2019-2020年高中物理 《晶體的微觀結(jié)構(gòu)》教案 粵教版選修3-3

1、2019-2020年高中物理晶體的微觀結(jié)構(gòu)教案粵教版選修3-3教學(xué)目標(biāo)1、知道晶體和非晶體在物理性質(zhì)上的差別是由于它們內(nèi)部物質(zhì)微粒的排列有規(guī)則和無規(guī)則造成的2、知道組成晶體的物質(zhì)微粒在一定的平衡位置附近做微小的振動(dòng)3、知道一種晶體物質(zhì)能夠生成幾種不同的晶體，是因?yàn)樗袔追N不同的晶體結(jié)構(gòu)知道由同一種物質(zhì)生成的不同的晶體具有不同的物理性質(zhì)教學(xué)建議1、在中學(xué)還沒有條件觀察晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此在說明晶體與非晶體有不同的物理性質(zhì)，是由于它們內(nèi)部物質(zhì)微粒的排列有規(guī)則和無規(guī)則時(shí)，只要求學(xué)生有個(gè)大體的了解就可以了，不必做更多的講解。2、講晶體的多形性，可以防止學(xué)生在物質(zhì)存在的形式上產(chǎn)生片面的、絕對(duì)化的認(rèn)識(shí)教學(xué)

2、過程從1912年人們用X射線窺探晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，得出結(jié)論：晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒（分子、原子或離子）依照一定的規(guī)律在空間排成整齊的行列，構(gòu)成所謂空間點(diǎn)陣。沿這些物質(zhì)微粒的行列畫出直線來，可以得出若干平行線，物質(zhì)微粒就在這些平行線的交點(diǎn)上，這些交點(diǎn)叫做空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)。晶體的物質(zhì)微粒的空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)排列有兩個(gè)特點(diǎn)：一是周期性，二是對(duì)稱性。展示出氯化鈉（食鹽）和金剛石、石墨的晶體空間點(diǎn)陣示意模型和幻燈片。晶體外形的規(guī)則性可以用物質(zhì)微粒的規(guī)則排列來解釋。同樣，晶體的各向異性也是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。下圖表示在一個(gè)平面上，晶體物質(zhì)微粒的排列情況。從圖上可以看出，沿不同方向所畫的等長(zhǎng)線AB、AC、AD上物質(zhì)微

3、粒的數(shù)目不同。直線AB上物質(zhì)微粒較多，直線AC上最少。正因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同，才引起晶體在不同方向上的物質(zhì)性質(zhì)的不同。非晶體的固體實(shí)際上可以看成粘滯性極大的液體。非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒排列是無規(guī)則的，其結(jié)構(gòu)非常類似液體。因此，非晶體沒有天然規(guī)則幾何形狀，各向同性，也沒有固定的熔化溫度。嚴(yán)格說來，只有晶體才是真正的固體。晶體與非晶體在適當(dāng)條件下是可以轉(zhuǎn)化的。如石英晶體，熔融過后冷卻成為非晶體石英玻璃。典型例題例1關(guān)于晶體的物質(zhì)微粒排布對(duì)宏觀外形的影響晶體為什么有規(guī)則的外形？答：由于晶體中的物質(zhì)微粒在空間是按一定規(guī)律排列的，微粒只在一定平衡位置做微小振動(dòng)，所以晶體有規(guī)則的外形例2關(guān)于

4、同種化學(xué)成分的物質(zhì)表現(xiàn)不同的物理性質(zhì)同一種化學(xué)成分的物質(zhì)，為什么有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)？答：同一種物質(zhì)中的微粒按不同的方式排列時(shí)，就會(huì)生成不同的晶體，而表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)如碳，按一種方式排列可以生成金剛石，而按另一種方式排列時(shí)會(huì)生成石墨，金剛石與石墨的物理性質(zhì)有很大的不同2019-2020年高中物理有關(guān)機(jī)械波的案例分析教案滬科版選修3-4案例：機(jī)械波這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：掌握機(jī)械波概念和機(jī)械波產(chǎn)生的條件；了解機(jī)械波的種類；掌握機(jī)械波的形成原因及傳播過程的特征。其中機(jī)械波的形成原因及傳播過程的特征是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。以往教師對(duì)于這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)無非采用兩種方案：利用課堂上實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)或使用多媒

5、體動(dòng)畫輔助教學(xué)。A教師認(rèn)為機(jī)械波的課堂實(shí)驗(yàn)不是很理想，因?yàn)槲覀兘?jīng)常用放在水槽中的水波演示儀去做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，而由于水槽不是很大，實(shí)際我們觀察到的往往是水的駐波，這會(huì)影響影響學(xué)生對(duì)于波的最初認(rèn)識(shí)。同樣，單純用多媒體動(dòng)畫“做出”波來演示給學(xué)生看又缺乏真實(shí)性。A教師靈機(jī)一動(dòng)，產(chǎn)生了一個(gè)大膽的想法：學(xué)校旁邊不是有一條大河嗎？因?yàn)楹铀^深使得底色比較暗，這樣要觀察水波的會(huì)比水槽更清楚；同時(shí)在河里產(chǎn)生的水波傳播范圍更廣，波長(zhǎng)更長(zhǎng)，駐波的影響小，使得演示效果更顯著。那么我們?yōu)楹尾荒苋ズ舆呑鰧?shí)驗(yàn)?zāi)兀凯h(huán)節(jié)一（地點(diǎn)：河邊。教具：2個(gè)皮球，10張帶有問題的紙。教學(xué)內(nèi)容：形成機(jī)械波原因及其傳播特征的表象。）教師在河邊踢球

