2024-2025學(xué)年高中物理 第三章 氣體 4 液體的表面張力教案1 教科版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第三章氣體4液體的表面張力教案1教科版選修3-3學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為高中物理選修3-3教科版第三章“氣體”中的第4節(jié)“液體的表面張力”。教學(xué)內(nèi)容涉及液體表面張力的概念、產(chǎn)生原因及其在日常生活和工業(yè)中的應(yīng)用。重點(diǎn)解析表面張力的微觀解釋——液體分子間的相互作用力，以及如何影響液體的形狀和性質(zhì)。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中掌握了物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、分子間作用力等基礎(chǔ)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際現(xiàn)象相結(jié)合，深入理解液體的表面張力，并能運(yùn)用相關(guān)概念解釋生活中的現(xiàn)象，如水滴的形狀、肥皂泡的形成等。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.物理觀念：理解并掌握表面張力的概念及其微觀機(jī)制，形成對(duì)液體性質(zhì)的深刻認(rèn)識(shí)。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)分析問(wèn)題的能力，通過(guò)對(duì)表面張力現(xiàn)象的觀察與解釋，提升邏輯推理和批判性思維能力。

3.科學(xué)探究：鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)設(shè)計(jì)與實(shí)施實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證表面張力的存在，提高實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心，培養(yǎng)其面對(duì)未知問(wèn)題時(shí)勇于探索和解決問(wèn)題的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在技術(shù)發(fā)展和社會(huì)生活中的應(yīng)用與價(jià)值。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中年級(jí)的學(xué)生，他們?cè)谥R(shí)層面已經(jīng)掌握了基本的物理概念和原理，具備了一定的物理素養(yǎng)。在能力方面，學(xué)生具備了初步的實(shí)驗(yàn)操作技能和問(wèn)題分析能力，但可能在將理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題方面存在一定難度。在素質(zhì)方面，學(xué)生的好奇心和求知欲較強(qiáng)，但部分學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和自信度有待提高。

在行為習(xí)慣方面，大部分學(xué)生能夠積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，但少數(shù)學(xué)生可能存在注意力不集中、課堂參與度不高的問(wèn)題。這些因素可能對(duì)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生以下影響：

1.知識(shí)層面：學(xué)生對(duì)表面張力的概念和微觀機(jī)制的理解可能不夠深入，需要通過(guò)具體實(shí)例和實(shí)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)認(rèn)知。

2.能力層面：在將表面張力的理論知識(shí)應(yīng)用于解釋生活現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生可能遇到困難，需要引導(dǎo)和培養(yǎng)他們的邏輯思維和分析能力。

3.素質(zhì)層面：部分學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和自信度可能影響他們對(duì)課程內(nèi)容的吸收和探究，教師需關(guān)注并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：結(jié)合講授法和討論法，通過(guò)講解表面張力的理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課堂討論，以案例研究的形式分析生活實(shí)例，加深學(xué)生對(duì)概念的理解。

2.教學(xué)活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，觀察并驗(yàn)證表面張力的存在；開(kāi)展角色扮演游戲，讓學(xué)生在特定情境下應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。

3.教學(xué)媒體：利用多媒體課件展示表面張力的微觀機(jī)制和實(shí)際應(yīng)用，結(jié)合實(shí)物模型和實(shí)驗(yàn)器材，幫助學(xué)生形象地理解抽象概念。同時(shí)，通過(guò)互動(dòng)式教學(xué)平臺(tái)，提供拓展學(xué)習(xí)資源和在線討論空間，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和交流互動(dòng)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)液體的表面張力的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道什么是液體的表面張力嗎？它在我們的生活中有什么作用？”

展示一些關(guān)于表面張力的圖片和視頻，如水滴在荷葉上的形狀、肥皂泡等，讓學(xué)生初步感受表面張力的存在和特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹表面張力的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.表面張力基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解表面張力的基本概念、產(chǎn)生原因和作用。

過(guò)程：

講解表面張力的定義，即液體表面層由于分子間相互作用力產(chǎn)生的特殊現(xiàn)象。

詳細(xì)介紹表面張力的產(chǎn)生原因，通過(guò)圖表和示意圖展示液體分子間的相互作用力。

3.表面張力案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解表面張力的特性和應(yīng)用。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的表面張力案例進(jìn)行分析，如船吸現(xiàn)象、液體在毛細(xì)管中的上升等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解表面張力的多樣性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例在實(shí)際生活和學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，以及如何運(yùn)用表面張力解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論表面張力在未來(lái)的發(fā)展、應(yīng)用和改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與表面張力相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)表面張力的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)表面張力的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括表面張力的基本概念、產(chǎn)生原因、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)表面張力在現(xiàn)實(shí)生活和學(xué)習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用表面張力。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于表面張力的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，設(shè)計(jì)一道拓展思考題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注表面張力在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的前沿應(yīng)用。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-推薦閱讀：《物理的奧秘：表面張力》等科普書籍，幫助學(xué)生更深入地了解表面張力的相關(guān)知識(shí)。

