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第十三章 第2节《分子动理论初步认识》
——“教-学-评”核心素养一体化教案
一、教学目标
物理观念
知道物质是由分子、原子构成的，构建微观粒子组成物质的观念。
理解分子动理论的基本观点，能用分子动理论解释生活中的扩散现象、固体和液体的微观结构等相关现象。
科学思维
通过对实验现象的分析和推理，培养逻辑思维能力，从微观角度理解宏观现象背后的本质。
建立分子模型，运用类比、想象、假说等思维方法，发展对微观世界的认知。
科学探究
经历探究扩散现象的实验过程，学会设计实验、观察实验现象、记录和分析实验数据，培养科学探究能力。
在探究分子间作用力的过程中，尝试根据已有知识和经验提出猜想，并通过实验进行验证。
科学态度与责任
培养严谨、认真、实事求是的科学态度，在实验探究和理论分析中尊重事实和证据。
认识到物理知识与生活、科技的紧密联系，增强将物理知识应用于实际的意识和社会责任感。
二、教学重难点
教学重点
分子动理论的基本内容，包括物质的微观构成、分子的热运动以及分子间的作用力。
扩散现象的概念及其实验探究。
教学难点
从微观角度理解分子的无规则运动与温度的关系，以及分子间同时存在引力和斥力。
运用分子动理论解释日常生活中的各种现象。
三、教学方法与教学道具素材
教学方法
实验探究法：通过设计实验，让学生亲身体验扩散现象等，探究分子动理论的相关内容。
讲授法：对一些抽象的概念和理论进行清晰的讲解，帮助学生理解。
讨论法：组织学生对实验现象和相关问题进行讨论，激发学生思维，促进学生之间的交流与合作。
教学道具素材
多媒体课件（包含分子结构的动画、扩散现象的视频等）。
实验器材：两个透明的大烧杯、红墨水、冷水和热水、装有二氧化氮气体的玻璃瓶、空玻璃瓶、铅块、钩码、酒精和水等。
四、教学过程
新课导入（5分钟）
生活场景导入：上课伊始，在讲台上显眼位置打开一束香薰瓶，不做任何说明。过一会儿，提问学生：“同学们，有没有闻到什么气味？为什么会闻到这种气味呢？”引导学生思考气味传播背后的原因。
设计意图：利用生活中常见且直观的场景引发学生的好奇心，自然地引出本节课关于微观粒子运动的主题，激发学生的学习兴趣。
及时性评价：对于积极回答问题的学生给予肯定，如“你很敏锐，这么快就捕捉到了气味的变化，并且开始思考其中的原因，非常好”。
知识讲解与活动环节（30分钟）
活动一：物质的构成（5分钟）
多媒体展示：展示高倍显微镜下看到的各种物质的微观结构图片，如石墨的层状结构、金属的晶格结构等，以及用扫描隧道显微镜获得的分子图像。引导学生观察并思考物质的微观组成。
教师讲解：讲解物质是由大量分子、原子构成的，分子非常小，通常以10 米为数量级，并举例说明，如果把分子看成球形，将2500万个水分子一个挨一个排成一行，长度才约1cm 。
设计意图：通过直观的图片展示，将抽象的微观世界直观化，帮助学生建立物质微观构成的概念。
及时性评价：对能认真观察并积极发表看法的学生给予表扬，如“你观察得很仔细，对微观世界的想象很丰富，为理解物质构成打下了好基础”。
活动二：探究扩散现象（12分钟）
提出问题：引导学生思考刚才闻到香薰气味的现象，提出问题“不同的物质在相互接触时，会彼此进入对方，这种现象叫什么？它是如何产生的呢？”
实验1：气体的扩散：将装有红棕色二氧化氮气体（ρ二氧化氮＞ρ空气）的玻璃瓶，瓶口向上，与另一空玻璃瓶瓶口相对，中间用一块玻璃板隔开。然后小心地抽掉玻璃板，让学生观察现象。提问：“看到了什么现象？这说明了什么？”学生观察到二氧化氮气体逐渐进入上面的空瓶，两瓶气体颜色变得均匀。得出气体分子在不停地做无规则运动的结论。
实验2：液体的扩散：分别向盛有冷水和热水的两个大烧杯中，同时小心地滴入一滴红墨水。引导学生观察红墨水在水中的扩散情况，提问：“在冷水和热水中，红墨水的扩散有什么不同？这说明了什么？”学生观察到红墨水在热水中扩散得更快，得出温度越高，分子无规则运动越剧烈的结论。
学生讨论：组织学生讨论生活中还有哪些扩散现象，如炒菜时闻到香味、墙角放煤时间久了墙变黑等。
设计意图：通过实验探究和讨论，让学生亲身体验扩散现象，深入理解分子的无规则运动与温度的关系。
及时性评价：对能准确描述实验现象和得出结论的学生给予赞扬，如“你对实验现象的描述准确，结论分析到位，对扩散现象理解得很透彻”；对积极参与讨论并举例恰当的学生给予肯定，如“你举的例子非常贴切，让我们对扩散现象在生活中的存在有了更深刻的认识”。
活动三：分子间的作用力（13分钟）
实验1：演示分子间的引力：将两个表面光滑的铅块相互挤压后，挂在铁架台上，然后在下面的铅块上逐渐挂钩码。提问学生：“为什么下面挂了钩码，两个铅块还不分开？”引导学生思考分子间存在引力。
