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從粒子到宇宙的初二物理教案
一、走進(jìn)分子世界
[設計說(shuō)明]
通過(guò)對引言及圖片的學(xué)習，培養學(xué)生的想象力和分析概括能力，激發(fā)他們學(xué)習物理的興趣，產(chǎn)生進(jìn)一步探索物質(zhì)世界的愿望。通過(guò)對常見(jiàn)物質(zhì)的介紹，使學(xué)生對自然界的物質(zhì)有初步的了解，從而引入物質(zhì)的結構，讓學(xué)生學(xué)會(huì )科學(xué)的研究方法建立模型法，并通過(guò)活動(dòng)親身體會(huì )建立物質(zhì)結構模型的過(guò)程，能自己從日常生活中收集證據來(lái)驗證自己的猜想。通過(guò)對課本其他基礎知識的學(xué)習與基本技能的訓練，讓學(xué)生初步了解認識自然的基本方法和規律，學(xué)習基本的探究方法。培養學(xué)生從生活走向物理、從物理走向社會(huì )的良好習慣和科學(xué)實(shí)踐能力。使學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng )新。
[教學(xué)目標]
1、通過(guò)活動(dòng)了解人類(lèi)在認識物質(zhì)結構過(guò)程中采用的科學(xué)方法。知道分子模型的主要內容，知道分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小單元，對分子大小有一定的感性認識，會(huì )用圖形、文字、語(yǔ)言描述分子模型。
2、知道顯微鏡在拓展人們的視覺(jué)范圍、探測微觀(guān)粒子方面的重要作用。
3、通過(guò)實(shí)驗探究及生活中的現象，初步了解分子在做永不停息的運動(dòng)，并能定性解釋一些物理現象。
4、了解科學(xué)家是如何探索微觀(guān)世界奧秘的，初步體會(huì )探究微觀(guān)物質(zhì)結構的模型方法。
5、了解納米科學(xué)技術(shù)的初步內容，知道納米材料的一些奇特性質(zhì)及潛在的重要應用前景。
6、通過(guò)學(xué)習和活動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣，產(chǎn)生進(jìn)一步探究物質(zhì)微觀(guān)結構的欲望，養成學(xué)以致用的良好習慣。進(jìn)一步體會(huì )生活、物理、社會(huì )之間密不可分的關(guān)系。
[教具 學(xué)具]
粉筆、放大鏡、水、高錳酸鉀、酒精、玻璃管、鉛塊、鉤碼、燒杯、實(shí)物投影儀、各種不同物質(zhì)的分子結構模型圖片、模擬分子間作用力的課件
[教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)]
1、重點(diǎn)：根據觀(guān)察到的現象提出一種模型猜想，收集證據證實(shí)提出的猜想。
2、難點(diǎn)：建立分子結構模型。
[課前研究(學(xué)習)的問(wèn)題]
1、組織學(xué)生在網(wǎng)上及生活中自己收集的有關(guān)分子運動(dòng)的資料。
2、組織學(xué)生留心生活中常見(jiàn)的有關(guān)分子運動(dòng)及能體現分子間存在作用力的現象。
3、用放大鏡看電視機的屏幕，記下觀(guān)察到的現象。
[教學(xué)過(guò)程]
教學(xué)階段與時(shí)間分配 教 師 主 導 學(xué) 生 主 體
點(diǎn)評
一、導入
2分鐘 師：請同學(xué)們將書(shū)翻到25頁(yè)，從這節課開(kāi)始，我們將進(jìn)入第七章的學(xué)習，首先看下導語(yǔ)，向物質(zhì)世界的兩極進(jìn)軍。我們知道這個(gè)世界是由形形色色的物質(zhì)構成的，教室里的課桌、講臺、黑板、門(mén)窗，我們用的課本、文具等等無(wú)一不是這樣，那么物質(zhì)世界的兩極是指什么呢?
師：大到什么程度?
師：小到什么程度呢?
師：這節課我們首先來(lái)探究微觀(guān)的世界。
生：極大和極小
生：浩瀚的宇宙
生：微小的粒子
對語(yǔ)言不夠準確的回答，請其他同學(xué)糾正，或教師引導。
二、通過(guò)對觀(guān)察到的現象提出猜想、收集證據驗證猜想的探究方法建立物質(zhì)微觀(guān)結構模型
15分鐘
現象1：用粉筆在黑板上畫(huà)一直線(xiàn)，再用放大鏡對筆跡仔細觀(guān)察，你看到什么現象?
