基于核心素養(yǎng)下的《固體》-教學(xué)設(shè)計【教學(xué)參考】

基于核心素養(yǎng)下的《固體》-教學(xué)設(shè)計【教學(xué)參考】基于核心素養(yǎng)下的《固體》-教學(xué)設(shè)計【教學(xué)參考】基于核心素養(yǎng)下的《固體》-教學(xué)設(shè)計【教學(xué)參考】§9.1固體創(chuàng)新是教育的靈魂。一、理論指導(dǎo)1、物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。物理實驗可以給學(xué)生帶來直覺興趣、操作興趣和探索興趣。加強(qiáng)實驗教學(xué)，給學(xué)生提供更多親自動手操作的機(jī)會，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研意識、動手操作能力、觀察能力、獨立解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。2、“動口不會動手，動手不會創(chuàng)造”，這是傳統(tǒng)教育帶來的弊端?！奥犚槐椴蝗缈匆槐椋匆槐椴蝗缱鲆槐椤?。懂創(chuàng)造必須先學(xué)會探索。學(xué)生在“多動手”的前提下，磨練“會探索”，在“會探索”的基礎(chǔ)上才能進(jìn)入“懂創(chuàng)造”。我們可以讓學(xué)生利用手邊的工具進(jìn)行探索性實驗，學(xué)生通過自己動手獲取知識，變“老師教授知識”為“學(xué)生自己動腦又動手獲取知識”，變“學(xué)生被動接受”為“學(xué)生主動探索”，探索式實驗激發(fā)了學(xué)生的求知欲與創(chuàng)造力。3、在物理教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新教育，要求教師在教學(xué)中應(yīng)自始至終貫穿學(xué)法指導(dǎo)，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，從而達(dá)到“授之以漁”的教學(xué)目的。它具有以下特性：主體性：學(xué)生是物理教育活動中的主體，物理教育要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)寬松和諧的環(huán)境，給他們一個大自由度的空間，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)；創(chuàng)新性：在物理創(chuàng)新教育下，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時，還學(xué)習(xí)到物理科學(xué)家們高尚的創(chuàng)造心理、可貴的創(chuàng)造思維和智慧的創(chuàng)造技法。二、教材分析教科書對這部分知識要求較低，只簡要講述晶體的特征，晶體與非晶體的區(qū)別，以及固體的微觀結(jié)構(gòu)，而不涉及固體的其他性質(zhì)。教學(xué)時要注意把握深度和廣度，不宜講的太多、太深。為了擴(kuò)展學(xué)生的眼界，引起他們對研究固體性質(zhì)的興趣和求知欲望，在本單元開始，可以簡述一下有關(guān)固體材料和固體物理的發(fā)展概況，簡單介紹學(xué)生感興趣的納米和納米技術(shù)，使學(xué)生對固體的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。固體材料在科研、生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛應(yīng)用，固體在材料科學(xué)技術(shù)中占有非常重要的地位，按指定的性能設(shè)計新的固體材料已成為固體物理的重要研究內(nèi)容。固體物理已發(fā)展成為一門獨立的綜合性學(xué)科，是物理學(xué)的重要分支。由于各種剪短技術(shù)的對固體材料提出多種多樣的要求，因此固體物理同現(xiàn)代尖端技術(shù)的發(fā)展有非常密切的聯(lián)系。例如，原子能技術(shù)小耐放射性輻射的固體材料；高速飛行的火箭、導(dǎo)彈需要耐高溫、耐輻射、強(qiáng)度高、質(zhì)地輕的合金材料；電子技術(shù)需要滿足不同要求的半導(dǎo)體材料，等等。在科研和生產(chǎn)需要的推動下，新理論和新技術(shù)相互促進(jìn)、相輔相成，使固體物理在近代原子理論的基礎(chǔ)上得到巨大的發(fā)展。三、學(xué)法指導(dǎo)在教學(xué)過程中，首先讓學(xué)生通過對固體、液體、氣體不同性質(zhì)的討論，根據(jù)自己平時觀察與經(jīng)驗對三種不同的物態(tài)性質(zhì)進(jìn)行歸納，形成一個初步的認(rèn)識，隨后在突出對固體的研究。在對固體的研究中，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情可簡單介紹固體材料，從古代的陶器到現(xiàn)代的納米技術(shù)，從日常生活到高端科技中各種固體材料的應(yīng)用。四、目標(biāo)分析及重難點1、物理觀念思維·知道固體分為晶體和非晶體·知道晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別·知道晶體分為單晶體和多晶體·了解固體材料在生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究等方面的應(yīng)用2、科學(xué)探究·通過播放視頻錄像探究晶體的各項異性·通過實驗分析得出晶體有固定熔點，而非晶體無固定熔點·通過自己動手實驗，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力3、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任·培養(yǎng)學(xué)生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)原理的興趣，體現(xiàn)物理來源于生活，又服務(wù)于生活的道理·從探究中獲得積極的情感體驗和認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神·能與同學(xué)互相協(xié)作、友好相處。