高中物理-氣體熱現(xiàn)象的微觀意義教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

氣體熱現(xiàn)象的微觀意義教學(xué)目標(biāo):1．知道氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。2．能用氣體分子動(dòng)理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義，并能知道氣體的壓強(qiáng)、溫度、體積與所對(duì)應(yīng)的微觀物理量間的相關(guān)聯(lián)系。3．能用氣體分子動(dòng)理論解釋三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律。教學(xué)重點(diǎn):氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和氣體壓強(qiáng)的微觀意義。教學(xué)難點(diǎn):氣體壓強(qiáng)的微觀意義。教學(xué)方法啟發(fā)導(dǎo)學(xué)、實(shí)驗(yàn)探究、類比歸納、講授法、討論教學(xué)用具：硬幣、多媒體教學(xué)過程：(一)引入新課通過學(xué)生日常生活中的三個(gè)小事件(下午放假、這節(jié)課上物理、明天抽考物理)來引起學(xué)生的興趣,總結(jié)說明什么是不可能、必然、隨機(jī)事件.（二）新課教學(xué)：一、投擲硬幣實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)對(duì)象總共投幣次數(shù)4枚硬幣中正面朝上的硬幣枚數(shù)01234我的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)10我所在小組的數(shù)據(jù)我所在大組的數(shù)據(jù)全班的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)表明：個(gè)別事物的出現(xiàn)具有偶然的因素，但大量事物出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，卻遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。二、氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)通過視頻播放模擬氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的小氣桌實(shí)驗(yàn),總結(jié)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):1.氣體間的距離較大，分子間的相互作用力十分微弱，可以認(rèn)為氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受其他力作用，每個(gè)分子都可以在空間自由移動(dòng)，一定質(zhì)量的氣體的分子可以充滿整個(gè)容器空間。2.分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞。氣體通過這種碰撞可傳遞能量，其中任何一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)方向和速率大小都是不斷變化的，這就是雜亂無章的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)。3.從總體上看氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，因此對(duì)大量分子而言，在任一時(shí)刻向容器各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)是均等的。三、氣體溫度的微觀意義通過拋出問題：分子熱運(yùn)動(dòng)中的“熱”指的是什么？溫度升高分子的運(yùn)動(dòng)都劇烈了么？引導(dǎo)學(xué)生思考?xì)怏w溫度的微觀意義。1、大量氣體分子的速率是按一定規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大。2、理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動(dòng)能成正比，即T=a式中a是比例常數(shù)。此式說明，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。四、氣體壓強(qiáng)的微觀意義模擬情景：雨滴打在傘面上使傘面受到?jīng)_擊力，雨滴動(dòng)能越大，雨滴越密集，產(chǎn)生的壓力就越大。【視頻演示】小塑料珠模擬氣體分子撞擊器壁【視頻演示】滾珠撞擊電子秤實(shí)驗(yàn)總結(jié)結(jié)論：從微觀角度來看，氣體壓強(qiáng)的大小與兩個(gè)因素有關(guān)，一是氣體分子的平均動(dòng)能，二是分子的密集程度。前者決定溫度，后者決定體積。所以：氣體壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)。四、對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋1.用氣體分子動(dòng)理論解釋玻意耳定律：一定質(zhì)量的理想氣體，其分子總數(shù)是一個(gè)定值，當(dāng)溫度保持不變時(shí)，則分子的平均動(dòng)能也保持不變，當(dāng)其體積增大幾倍時(shí)，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)變?yōu)樵瓉淼膸追种?，因此氣體的壓強(qiáng)也減為原來的幾分之一；反之若體積減小為原來的幾分之一，則壓強(qiáng)增大幾倍，即壓強(qiáng)與體積成反比。小結(jié)基本思維方法：根據(jù)宏觀自變量的變化推出有關(guān)的微觀量的變化，再依據(jù)推出的有關(guān)微觀的變與不變的情況推出宏觀因變量的變化情況，結(jié)論是否與實(shí)驗(yàn)定律的結(jié)論相吻合。若吻合則實(shí)驗(yàn)定律得到了微觀解釋。（2）讓學(xué)生體驗(yàn)上述思維方法，來對(duì)查理定律進(jìn)行微觀解釋，（3）讓學(xué)生再次練習(xí)，用氣體分子動(dòng)理論解釋蓋?呂薩克定律。（三）課堂總結(jié)（四）課堂訓(xùn)練汽車長時(shí)間高速行駛，輪胎溫度很高，這種情況下容易爆胎。試用氣體分子動(dòng)理論來解釋這個(gè)現(xiàn)象。