2015年青年教師講課比賽

1、2015年西北農(nóng)林科技大學(xué)青年教師講課比賽教學(xué)設(shè)計2015年西北農(nóng)林科技大學(xué)青年教師講課比賽教學(xué)設(shè)計PAGE 6PAGE 32015年青年教師講課比賽教學(xué)設(shè)計方案授課題目： 毛細現(xiàn)象 所屬課程： 大學(xué)物理學(xué) 授課教師： 陳瑩瑩 日 期： 2015年12月10日 教 學(xué) 設(shè) 計 方 案 課 程 說 明授課題目毛細現(xiàn)象所屬課程大學(xué)物理學(xué)相關(guān)知識點毛細現(xiàn)象及其成因毛細管內(nèi)液面上升/下降的高度授課時長15分鐘適用對象我校理科、農(nóng)科開設(shè)大學(xué)物理課的各專業(yè)使用教材大學(xué)物理學(xué)（第二版），王國棟主編，高等教育出版社，2013教 學(xué) 分 析教學(xué)背景1. 教學(xué)內(nèi)容分析：毛細現(xiàn)象在生活中非常常見，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生命現(xiàn)

2、象中都具有重要意義。本節(jié)課通過實例引出毛細現(xiàn)象，解釋其成因，然后對毛細管內(nèi)液面上升的高度進行定量分析，最后結(jié)合生產(chǎn)生活中的實例，闡明毛細現(xiàn)象的影響及其應(yīng)用。2. 學(xué)生學(xué)情分析：本課程的前修課程是高中物理學(xué)、數(shù)學(xué)和高等數(shù)學(xué)，學(xué)生已具備與本課程相關(guān)的基礎(chǔ)物理知識和數(shù)學(xué)知識。教學(xué)目標(biāo)1. 認(rèn)知目標(biāo)：掌握毛細現(xiàn)象，理解其成因；學(xué)會計算毛細管內(nèi)液面上升/下降的高度。2. 能力目標(biāo)：毛細現(xiàn)象的理解和討論并不難，本節(jié)課重在培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)思考的能力，以及用物理知識分析實際現(xiàn)象、解決實際問題的能力。教學(xué)內(nèi)容1. 毛細現(xiàn)象及其成因；2. 毛細管內(nèi)液面上升/下降的高度；3. 毛細現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用及影響。教學(xué)

3、重點和難點1. 教學(xué)重點：毛細現(xiàn)象及其成因；毛細管內(nèi)液面上升/下降的高度。2. 教學(xué)難點：引導(dǎo)學(xué)生主動思考、主動學(xué)習(xí)，從已有知識推導(dǎo)得出新結(jié)論，解釋新現(xiàn)象，定量計算，最終聯(lián)系實際加以運用。教 學(xué) 方 法 與 手 段教學(xué)方法結(jié)合本節(jié)課內(nèi)容的特點，采取“問題驅(qū)動”教學(xué)，以引導(dǎo)為主，通過問題的設(shè)計和討論，體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用；學(xué)生主動思考、回答，學(xué)習(xí)新知識，并聯(lián)系實際加以應(yīng)用，體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。教學(xué)手段1. 多媒體教學(xué)為主：具體實例以照片形式給出，原理圖、過程圖用自定義動畫展示，形象直觀，而且 PPT 顯示比板書更整齊、規(guī)范、節(jié)省時間。2. 板書為輔：毛細管內(nèi)液面上升/下降的高度，具體計算過程采用板

4、書形式，能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生。教 學(xué) 過 程 設(shè) 計1. 回顧采用提問、集體回答的形式，回顧彎曲液面的附加壓強、潤濕和不潤濕現(xiàn)象，為講授本節(jié)課的內(nèi)容打好基礎(chǔ)。2. 引入從生活中常見的現(xiàn)象入手，通過幾幅圖片，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出共同特點：液體在很細的管子里上升，從而引出本節(jié)課的內(nèi)容：毛細現(xiàn)象。3. 本次課內(nèi)容（1）毛細現(xiàn)象及其成因毛細現(xiàn)象通過對引入的總結(jié)，給出毛細現(xiàn)象的定義：很細的管子插入液體，液體在管內(nèi)上升或者下降。提醒學(xué)生除了常見的上升現(xiàn)象，還有可能“下降”。能夠產(chǎn)生毛細現(xiàn)象的管子，叫做毛細管。毛細現(xiàn)象的成因根據(jù)定義，PPT將毛細現(xiàn)象分解，一步步顯示，通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生分析，最終得出結(jié)論：毛細

5、現(xiàn)象是由于潤濕或不潤濕現(xiàn)象和液體表面張力共同作用引起的。管內(nèi)凹液面上升 潤濕 附加壓強向上 形成凹液面 （表面張力） 液體 插入毛細管 管內(nèi)凸液面下降不潤濕 附加壓強向下 形成凸液面 （表面張力）（2）毛細管內(nèi)液面上升/下降的高度計算給出示意圖，以毛細管內(nèi)凹液面上升為例，標(biāo)出毛細管半徑r、接觸角、管內(nèi)液面曲率半徑R和液面上升高度h，以及三個特殊點A、B、C，以提問的形式引導(dǎo)學(xué)生，首先分析彎曲液面的附加壓強，再分析特殊點之間的壓強關(guān)系，最后考慮幾何關(guān)系，列出式子，計算出結(jié)果。推導(dǎo)出凹液面上升高度后，強調(diào)凸液面下降高度推導(dǎo)過程類似，得出最終結(jié)果：結(jié)果討論通過提問的方式，對上述結(jié)果進行討論，要求學(xué)生