分析：首先、本案例設(shè)計中所確定的學(xué)習(xí)目標(biāo)包括了物理觀念、物理思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等四個方面，也就是新課程所講的核心素養(yǎng)下的物理教學(xué)目標(biāo)。這比傳統(tǒng)課堂教學(xué)目標(biāo)只關(guān)注基礎(chǔ)知識與基本技能，包括所謂的三維目標(biāo)均有了更高的要求。其次、學(xué)習(xí)目標(biāo)是指“學(xué)生在教師的引導(dǎo)、支持和促進(jìn)下并通過自己積極、主動、自主和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)能夠達(dá)成和檢測的目標(biāo)。”因此學(xué)習(xí)目標(biāo)所用的動詞具有針對性和可操作性。總之，本堂課的學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定具體體現(xiàn)了“以學(xué)生的學(xué)習(xí)為本、以學(xué)生的發(fā)展為本”的新課堂教學(xué)設(shè)計理念。4、重點和難點學(xué)生認(rèn)識晶體與非晶體的區(qū)別以及能夠分辨出常見的晶體和非晶體。五、教學(xué)過程構(gòu)成我們世界的物質(zhì)大概有三種形態(tài)：固體、液體、氣體。請根據(jù)你所掌握的的知識填寫下列表格：形態(tài)流動性體積形狀固體不流動固定固定液體可流動固定不固定（隨容器）氣體可流動不固定不固定（隨容器）今天我們主要來研究下固體。通常，我們將固體分為晶體和非晶體。一、晶體和非晶體導(dǎo)學(xué)探究：如圖所示是日常生活中常見的幾種晶體和非晶體，晶體與非晶體在外觀上有什么不同？1.常見的晶體與非晶體：晶體：各種金屬、食鹽、明礬、云母、硫酸銅、雪花、方解石、石英等。非晶體：玻璃、松香、瀝青、蜂蠟、橡膠、塑料等。2.晶體和非晶體的區(qū)別：(1)晶體具有天然的規(guī)則的幾何形狀，而非晶體無此特點。例如：食鹽粒是正方體，明礬外形的八面體，水晶石（石英）為六面棱柱。（食鹽晶體）（明礬晶體）（石英晶體）(2)晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，而非晶體各方向上物理性質(zhì)相同。展示視頻：晶體的各項異性實驗。展示視頻：偏振片（透光的各項異性）例如：將石蠟均勻涂在云母片上和玻璃板上，用燒紅的鋼針接觸沒有涂蠟的另一面。會看到云母上的石蠟熔化后的部分為橢圓形，玻璃板的導(dǎo)熱性各方向相同，參看課本P33上的圖9.1-5。又如：硫酸銅具有單向?qū)щ娦?，方解石發(fā)生雙折射現(xiàn)象，也表明它們分別在電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)上各方向不同。(3)晶體有一定的熔點,而非晶體是緩慢變?yōu)橐后w的過程，無熔點。視頻展示：晶體（硫代硫酸鈉）與非晶體（石蠟）的熔化實驗。（實驗裝置）（實驗數(shù)據(jù)分析）根據(jù)實驗回答：①兩種物質(zhì)的熔化過程中，溫度的變化有什么特點？②分析各段的狀態(tài)，并說出溫度怎樣變化？結(jié)論：晶體有固定的熔點，非晶體無固定熔點。3.多晶體與非晶體的異同:晶體又可分為單晶體和多晶體，上述的兩條晶體的特點一般說是單晶體的特點，多晶體中小晶粒的排列無規(guī)則、雜亂無章，各向異性的物理性質(zhì)無從顯示出來。(1)多晶體與非晶體相同點：無規(guī)則的幾何外形,物理性質(zhì)各向同性(2)多晶體與非晶體不相同點：①組成多晶體的晶粒有規(guī)則的幾何形狀,這是多晶體與非晶體在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。②多晶體具有一定的熔點,而非晶體沒有?！醋鲆蛔觥等绾螀^(qū)分多晶體和非晶體？并完成下列表格：固體非晶體晶體多晶體幾何外形物理性質(zhì)【小結(jié)】1．固體可以分為______和________兩類。晶體又可以分為_____晶體與____晶體。2．石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精等是_______，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是__________3．單晶體____天然規(guī)則的幾何形狀，非晶體______天然規(guī)則的幾何形狀。4．晶體_____確定的熔點，非晶體______確定的熔點；晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向________，非晶體沿各個方向的物理性質(zhì)都是一樣的，表現(xiàn)為各向______同性；多晶體是_________?！淳氁痪殹迪铝嘘P(guān)于晶體和非晶體的說法中正確的是()A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B．晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C．大粒鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體D．所有的晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1912年，勞厄用晶體礦石作為X射線的衍射光柵，得到了衍射的照片，1914年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者?！挤治鰵w納〗單晶體和非晶體性質(zhì)上的不同,可以從它們的微觀結(jié)構(gòu)不同做出說明。組成單晶體的微粒(分子、原子或離子)在空間是按照一定的規(guī)律排列的。彼此相隔一定的距離排列成整齊的行列。通常把這樣的微觀結(jié)構(gòu)稱為空間點陣。1．