師：我手里有一杯純凈的水，用放大鏡看水面。
師：根據這兩個(gè)現象請同學(xué)們猜想一下物質(zhì)可能是由什么構成的?
師：這些微小的顆粒是如何構成我們所看到的連續體的呢?猜想一下
師：究竟哪種猜想正確，或者還有其他可能，那么為了驗證猜想，我們應該怎樣做?
現象2：下面請同學(xué)們看一個(gè)實(shí)驗，將高錳酸鉀顆粒放入水中，將會(huì )看到什么現象?實(shí)驗要求：燒杯就放在桌子上既不要拿起，也不要晃動(dòng)。高錳酸鉀顆粒倒入水中的瞬間，立即開(kāi)始觀(guān)察，請注意變化的過(guò)程。
師：我們來(lái)交流在這個(gè)實(shí)驗中所看到的現象。
師：水怎么變成紫色的呢?能不能具體描述一下水變成紫色的過(guò)程。
師：再過(guò)段時(shí)間，燒杯中的水會(huì )怎樣?
師：這個(gè)現象支持了上述哪個(gè)猜想?
師：結合現象解釋一下
構成水的微粒之間是有間隙的，構成高錳酸鉀的顆粒進(jìn)入水的空隙，使水慢慢變成紫色。
師：有沒(méi)有反對意見(jiàn)?
師：看來(lái)通過(guò)這個(gè)現象我們還無(wú)法弄清物質(zhì)的微觀(guān)結構，爭論在于液體究竟是連成一片的，還是之間有空隙?
現象3 ：下面我們繼續看一個(gè)實(shí)驗：向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精，在液面最高處做一標記。然后封閉管口，并將玻璃管反復翻轉，使水和酒精充分混合，觀(guān)察液面的位置，混合后你們看到了什么現象?
師：該現象支持了哪個(gè)猜想?
師：具體解釋一下(請學(xué)生回答)
師：以上是我們根據觀(guān)察到的現象對物質(zhì)微觀(guān)結構提出的猜想，科學(xué)家在研究物質(zhì)結構時(shí)，按照這樣的研究方法提煉出了關(guān)于物質(zhì)微觀(guān)結構的三種模型,你認為哪種模型能夠完善的解釋上述活動(dòng)中看到的現象呢?
模型1 物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,各個(gè)顆粒緊靠在一起,形成了我們所看到的連續體;
模型 2 物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,顆粒之間有空隙;
模型 3 固體是由微小顆粒組成的,液體是連成一片的,固體微�？梢詳D進(jìn)液體中。
師：為什么不選模型1、模型3呢?(請學(xué)生回答)
生：粉筆顆�？吭谝黄鹦纬蛇B續體。
生：水面連續光滑。
生：物質(zhì)可能是由小顆粒組成的。
生甲：顆粒是緊密的靠在一起的。
生乙：顆粒之間是有空隙的。
生：做實(shí)驗進(jìn)行驗證。
觀(guān)看演示實(shí)驗
生：水慢慢變成紫色。
生：高錳酸鉀顆粒沉入杯底，把一部分水染成紫紅色，然后這紫紅色慢慢向四周擴散開(kāi)來(lái)。
生：整杯水都紫色。
生：微粒之間是有空隙的。
生：我們看到高錳酸鉀顆粒進(jìn)入了水的內部，也可以這樣解釋?zhuān)腆w是由微小顆粒組成的,而液體是連成一片的,固體微粒擠進(jìn)了液體中。
生：酒精與水混合后的體積變小了。
生：顆粒之間是有空隙的。
生：構成水的顆粒和構成酒精的顆粒之間是有空隙的，兩種顆粒在混合時(shí)彼此進(jìn)入對方的空隙，所以混合后總體積變小。如果液體是連成一片的話(huà)，混合后這兩種液體的總體積不會(huì )改變。
生：模型2
生：各個(gè)顆粒之間有空隙，并不是緊靠在一起的，所以模型1不成立，而酒精和水的混合實(shí)驗說(shuō)明液體不是連成一片的，不僅是固體，液體之間也有空隙，所以模型3也不成立。選2。
如有其他說(shuō)法，給予肯定和引導。
請其他同學(xué)認真聽(tīng)并及時(shí)糾正
請學(xué)生舉手發(fā)言。
請其他同學(xué)認真聽(tīng)并及時(shí)糾正。
請大家思考
請學(xué)生做出正確的選擇和評價(jià)。
三、介紹分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。
4分鐘 師：這樣我們就從宏觀(guān)現象入手，通過(guò)一次次的猜想和論證建立了物質(zhì)的微觀(guān)模型：物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,顆粒之間有空隙。這些微粒究竟可以分到怎樣的程度?打個(gè)比方，用噴水壺把水分成一滴一滴的，一滴水能否再分?能分到什么程度不能再分?分到什么時(shí)就不再是水了?