-視頻資料：有關(guān)表面張力的科普視頻，如Discovery頻道的《液體奇觀》等，讓學(xué)生直觀感受表面張力的現(xiàn)象和應(yīng)用。

-實(shí)驗(yàn)資源：提供一些有關(guān)表面張力的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)方案，如制作肥皂泡、觀察液體在毛細(xì)管中的上升等，以便學(xué)生在家中嘗試。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間閱讀相關(guān)科普書籍，了解表面張力的歷史發(fā)展和在科技領(lǐng)域的應(yīng)用，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

-觀看科普視頻，讓學(xué)生在視覺(jué)上更直觀地感受表面張力的奇妙現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣。

-嘗試進(jìn)行家庭小實(shí)驗(yàn)，通過(guò)親自動(dòng)手操作，鞏固所學(xué)知識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

-組織學(xué)生參加科學(xué)展覽或講座，了解表面張力在生活中的實(shí)際應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注表面張力在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的前沿研究，如納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)等，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

-鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)生活中的表面張力現(xiàn)象，并嘗試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋這些現(xiàn)象。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問(wèn)回答的準(zhǔn)確性和積極性，以及學(xué)生對(duì)表面張力概念的理解程度。

2.小組討論成果展示：評(píng)價(jià)各小組在討論過(guò)程中的合作程度、創(chuàng)新思維和解決方案的可行性，以及展示時(shí)的表達(dá)能力和邏輯性。

3.隨堂測(cè)試：設(shè)計(jì)針對(duì)表面張力知識(shí)點(diǎn)的測(cè)試題，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容的掌握情況，包括基本概念、產(chǎn)生原因和應(yīng)用等。

4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：評(píng)估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作技能、觀察力和數(shù)據(jù)分析能力，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫質(zhì)量。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-對(duì)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)給予及時(shí)反饋，鼓勵(lì)積極提問(wèn)和參與討論，指出學(xué)生在理解表面張力概念上的不足之處，并提供指導(dǎo)。

-針對(duì)小組討論成果，肯定學(xué)生的創(chuàng)新想法，同時(shí)指出需要改進(jìn)的地方，如思維的深度、解決方案的實(shí)用性等。

-根據(jù)隨堂測(cè)試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)，分析學(xué)生在知識(shí)點(diǎn)掌握方面的薄弱環(huán)節(jié)，給予針對(duì)性的輔導(dǎo)和建議。

-激勵(lì)學(xué)生保持對(duì)物理學(xué)科的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中觀察和發(fā)現(xiàn)表面張力的現(xiàn)象，將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。重點(diǎn)題型整理1.解釋型題目：

題目：請(qǐng)簡(jiǎn)述液體的表面張力是如何產(chǎn)生的，并給出兩個(gè)生活中的實(shí)例說(shuō)明表面張力的作用。

答案：液體的表面張力是由于液體分子間在表面層的相互吸引力大于內(nèi)部分子間的相互吸引力，導(dǎo)致表面層分子較為緊密排列，形成的彈性膜。生活中的實(shí)例有：水滴在荷葉上形成球形，以及肥皂泡的穩(wěn)定性。

2.分析型題目：

題目：分析船吸現(xiàn)象與表面張力的關(guān)系，并說(shuō)明如何避免這種現(xiàn)象。

答案：船吸現(xiàn)象是由于液體表面張力引起的，當(dāng)兩艘船靠近時(shí)，液體表面張力使得兩船之間的水壓降低，形成向內(nèi)的吸引力。避免船吸現(xiàn)象的方法包括：增加船之間的距離，使用抗吸裝置，或改變船只的設(shè)計(jì)以減少表面張力的作用。

3.應(yīng)用型題目：

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證表面張力的存在，并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟、所需材料和預(yù)期結(jié)果。

答案：實(shí)驗(yàn)名稱：簡(jiǎn)易肥皂泡實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟：

-準(zhǔn)備肥皂水溶液。

-使用一個(gè)環(huán)形的工具（如圓環(huán)形的吸管）蘸取肥皂水。

-輕輕吹氣，觀察形成的肥皂泡。

所需材料：肥皂、水、環(huán)形工具（如吸管）。

預(yù)期結(jié)果：肥皂泡形成并保持一段時(shí)間的穩(wěn)定性，表明表面張力的存在。

4.計(jì)算型題目：

題目：已知某液體的表面張力系數(shù)為γ，求該液體在水平面上的一個(gè)直徑為d的圓形液滴的表面張力大小。

答案：表面張力的大小可以通過(guò)以下公式計(jì)算：

F=γ*L

其中，F(xiàn)為表面張力大小，γ為表面張力系數(shù)，L為液滴的周長(zhǎng)。

對(duì)于直徑為d的圓形液滴，其周長(zhǎng)L=πd，因此：

F=γ*πd

5.探究型題目：