宇宙和微觀世界中探究物質三態(tài)分子排列的教學案例

1、宇宙和微觀世界中探究物質三態(tài)分子排列的教學案例青島五中周琛第十章 第一節(jié) 宇宙和微觀世界中探究物質三態(tài)分子排列的教學案例一、背景我們在初中物理教學中為了切實貫徹“以實驗為基礎”的教學原則，真正把物理實驗作為物理教學的重要內容看待，比較多地采用學生邊學邊實驗的教學形式，取得了較好的效果，對于大面積提高物理教學質量，培養(yǎng)學生的能力起到了重要的作用。所謂邊學邊實驗，是指學生在教師指導下，一邊學習一邊進行實驗的教學組織形式；是學生在教師的指導下，通過自己動眼、動腦、動手、動口（以下簡稱“四動”）去獲取知識，培養(yǎng)學生用實驗方法探索物理知識的能力。邊學邊實驗的教學組織形式，充分體現了因材施教的原則。學生可

2、以自定學習步調，有不懂的地方可以反復閱讀教材，實驗現象觀察不清楚時，也可以反復做幾次，自己解決不了的問題還可以問老師。同樣，由于可以自定學習步調，優(yōu)秀生的思維可以得到充分展開，自己可以學得深一點，多學一點、可見，邊學邊實驗不僅使全體學生在不同程度上都能既獲得知識，又提高能力，而且解決了將課堂教學統(tǒng)得太死，對學生個體間的差異不能因人制宜的弊端。心理學研究表明，學生對學習內容的鞏固程度，與學習的方式關系很大。一般來說，學生通過聽教師講授，能夠記住10一20；學生如能看到實物或現象，能夠記住30；如果學生既能聽教師講，又能看到實物或現象，能記住50；如果學生看到實物或現象，自己又描述過，便能記住70

3、；如果學生既動手做過，又描述過，則能記住90。而邊學邊實驗，既讓學生動手做實驗，又讓學生在實驗的基礎上討論、分析，最后自己歸納出物理概念和規(guī)律。顯然，這樣的學習過程屬于上面所說的最后一種情況?？梢?，邊學邊實驗有利于學生理解和掌握知識。特別是對于一些非常抽象的知識，讓學生通過自己身邊的小實驗證明這些理論的正確是很必要的。在九年級物理第十章第一節(jié)宇宙和微觀世界這節(jié)課中，讓學生通過自己做的實驗現象的得出結論顯得尤為必要。在這節(jié)中，學生通過觀察，了解到，我們地球上的物質存在三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)?？墒沁@三種狀態(tài)從宏觀的特點上分析具有非常明顯的不同點。固態(tài)時物質有一定的體積和形狀，沒有流動性，不易被

4、壓縮。液態(tài)時物質有一定的體積但沒有一定的形狀，具有流動性，不易被壓縮。氣態(tài)時的物質沒有一定的體積和形狀，具有流動性，容易被壓縮。二、描述教師提問：請同學們根據我們本節(jié)課了解的物質有分子組成的這個原理，猜想一下，為什么物質的三態(tài)在宏觀上會具有如此大的差別呢?學生猜想：可能是由于這些物質在三種狀態(tài)時分子的排列不同造成的。學生以小組為單位討論：把自己看作是一個小分子，每小組六個小分子組成一種物質，通過學生的排列，建立一個分子在三種狀態(tài)時的排列模型。學生上臺表演：（請了兩組同學分別上臺表演）固態(tài)時：（1）六個學生整齊的排列，且手挽手，只能在原地振動，不能離開原來位置。（2）六個學生整齊的站在原地不動。

5、液態(tài)時：（1）六個學生手拉手開始在小范圍內活動。（2）六個學生速度很慢的在小范圍內走動。氣態(tài)時：（1）他們開始在整個教室中快速的跑動。（2）六個學生開始在整個教室里快速的跑動。通過這兩組同學的表演表示出：固體分子間作用力大，固體分子排列緊密。液體分子間作用力較小，排列沒有固體緊密。氣體分子間作用力很小，排列比較松散。再讓學生通過觀看了這兩個小組的同學的表演，認為那個小組同學表演的更形象，學生一致認為是第一組。第一組的同學被評為優(yōu)秀表演小組。教師引導：模型已經建立好了，要驗證我們的模型是否正確，還需要做實驗。在我的第一節(jié)課中我給學生準備的器材有：一個小木塊、一個裝有水的燒杯、一個空燒杯、一個注射