6、：h與表面張力系數(shù)成正比，毛細管半徑r成反比。提問：毛細管究竟多細，才能觀察到明顯的毛細現(xiàn)象？潤濕，為銳角，h0，液面上升；不潤濕，為鈍角，h0，液面下降。上升下降高度極限為hm=2/gr。提問：毛細管高度小于hm，液體能否自動從毛細管流出，即毛細永動機能否制成？（3）毛細現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用及影響土壤空隙中的毛管水保持土壤水分是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的一個重要問題。土壤空隙中由于毛管作用而保持的水分稱為毛管水，不易流失且容易被植物根系吸收，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。提問：下列手段，哪些是為了增加、保持毛管水；哪些是為了破壞、減少毛管水？為什么？ 增加腐殖質(zhì)；旱田播種后壓實地表；冬天翻松土壤。氣體栓塞現(xiàn)象

7、理論分析：通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生分析，對較困難的地方加以提點： 毛細管中存在氣泡，逐漸增大右端的壓強，剛開始液滴并不移動，只是右液面的曲率半徑減?。粔簭娫隽砍^一定限度P時，液滴才開始移動。 若毛細管中有n個液滴，則最右端必須施以大于P + nP的壓強，這些液滴才會移動。當(dāng)液體在毛細管中流動時，如果管中出現(xiàn)氣泡，液體的流動會受阻，如果氣泡產(chǎn)生得多了，就會堵住毛細管，使液滴不能流動。這種現(xiàn)象稱為氣體栓塞現(xiàn)象。實際現(xiàn)象：當(dāng)環(huán)境氣壓突然降低時，人體血管中溶解的氣體因為溶解度下降而析出形成氣泡，因此，潛水員從深海上升時必須放慢速度；凍融和干旱脅迫會在植物導(dǎo)管中形成氣泡，堵塞毛細管，導(dǎo)致部分枝葉的水分

8、或營養(yǎng)缺乏而枯萎。要求學(xué)生結(jié)合實際生產(chǎn)生活，進一步舉例討論（如靜脈或肌肉注射前針管排氣等）。 植物水分運輸回顧這節(jié)課引入時的第一個例子，要求學(xué)生課后查閱資料，計算毛細現(xiàn)象對植物水分運輸?shù)呢暙I，并了解植物水分運輸?shù)钠渌麢C理。4. 總結(jié)梳理本節(jié)課內(nèi)容，回顧本節(jié)課的重難點，肯定學(xué)生通過自己的分析解決了本節(jié)課的大部分問題，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中充分發(fā)揮主觀能動性，從“老師講授”逐步過渡到“老師引導(dǎo)下的自學(xué)”。安排下節(jié)課的內(nèi)容“蒸發(fā)與凝結(jié)”采取“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式，要求學(xué)生提前制作課件，下次課上臺講解，然后小組討論、老師答疑，引導(dǎo)學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。教 學(xué) 總 結(jié)在本次課的教學(xué)設(shè)計過程中，除了力求知識

9、傳授準(zhǔn)確、易懂，還針對我校學(xué)生和學(xué)科特點，從以下方面進行了考慮，力爭做到：1引導(dǎo)為主，講授為輔，著力培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力毛細現(xiàn)象的理解和討論并不困難，因此，本節(jié)課以引導(dǎo)為主，講授為輔，通過問題的設(shè)計和討論，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，學(xué)習(xí)新知識，并用以解釋實際現(xiàn)象，解決實際問題，著力培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生主動思考、學(xué)習(xí)的能力。2多舉涉農(nóng)實例，基礎(chǔ)知識為專業(yè)學(xué)習(xí)研究所用針對我校學(xué)科特點，在舉例時有意安排與農(nóng)林相關(guān)的例子，如毛管水在土壤水分保持中的作用、氣體栓塞對植物農(nóng)作物安全越冬抗逆抗旱的威脅、毛細現(xiàn)象在植物水分運輸中的作用等，讓學(xué)生感受到基礎(chǔ)學(xué)科在專業(yè)上的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。3知識學(xué)習(xí)與科學(xué)思維方式培養(yǎng)相結(jié)合推導(dǎo)了毛細管內(nèi)凹液面上升的高度公式后，強調(diào)毛細管內(nèi)凸液面下降的高度公式推導(dǎo)過程類似，且最終表達式一致，區(qū)別只是接觸角的取值范圍不同。這種統(tǒng)一性在物理和數(shù)學(xué)中是一種重要的思想。 得到毛細管內(nèi)液面的高度變化公式后，估算了多么細的管子才能產(chǎn)生明顯的毛細現(xiàn)象，得到有意義的毛細管的半徑r為毫米及以下數(shù)量級。這里體現(xiàn)的科學(xué)思維方式是，任何科學(xué)理論都有其適用