实验2：演示分子间的斥力：向一端封闭的玻璃管中先注入一半水，再注入一半酒精，封闭管口，反复翻转玻璃管使水和酒精充分混合，观察总体积的变化。提问：“混合后总体积有什么变化？这说明了什么？”学生观察到总体积变小，说明分子间存在间隙，进而引出分子间不仅有引力，同时也存在斥力。
教师讲解：结合实验现象讲解分子间同时存在引力和斥力，当分子间距离较小时，斥力起主要作用；当分子间距离较大时，引力起主要作用；当分子间距离很大时，分子间作用力变得十分微弱，可以忽略不计。并通过类比弹簧模型帮助学生理解分子间作用力随距离的变化。
小组讨论：让学生分组讨论生活中哪些现象能体现分子间的引力和斥力，如固体很难被拉伸、液体很难被压缩等。
设计意图：通过实验和类比，将抽象的分子间作用力直观化，帮助学生理解，同时通过小组讨论加深对知识的应用和理解。
及时性评价：对能认真观察实验并准确分析分子间作用力的学生给予鼓励，如“你对实验的观察细致入微，对分子间作用力的分析很准确，非常棒”；对小组讨论积极且能准确举例的小组给予表扬，如“这个小组讨论热烈，所举例子很好地体现了分子间的作用力，值得大家学习”。
典型例题讲解（10分钟）
例1：下列现象中，能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A. 扫地时，灰尘漫天飞 B. 擦黑板时，粉笔灰在空中飞舞 C. 煮稀饭时，米粒在水中翻滚 D. 炒菜时，满屋飘香
分析：灰尘、粉笔灰、米粒都不是分子，它们的运动是宏观物体的机械运动。而炒菜时闻到香味是因为香味分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中。所以答案选D。
解答：答案为D。讲解时强调判断分子运动和机械运动的区别，分子运动是肉眼看不见的微观粒子的运动。
例2：把两块光滑的玻璃贴紧，它们不能吸在一起，原因是（ ） A. 两块玻璃分子间存在斥力 B. 两块玻璃的分子间距离太大，作用力太小 C. 玻璃分子间隔太小，不能形成扩散 D. 玻璃分子运动缓慢
分析：分子间作用力与分子间距离有关，当分子间距离较大时，分子间作用力变得十分微弱。两块光滑玻璃贴紧，分子间距离还是太大，作用力太小，所以不能吸在一起。答案选B。
解答：答案为B。通过该例题加深学生对分子间作用力与距离关系的理解。
设计意图：通过典型例题，帮助学生巩固对分子动理论基本概念的理解，学会区分分子运动和机械运动，掌握分子间作用力的相关知识。
课堂小结（5分钟）
一、物质的构成
1. 分子、原子：物质是由大量分子、原子构成，分子直径数量级为10 米。
二、扩散现象
1. 定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。
2. 说明：分子在不停地做无规则运动，温度越高，分子无规则运动越剧烈。
三、分子间的作用力
1. 引力和斥力：分子间同时存在引力和斥力。
2. 与距离关系：分子间距离较小时，斥力起主要作用；距离较大时，引力起主要作用；距离很大时，作用力可忽略不计。
课后作业
基础性作业：完成课本上关于分子动理论的练习题，如描述扩散现象的例子、解释分子间作用力相关现象等；背诵分子动理论的基本内容。
拓展性作业：查阅资料，了解分子动理论在现代科技中的应用，如纳米技术、新材料研发等，写一篇简短的科普报告。
五、教学反思
在本节课教学中，通过生活场景导入和多个实验探究，学生对分子动理论的内容有了一定的认识，课堂参与度较高。但在讲解分子间作用力随距离变化这一抽象知识点时，部分学生理解困难，虽然采用了弹簧模型类比，但可能不够生动形象。在今后教学中，可尝试利用动画演示等更直观的方式帮助学生理解。同时，在引导学生运用分子动理论解释生活现象时，学生思路不够开阔，应在教学中加强对学生思维的启发和引导。
六、教学评价
及时性评价：在学生回答问题、进行实验观察和小组讨论等环节，及时给予评价。如学生准确描述扩散现象实验现象时，说“你观察得非常认真，描述也很精准，对实验的理解很到位”；当学生在小组讨论中提出新颖观点时，表扬“你的想法很独特，为小组讨论带来了新的思路”。
达成性评价：通过课堂提问了解学生对分子动理论基本概念的掌握情况，如能否准确说出扩散现象的定义、分子间作用力的特点等；通过例题解答评估学生运用知识解决问题的能力；观察学生在实验探究中的表现，评价其科学探究能力，如实验设计是否合理、操作是否规范、数据分析是否正确等。
评价结果反馈与教学调整：若学生对分子间作用力与距离关系的知识掌握不好，在后续教学中增加相关动画演示或补充更多生活实例帮助理解；若学生在运用知识解释现象方面存在不足，在后续课程中增加此类练习，并引导学生从不同角度思考问题，拓宽学生思路。

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