師：科學(xué)家們發(fā)現，物質(zhì)是可分的，許許多多的現象都能用物質(zhì)的微粒模型來(lái)解釋。上述三例只是其中的一些。他們還發(fā)現當物質(zhì)分到一定程度后，化學(xué)性質(zhì)會(huì )發(fā)生變化。比如水，分到一定程度就不再保持水的性質(zhì)了�？茖W(xué)家們把能保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小顆粒稱(chēng)為分子。
四、利用顯微鏡收集到更多證據支持物質(zhì)微觀(guān)結構模型，觀(guān)看顯微鏡下觀(guān)察到的細胞、分子結構圖
5分鐘 師：以上我們從宏觀(guān)現象出發(fā)建立了物質(zhì)微觀(guān)結構模型，而實(shí)際上我們憑肉眼能看到物質(zhì)的內部嗎?
師：假如能看到，這個(gè)模型將更有說(shuō)服力。
師：來(lái)看一些圖片，這是通過(guò)光學(xué)顯微鏡看到的植物細胞，細胞之間是有空隙的，細胞還不是最小的顆粒，要看到分子怎么辦?
師：這是用電子顯微鏡觀(guān)測到的金屬微觀(guān)結構圖。
師：放大鏡、各種顯微鏡的發(fā)明和利用在科學(xué)家收集證據、認識物質(zhì)微觀(guān)世界性質(zhì)方面起了非常重要的作用，它們拓展了人們的視力范圍，收集了更多證據，支持了科學(xué)家提出的模型。展示苯分子、蛋白質(zhì)分子圖片。
生：不能
生：利用放大設備
生：利用放大倍率更高的電子顯微鏡
對圖片進(jìn)行講解
五、知道分子的直徑，對分子大小有感性認識并建立分子模型
3分鐘
師：由此可見(jiàn)，分子很小，分子直徑的數量級：10-10m，水分子的直徑約為410-10m ，這是一個(gè)什么概念， 想象一下，如果讓2500萬(wàn)個(gè)人手拉手站成一行，那么這個(gè)長(cháng)度將繞地球赤道一圈，而如果讓2500萬(wàn)個(gè)水分子一個(gè)挨一個(gè)排成一行，那么這個(gè)長(cháng)度就只有1厘米。氫氣分子的直徑是2.310-10m ,1標準大氣壓下,1cm3(比劃一下，一個(gè)食指端的大小)的任何氣體約有2.71019個(gè)分子,讓這些氣體分子從容器中跑出,如果1秒鐘跑出1億個(gè),你們猜需要多長(cháng)時(shí)間? 約需9000年才能跑完
師：既然引入分子概念，我們從物質(zhì)微觀(guān)結構模型就可以得到分子模型請學(xué)生總結一下。
生：物質(zhì)是由大量分子構成的，分子間有空隙。
總結得很好
六、收集分子永不停息運動(dòng)的實(shí)驗證據
8分鐘 師：請同學(xué)們觀(guān)察面前的燒杯，看到整杯水都變成了紫紅色,現在我們知道這是分子之間有空隙造成的，除此之外這個(gè)實(shí)驗還能說(shuō)明什么呢?
師：結合實(shí)驗現象解釋一下
師：從日常生活中你們還能找到哪些證據來(lái)證明呢?
師：樟腦丸為什么會(huì )變小?
師：繼續舉例。
師：氣味分子怎么會(huì )跑進(jìn)我們的鼻子里的?說(shuō)明什么?
師：從以上這些例子得到什么結論?
生：分子是運動(dòng)的
生：如果分子不運動(dòng)，高錳酸鉀顆粒在水中就不會(huì )擴散，水就不會(huì )整杯變成紫色。
生：(事例1)放在衣柜里的樟腦丸過(guò)一段時(shí)間變小了，并且聞到了樟腦丸的味道。
生：樟腦丸里面的分子由于運動(dòng)跑到了空氣中。
生：(事例2)放學(xué)回家聞到廚房傳來(lái)的飯菜香味。
生：氣味分子由于運動(dòng)從廚房跑到我們鼻子里。
生：無(wú)論是氣體、液體還是固體中的分子都處在永不停息的運動(dòng)中。
對語(yǔ)言不準確的表述及時(shí)糾正。
學(xué)生不能回答時(shí)教師引導
七、收集分子間存在作用力的證據。
5分鐘 師：分子會(huì )運動(dòng)，而分子間又有間隙，那物體有沒(méi)有規則的形狀呢?是不是物體今天是一個(gè)形狀，明天又是個(gè)形狀呢?