6、器、筷子、氣球、試管（兩個）、一個裝酒精的燒杯學生討論，做實驗：給學生注射器是讓學生證明氣體分子之間有空隙，且空隙比較大。學生可以抽取等體積的氣體和液體比較一下?？墒菍W生拿到注射器后，不知道干什么。桌子上還有氣球有的學生就開始吹氣球，吹起來也不知道做什么用，還有的學生問酒精干什么用？其實我給他們準備酒精，是想讓他們對單獨的酒精和水的總體積與酒精和水混合后的體積進行比較，得出液體分子間也有空隙，可是學生很難想到。我的第一節(jié)課失敗了。后來在后面的課中我把給學生的實驗器材改為：一個小木塊、一個裝有水的燒杯、一個空燒杯、一個注射器實驗一：學生用注射器抽取一定量的空氣，然后將注射器的開口端封住，用力向內

7、按活塞，活塞可以被按下一些。然后在注射器中抽入一定量的水，用同樣的方法，注射器的活塞不容易被按下。證明，氣體分子間作用力小，分子排列比較松散。液體分子間的作用力比氣體的大，分子排列比氣體的要緊密。實驗二：學生要將木塊分開比較困難，而將水分開，比較容易，很容易就可以將水倒入另一個空燒杯。證明，固體分子件作用力大，分子排列緊密。實驗三：學生用手切木塊切不開，用手很容易就將水劃開，但手還有劃水的感覺，用手將空氣劃開就更容易，而且沒有感覺。證明固體分子間的作用力比液體的大，液體分子間的作用力比氣體的大。結果發(fā)現實驗器材還是原來的那些，只是比原來少了一些，學生卻可以設計出非常好的實驗，而且實驗效果也非常

8、明顯，實驗非常成功。我的課也在學生的設計實驗中達到高潮。教師引導學生總結：通過以上實驗證明了同學們剛才建立的模型是正確的。從而得出結論：固態(tài)物質中，分子的排列十分緊密，粒子間有強大的作用力，因而，固體具有一定的體積和形狀，沒有流動性，不易被壓縮。液態(tài)物質中，分子沒有固定的位置，運動比較自由，粒子間的作用力比固體的小。因而，液體沒有確定的形狀，但有確定的體積，不易被壓縮，具有流動性。氣態(tài)物質中，分子極度散亂，間距很大，并以高速向四面八方運動，粒子間的作用力極小，容易被壓縮。因此，氣體具有流動性，沒有一定的體積和形狀。三、分析通過本節(jié)課這樣的設計，學生說他們通過建立模型很容易的就理解了物質的微觀分

9、子排列，在這個基礎上利用手邊的器材自己設計實驗驗證了自己建立的模型，很有成就感，而且也覺得物理很有趣，也提高了對物理的學習興趣。本節(jié)課的內容是一個非常抽象的微觀世界的問題，通過邊學邊實驗的教學形式使它變得很形象很具體。學生通過自己建立的模型和自己設計的實驗，充分理解了微觀世界中分子的排列特點和作用力特點。也充分體現了邊學邊實驗的重要性。雖然要學生自己設計實驗，是不是給學生的實驗器材越多越好呢？通過本節(jié)課，我發(fā)現并不是這樣的。本節(jié)課我給學生的實驗器材只有一個小木塊、一個裝有水的燒杯、一個空燒杯、一個注射器，這些器材既可以讓學生充分發(fā)揮，又不是種類繁多讓學生感覺無從下手。第一節(jié)課我給學生的實驗器材很多，學生想不到將酒精和水融合在一起比較融合前后的體積變化，也想不到用氣球來看一看氣體是很容易被壓縮的。這樣使得學生不知道該拿酒精、試管、氣球做什么用，產生的教學效果不理想。四、反思通過備節(jié)課我總