节，而评价能力也是科学技能的重要组分。
板书设计：
【教后感】
本教学设计充分考虑三维目标，在关注知识技能的同时，立足与学生的长远发展，注意体现科学探究的过程，培养学生对科学的情感。这节内容较为抽象，所以教学中充分利用了多媒体手段，拉近了时空，展示了抽象。不足支出在于课件内容似乎过多，一节课完成教学任务较为困难。