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氣體的試驗(yàn)規(guī)律狀態(tài)方程、分子動(dòng)理論，已經(jīng)具備了進(jìn)一步探究它們之間聯(lián)系的知識(shí)基礎(chǔ)。高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的認(rèn)知能力，但本節(jié)課的內(nèi)容較為抽象，因此在教學(xué)中要把抽象的問題形象化，（多做模擬試驗(yàn)）便于學(xué)生理解掌握。由于本節(jié)課的內(nèi)容較為抽象枯燥，學(xué)生可能不太感興趣，因此通過引入日常生活中的事件，以及拋硬幣試驗(yàn)，把枯燥難以理解的知識(shí)和生活中的事件聯(lián)系起來，便于學(xué)生的理解，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣。效果分析通過三個(gè)生活中的實(shí)例，引起學(xué)生的興趣，創(chuàng)設(shè)情境，引入新課部分?！皩W(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體”，而“動(dòng)手實(shí)踐、自主探索與合作交流是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要方法”。教學(xué)中，學(xué)生通過投幣實(shí)驗(yàn)合作探究隨機(jī)事件出現(xiàn)的規(guī)律。學(xué)生迅速進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究狀態(tài)。通過小組合作，進(jìn)而全班合作總結(jié)出投幣的規(guī)律。通過小氣桌實(shí)驗(yàn)，模擬氣體分子的運(yùn)動(dòng)，形象直觀，學(xué)生便于理解，并且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師整個(gè)教學(xué)過程注重學(xué)生參與的主動(dòng)性，在互相啟發(fā)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，使學(xué)生逐步獲得知識(shí)，發(fā)展能力。尤其是用小鋼珠模擬氣體分子，探究氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生機(jī)理的模后面的兩個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)選取恰當(dāng)擬實(shí)驗(yàn)，形象直觀的說明了氣體壓強(qiáng)大小與兩個(gè)因素有關(guān)。把抽象的問題形象化，看課堂上的反應(yīng)，學(xué)生掌握的不錯(cuò)。教學(xué)反思本節(jié)課成功的地方：舉例貼近學(xué)生的實(shí)際生活，引起了學(xué)生的興趣。通過小組合作，全班合作總結(jié)出投幣的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)效果還不錯(cuò)。通過小氣桌實(shí)驗(yàn)，模擬氣體分子的運(yùn)動(dòng)，形象直觀，學(xué)生便于理解，并且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了對(duì)知識(shí)的理解。尤其是用小鋼珠模擬氣體分子，探究氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生機(jī)理的模后面的兩個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)選取恰當(dāng)擬實(shí)驗(yàn)，形象直觀的說明了氣體壓強(qiáng)大小與兩個(gè)因素有關(guān)。把抽象的問題形象化，看課堂上的反應(yīng)，學(xué)生掌握的不錯(cuò)。本節(jié)課不足的地方：學(xué)生在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，比較費(fèi)勁，浪費(fèi)時(shí)間，因此可以在實(shí)驗(yàn)前對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行指導(dǎo)。2.只是用多媒體展示三個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，效果不如實(shí)際演示實(shí)驗(yàn)效果好。教材分析《氣體熱現(xiàn)象的微觀意義》是人教版高中物理選修3-3第8章第4節(jié)教學(xué)內(nèi)容。比起以前的教科書，本教材更重視統(tǒng)計(jì)規(guī)律的應(yīng)用，在氣體熱現(xiàn)象的微觀意義上有所加深。教材開始就提出“隨機(jī)事件的出現(xiàn)是不是就沒有什么規(guī)律呢”，之后要求學(xué)生通過投擲硬幣的實(shí)踐活動(dòng)，體會(huì)某個(gè)事件的出現(xiàn)具有偶然性，但大量隨機(jī)事件的整體會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，即統(tǒng)計(jì)規(guī)律。理解了統(tǒng)計(jì)規(guī)律，有利于幫助學(xué)生理解氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。進(jìn)而理解溫度壓強(qiáng)的微觀意義，是對(duì)前面學(xué)習(xí)的氣體的熱現(xiàn)象的知識(shí)的提升。汽車長時(shí)間高速行駛，輪胎溫度很高，這種情況下容易爆胎。試用氣體分子動(dòng)理論來解釋這個(gè)現(xiàn)象。課標(biāo)分析程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)的要求：（1）了解分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。認(rèn)識(shí)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。理解內(nèi)能的概念。（2）用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng)。（3）通過調(diào)查，了解日常生活中表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的事例。程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)的活動(dòng)建議:（1）投擲硬幣，分別計(jì)算投擲10次、100次、500次時(shí)，硬幣正反面出現(xiàn)次數(shù)的百分率。