師：分析圓柱體的鉛塊為什么還能保持形狀?
我們再看一個(gè)演示實(shí)驗：把二個(gè)表面光滑的鉛塊相互緊壓在一起
師：你觀(guān)察到了什么現象?
師：說(shuō)明了什么?
師：如果我繼續用勁往里壓，能不能把鉛塊壓短?
師：這說(shuō)明什么?
師：生活中還有哪些現象說(shuō)明分子間有相互作用的吸引力和排斥力?
生：兩塊鉛塊緊擠在一起。
生：分子之間存在吸引力。
生：不能
生：分子間存在斥力。
生：液體很難被壓縮。
生：鐵棒很難被拉長(cháng)。
生：-----------
給予肯定的評價(jià)。
對不正確的例子及時(shí)糾正。
八、小結。
3分鐘 師：面對看不見(jiàn)也摸不著(zhù)的微觀(guān)世界，我們是利用：根據觀(guān)察到的現象提出一種模型作為猜想，再搜集證據進(jìn)行驗證。
師：利用這種探究方法我們了解到物質(zhì)的微觀(guān)構成是怎樣的?
師：利用分子的模型我們可以來(lái)解釋有關(guān)固體、液體、氣體的性質(zhì)。下面請學(xué)生讀一讀課本第28頁(yè)的圖片和文字。
師：我們可以得到什么結論?
師：學(xué)習和了解物質(zhì)的結構，對我們的生產(chǎn)和生活有什么作用呢?請同學(xué)們閱讀課本中的生活 物理 社會(huì )
師：請同學(xué)們歸納一下文中介紹的內容。
師：請同學(xué)們課后繼續查閱資料，進(jìn)一步了解納米材料的知識。
生：1、物質(zhì)由大量分子構成;2、分子永不停息地做無(wú)規則運動(dòng);3、分子間存在相互的斥力和引力。
學(xué)生閱讀。
生：固體分子靠得很緊，它們有規律地排在一起，每個(gè)分子只能?chē)@某一點(diǎn)振動(dòng)。因此，固體有一定地體積和形狀。
液體中分子間距離較固體大，它們有規律的排在一起，每個(gè)分子除圍繞某一點(diǎn)振動(dòng)外還能在一定的范圍內運動(dòng)。因此，液體占有一定的體積，但形狀不確定。
氣體中，分子離得比較遠，分子間距離為液體中分子間距離的10倍以上，每個(gè)分子能自由地沿各個(gè)方向運動(dòng)，因而氣體沒(méi)有一定的體積和形狀。
學(xué)生閱讀
生：1、納米材料;
2、現已開(kāi)發(fā)研制出的納米產(chǎn)品。
師生共同完成。
對回答過(guò)程中出現的語(yǔ)言不正確及時(shí)糾正補充。
可以請幾個(gè)同學(xué)一起完成。
九、布置作業(yè)。 課本29頁(yè)
[保留板書(shū)]
一、走進(jìn)分子世界
分子模型：
1、物質(zhì)由大量分子組成;
2、分子永不停息地做無(wú)規則運動(dòng);
3、分子間存在相互的斥力和引力。
[教學(xué)評價(jià)]
1、本節課的知識是我們無(wú)法用肉眼觀(guān)察的，比較抽象，教師主要通過(guò)活動(dòng)對物質(zhì)結構的分析，利用排除的方法，結合學(xué)生的認知特點(diǎn)選擇一種合適的物質(zhì)結構模型。
2、學(xué)生了解物質(zhì)的結構模型后，對其產(chǎn)生濃厚的興趣，有繼續探究的愿望，并能發(fā)現一些生活中有關(guān)的現象，順勢利導借助課件和實(shí)物，這樣學(xué)生就較容易理解分子的無(wú)規則運動(dòng)和分子間既有引力又有斥力。
3、學(xué)生對本節課了解清楚后，教師引導學(xué)生利用分子模型解釋固體、液體、氣體的性質(zhì)以及對我們的生產(chǎn)和生活的作用。
[教學(xué)資源]
物理教學(xué)參考資料及配套光盤(pán)、學(xué)習評價(jià)手冊、物理學(xué)習指導用書(shū)等
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