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的_______排列的，具有空間上的___________．2．有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體。那是因為組成它們的微粒能夠按照_______________在空間分布，例如碳原子按不同結(jié)構(gòu)可分為_________和____________．3．同一種物質(zhì)也可能以________和__________兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)．有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為__________．〖小組討論〗對晶體和非晶體的微觀解釋：1．對單晶體各向異性的解釋2．對晶體具有一定熔點的解釋3．對多晶體特征的微觀解釋4．對非晶體特征的微觀解釋5．同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同形態(tài)出現(xiàn)，晶體和非晶體可在一定條件下相互轉(zhuǎn)化．〈說一說〉同一種化學(xué)成分的物質(zhì)，為什么有時會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)？〈做一做〉2010年諾貝爾物理學(xué)獎授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開，使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)．如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識判斷，下列說法中正確的是()A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的【課后鞏固】1．下列固體中全是由晶體組成的是A．石英、云母、明礬、食鹽、雪花、銅B．石英、玻璃、云母、銅C．食鹽、雪花、云母、硫酸銅、松香D．蜂蠟、松香、橡膠、瀝青2．下列說法中正確的是A．只要是具有各向異性的固體就必定是晶體B．只要是不顯示各向異性的固體就必定是非晶體C．只要是具有確定的熔點的固體就必定是晶體D．只要是不具有確定的熔點的固體就必定是非晶體3．下列說法正確的是A．黃金可以切割加工成各種形狀，所以是非晶體B．同一種物質(zhì)只能形成一種晶體C．單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的D．玻璃沒有確定的熔點，也沒有天然規(guī)則的幾何形狀4.某種材料制成的厚度均勻的長方形透明體，測得某單色光沿AB和CD方向穿過透明體時，折射率不相同，如圖所示，則說明該材料A．一定是單晶體 B．一定是多晶體C．一定是非晶體D．可能是多晶體5.晶體在熔解過程中吸收的熱量，主要用于A．破壞空間點陣結(jié)構(gòu)，增加分子動能 B．破壞空間點陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢能C．破壞空間點陣結(jié)構(gòu)，增加分子的勢能和動能D．破壞空間點陣結(jié)構(gòu)，但不增加分子的勢能和動能6．下列關(guān)于探索晶體結(jié)構(gòu)的幾個結(jié)論中正確的是A．1912年，德國物理學(xué)家勞厄用X射線來探測固體內(nèi)部的原子排列，才證實了晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒的確是按一定的規(guī)律整齊地排列起來的B．組成晶體的物質(zhì)微粒，沒有一定的規(guī)則，在空間雜亂無章地排列著，并且晶體的微觀結(jié)構(gòu)沒有周期性特點C．晶體內(nèi)部各微粒之間還存在著很強(qiáng)的相互作用力，這些作用力就像可以伸縮的彈簧一樣，將微粒約束在一定的平衡位置上D．熱運(yùn)動時，晶體內(nèi)部的微粒可以像氣體分子那樣在任意空間里做劇烈運(yùn)動7.某物體表現(xiàn)出各向異性是由于組成物體的物質(zhì)微粒A．在空間的排列不規(guī)則 B．在空間按一定的規(guī)則排列C．?dāng)?shù)目較多的緣故 D．?dāng)?shù)目較少的緣故8．云母薄片和玻璃片分別涂一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母薄片及玻璃片的反面，石蠟熔化，如圖所示，那么A．熔化的石蠟呈圓形的是玻璃片B．熔化的石蠟呈圓形的是云母片C．實驗說明玻璃片有各向同性，可能是非晶體D．實驗說明云母有各向同性，是晶體【教學(xué)后反思】該教學(xué)環(huán)節(jié)共分五步：提出問題，啟發(fā)猜想→引導(dǎo)設(shè)計實驗方案→實驗展示→分析論證，歸納結(jié)論→交流與合作。整節(jié)課有以下特點：1．打破了陳舊的課堂教學(xué)模式，課堂教學(xué)充滿了生機(jī)和活力。以新課程理念為指導(dǎo)，運(yùn)用探究式的教學(xué)法，把學(xué)生推向教學(xué)的舞臺，教學(xué)中，通過引導(dǎo)學(xué)生討論、交流、合作，營造了積極的課堂環(huán)境，形成了濃厚的課堂氛圍，學(xué)生在這種和諧的充滿活力的課堂環(huán)境中，自主參與課堂教學(xué)，思維和動手能力得以發(fā)展，潛能得到充分挖掘，知識掌握更為牢固。2．學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，學(xué)生的多種能力得到培養(yǎng)。“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)原則在本節(jié)課中得到很好的體現(xiàn)。教師不再是知識的傳授者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生在探究中通過自己設(shè)計的實驗方案，相互討論、合作交流，經(jīng)歷了物理探究的美妙過程，學(xué)習(xí)了探究的方法，興趣和自信心得到滿足的同時，培養(yǎng)了自己的探索精神、實踐能力、創(chuàng)新意識、收集并處理信息等多方面的能力