全国教师技能大赛一等奖《液体》教学设计.doc

【教材选择】
人教版普通高中课程标准实验教科书《物理（选修3-3）》（2010年4月第3版）第九章第二节——《液体》（第37页至第42页），人民教育出版社。
【教材分析】
《物理（选修3-3）》第九章固体、液体和物态变化共分为四小节，而本节课是在学习了第七章分子动理论、第八章气体，第九章第一节固体的基础上对液体相关性质的研究，在学习方法上与前面所学的知识都有紧密的联系。因此学好本节课既加深了对前面所学知识的理解，同时也为后面学习物态变化打好基础。在教材中，本节课共分为五部分内容：液体的微观结构、液体的表面张力、浸润和不浸润、毛细现象以及液晶，考虑到教学大纲中关于后三部分内容对学生的掌握没有做严格的要求，因此本节课重点讲解前两部分内容。
【学情分析】
学习本节课时，学生已经对分子动理论等相关知识有了一定的掌握，并用它研究了气体和固体，同时还具备了一定的实验探究能力。考虑到本节课的学习内容主要是用微观理论解释宏观现象，因此在学习过程中，学生应该注意融会贯通、学以致用、举一反三，实验过程中，应该主动参与、乐于探究、善于思考、勤于动手，避免被动填鸭，注重搜集和处理信息，获取新知识学会解决问题，注意逻辑线索，构建属于自己的物理知识结构。
【教学目标】
n  知识与技能
1.了解液体的微观结构和基本性质；
2. 知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因。
n  过程与方法
1. 参与实验探究活动，增加学生之间的交流和合作；
2. 通过讨论分析，学习从微观角度解释宏观现象的方法。
n  情感态度与价值观
学生通过实验增强透过现象认识本质的科学意识，养成主动探索、善于分析的科学习惯，激发探索自然规律的兴趣。
【教学重点】
1.探究液体表面张力的性质；
2.对相关表面张力的现象进行微观解释。
【教学难点】
液体表面张力形成的原因
【教法】
对液体的表面张力采用实验探究式教学法，对表面张力的微观解释采用启发式教学法。在教学中主要实行学生分组实验，让学生参与到课堂中，引导学生来探索规律并让学生试着自己得出结论。重要的是让学生学会学习，掌握获取新知识的过程和方法，养成良好的科学素养。
【教学用具】
硬币，毛笔、铁丝环、棉线、玻璃杯、肥皂水等二人一套，色素，学生自备牛奶，多媒体素材。
【课型及课时】
新授课，1课时。
【教学程序设计】
教学事件
教师活动
学生活动
教学资源
设计思想

液体的微观结构
提问：固体、气体的微观结构和性质是怎样的？分别从单个分子、局部（小区域）和宏观性质三个角度考虑。

提问：回顾怎么通过固体的微观结构特点来分析固体的性质。

提问：从宏观看，液体与气体、固体分别有哪些相似？液体性质与谁的更相似一些？

提问：液体的微观结构如何？

强调：非晶体的结构与液体非常类似。非晶体的分子也是处于杂乱无章的结构状态，跟液体中小区域杂乱无章的状态非常相似，所以晶体可以看做是粘滞性极大地液体。因此，严格来说只有晶体才是真正的固体。
（教师在教学过程中要适时做好引导、知识梳理和总结。）
1. 固体单个分子在平衡位置做小幅度的振动，所以固体具有一定的体积，不容易被压缩；局部分子规则的排列；宏观性质，各向异性。
2. 气体单个分子没有平衡位置；局部分子排列不规则；宏观性质，各向同性。

1. 分子在固定的平衡位置做小幅度的振动，所以固体具有一定的体积，不易被压缩。
2. 固体分子排列规则，所以有确定的形状，各向异性。

1. 与固体相似的地方：液体具有一定的体积，不易被压缩。
2. 与气体相似的地方：没有固定形状，具有流动性。
与固体的性质更相似一些。

液体分子密集在一起，具有一定的体积，不易压缩；液体分子间距接近固体分子，相互作用力大；液体分子在很小的区域内有规则排列，但只是暂时的，其边界和大小随时改变，并且杂乱无章，因此呈现各向同性；液体分子的热运动虽然与固体分子类似，但是无长期固定的平衡位置，可在液体中移动，因而具有流动性，且扩散比固体快。

多媒体课件
知识回顾
类比教学
透析液体微观性质
教科书对本部分讲述较少，但在教学中，联系第七章、第八章的知识，将分子动理论与物态变化相结合，学生既学到了新知识，又加强了对旧知识的理解。
注意：
1.重视新旧知识的联系；
2.注意用液体微观结构的特点去认识液体的性质；
3.严格来说，只有晶体才是真正的固体。
教学事件
教师活动
学生活动
教学资源
设计思想
液体的表面张力

一、 观察活动
观察活动一：牛奶开花
教师指导学生把牛奶倒在碗中，然后将五种色素分五个不同方向滴在牛奶中，最后滴适量洗洁精在碗的中央，观察实验现象。

观察活动二：教师用多媒体为学生展示图片
提问：
1. 为什么蜥蜴能在水面上行走？它会凌波微步吗？
2. 为什么蜘蛛网上的水珠成球状？

观察活动三：毛笔实验
教师指导学生做如下实验：
1． 观察干毛笔的笔毫
2． 将毛笔沾水，再观察笔毫。
提问：为什么笔毫会聚在一起形成笔锋？
3． 再把整支毛笔浸入到水中，观察水中的笔毫。