6、，“不小心”把皮球踢入河當(dāng)中。教師急了：怎么辦？學(xué)生可能會(huì)想出很多方法：木桿捅；石子碰。但排除掉一些不易操作的方法外，一定會(huì)想到利用河邊的小石塊激起的水波讓皮球漂回到岸邊?！斑@樣做行嗎？我們?cè)囋嚳?！”在師生的“努力”下結(jié)果是不行的?！霸趺磿?huì)這樣！水波傳過來了，球怎么沒跟著過來？水波真奇怪！”學(xué)生顯然已經(jīng)對(duì)水波產(chǎn)生渾厚的興趣。教師指出：水波在物理學(xué)上屬于機(jī)械波，我們今天就來研究機(jī)械波。教師把學(xué)生分成10組，每組發(fā)一張帶有以下問題的紙張，讓學(xué)生在“玩”水波過程中，在小組討論的基礎(chǔ)上共同解決。問題1：你覺得要產(chǎn)生機(jī)械波需要什么條件？問題2：用你自己的語言，你能否給機(jī)械波下個(gè)定義？問題3：你覺得是什么

7、內(nèi)在因素使得波會(huì)向四周傳播，即波的形成原因是什么？問題4：皮球不會(huì)隨波遷移，那么傳播波的水面中的各質(zhì)點(diǎn)是怎樣運(yùn)動(dòng)的？它們是同時(shí)運(yùn)動(dòng)的嗎？問題5：若水面中的各質(zhì)點(diǎn)不隨波方向遷移，那么波向遠(yuǎn)處傳播的是什么？問題6：你在觀察水波時(shí)還發(fā)現(xiàn)什么問題？環(huán)節(jié)二（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房，每臺(tái)計(jì)算機(jī)上裝有教師用FLASH制作好的動(dòng)畫和相應(yīng)的問題。教學(xué)內(nèi)容：橫波與縱波的區(qū)別；更深入理解波形成原因及傳播特征。）教師讓每組學(xué)生觀看一臺(tái)計(jì)算機(jī)中的動(dòng)畫。動(dòng)畫資源1：橫波的產(chǎn)生；縱波的產(chǎn)生問題7：這兩種波有什么地方不同？你能分別給兩種波定義嗎？問題8：生活中有哪些機(jī)械波實(shí)例？你能給給它們按上面的兩類進(jìn)行分類嗎？（你可以與同學(xué)和老師

8、一起探討）問題9：看了動(dòng)畫后，你現(xiàn)在可以理解問題3中波形成的內(nèi)在原因了嗎？動(dòng)畫資源2：機(jī)械波的傳播特征問題10：看了動(dòng)畫后，你現(xiàn)在可以理解問題4和問題5中機(jī)械波的傳播特征了嗎？環(huán)節(jié)三（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房。教學(xué)內(nèi)容：討論，總結(jié)）教師把各組學(xué)生的紙張收回進(jìn)行討論，得出小組中最佳的答案以板書的形式投影于屏幕上，并對(duì)出色的小組給與鼓勵(lì)。環(huán)節(jié)四（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房。教學(xué)內(nèi)容：鞏固練習(xí)）教師引導(dǎo)小組完成計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)好的一組練習(xí)題，并講解。環(huán)節(jié)五（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房。教學(xué)內(nèi)容：上網(wǎng)搜索閱讀資料。）反思：波是一種重要而普遍的運(yùn)動(dòng)形式，也是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)，它有著復(fù)雜的研究對(duì)象和時(shí)空概念，它需要學(xué)生具備較強(qiáng)的思維能力，特

9、別是抽象思維能力、空間想象能力；同時(shí)物理的教學(xué)更應(yīng)注重科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。如何在完成這節(jié)課教學(xué)的同時(shí)又能有效地逐步培養(yǎng)這些能力？顯然這些能力的培養(yǎng)又不能脫離實(shí)際而單純?cè)诙嗝襟w動(dòng)畫中得到。A教師在分析以往的課堂演示和單純多媒體動(dòng)畫參與物理教學(xué)中存在不足之處的情況下大膽地采用野外實(shí)地探究實(shí)驗(yàn)和多媒體動(dòng)畫的有機(jī)結(jié)合來解決這個(gè)問題，其間以問題的形式實(shí)施“合作式探究式”教學(xué)貫穿始末，并很成功地完成了教學(xué)任務(wù)，真正體現(xiàn)教師是導(dǎo)師，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，這不能不說是一種創(chuàng)新。另外，我們還可以發(fā)現(xiàn)這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)也符合學(xué)生學(xué)習(xí)心理，先是利用實(shí)地實(shí)驗(yàn)觀察得到波及其傳播特征的表象，若學(xué)生還不能正確地回答紙張上的某些問題，這表明低階信息到高階信息和思維的過渡尚未解決，這時(shí)可讓學(xué)生從從動(dòng)畫中開始重新觀察，加深理解。當(dāng)然要說明的是A教師設(shè)計(jì)的教學(xué)時(shí)間是兩節(jié)課來完成的，因?yàn)榻M織戶外探究和使用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)要發(fā)更多時(shí)間，但是若能因此而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法和探究科學(xué)的素質(zhì)，這點(diǎn)時(shí)間上的付出應(yīng)無可爭(zhēng)議。以上是這次教學(xué)之中的