提问：
这个时候笔当然还是湿的，可是笔毫蓬松如干毛笔一般，这是为什么呢？可见要有笔锋，除了靠笔湿之外，还有别的原因。

牛奶中的色素像开花一样一圈一圈的向外围扩散开来。

学生观察猜想：液体与空气接触的表面是一层膜，它有收缩的趋势。

1. 毛是蓬松的。

2. 有了笔锋。

笔湿了。

笔毫蓬松如干毛笔一般。
多媒体课件展示图片：
1.在水面上行走的蜥蜴

2.蜘蛛网上的水珠

器材：毛笔两人一套，色素，学生自备牛奶

从生活入手， 展开对表面张力的探索，让学生在真实的案例中发现问题，体会物理模型来源于生活，激发学习兴趣。

对于笔毫能形成笔锋的原因，大部分学生会用惯性思维认为是笔湿了。用简单的小实验打破日常生活中貌似常识性的认识，可以激发学生的好奇心和求知欲。
教学事件
教师活动
学生活动
教学资源
设计思想
液体的表面张力
二、 实验探究活动
探究活动一：杯口不溢水
教师演示向玻璃杯中小心的注满水，使水面恰好与杯口相平（注意保持杯口是干燥的），然后把硬币逐个的放入杯中，要从水的中间投放，尽量减轻水面的扰动。提问：
1. 观察到了什么？
2. 为什么水不会流出来呢？引导学生用类比的方法说明这个现象
液体的表面绷紧，各部分之间存在着相互作用的引力，我们把它称为表面张力。那它的作用效果怎样？
探究活动二：棉线实验
教师指导学生把一条细棉线的两端系在铁丝环上，要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里，再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。
1． 请观察棉线是张紧的还是松弛的？
2． 刺破棉线一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化。
3． 你能得到什么结论？表面张力有什么作用效果？
探究活动三：棉线圈实验
教师指导学生把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜。
1. 请观察棉线圈是怎样的？

1. 水面逐渐凸起，且高于杯口，但不溢出。
2. 杯口好像有一张紧绷的橡皮膜，使水不能溢出。

学生分组实验，根据教师的指导操作。

1. 这时薄膜上的棉线仍是松弛的。

2. 刺破棉线的一侧的薄膜，另一侧的就会收缩，使棉线弯向另一边。
结论：液面具有收缩的趋势。

学生分组实验。
1. 棉线圈是松弛的。

杯子、水、硬币

铁丝环、棉线、玻璃杯、肥皂水两人一套

通过小实验验证课堂开始学生的猜测，引入表面张力，引发学生对表面张力如何作用的思考。

帮助学生正确理解表面张力的作用效果。学生分组实验锻炼了学生的动手能力，培养了学生的团结合作意识。他们通过自主实验获得结论，能加深对知识的理解。
教学事件
教师活动
学生活动
教学资源
设计思想
液体的表面张力
2. 刺破棉线圈里肥皂膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈有什么变化？

3. 为什么会产生这种现象？

4. 你能得到什么结论，表面张力能使液面收缩到什么程度？
实验一、二的目的是搞清楚以下几个问题（教师应在实验前提出，让学生有目的地进行实验）：
1. 棉线的变化情况怎样？
2. 为什么会发生那样的变化？
3. 是不是力的作用？是什么力的作用？
4. 其方向是怎样的？
三、 表面张力形成原因
提问：
1. 为什么存在表面张力？
2. 从微观角度还是宏观角度来解释？
请同学们观察液体表面的微观图。
1. 与在液体和气体中比较，液体分子在表面层的分布有什么特点？
2. 上一章学过分子间距和分子间作用力的关系，请学生回忆一下。
3. 从这幅图中来看，表面层分子间主要表现为什么力呢？
2. 刺破棉线圈里的肥皂膜后，棉线圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。
3. 棉线圈的周长一定时，所围面积最大的几何图形是圆，说明只有棉线圈被张紧成圆形是肥皂膜面积才会最小。
4. 液体表面具有收缩到最小的趋势。

微观。

1. 表面层分子比较稀疏。
2. 分子间的距离大于时表现为引力，小于时表现为斥力，等于时分子力为零。
3. 表面层分子间作用主要表现为相互吸引，是引力。

多媒体图片展示：

引导学生利用已学的分子间间距和作用力的关系，来逐步分析解释物理宏观现象，做到新旧知识的联系。
教学事件
教师活动
学生活动
教学资源
设计思想
液体的表面张力
4. 这个分子间的引力怎么体现为液体表面张力？

我们在液体和表面层之间画一条线，线两侧的液体之间的作用是引力这就是液体的表面张力。它的方向垂直于所画的直线。正是由于液面分子间这种相互吸引，才使得液面存在这样的引力，使液面收缩。

多媒体图片展示：

正式给出表面张力的概念。
知识巩固
总结前面所学知识，我们看到液体表面存在收缩的趋势，原因是存在着表面张力，它是表面张力的作用效果，而表面张力本质上是表面层分子间作用力为引力的宏观表现。
请学生做下面练习，巩固所学知识：
1. 蜘蛛网上的水珠为什么呈球状？
2. 弯成弧形的棉线所受张力的方向是怎样的？
3. 视频展示水面浮针的实验，问液面对缝衣针的作用是液体的表面张力吗？（注意强调表面张力的本质：是表面层分子间作用力是引力的宏观表现）
4. 展示一些奇特的表面张力器材，观察他们形成的表面张力现象，思考这些特殊的现象是怎么形成的？请学生课后发挥自己想象，看还能做出别的形状吗？下节课做展示。

1. 表面张力会使液面收缩，使其收缩到表面积最小。体积一定时，球形的表面积最小，所以水珠成球状。
2. 如图所示：

3. 表面张力的作用是使液体表面形成一层薄膜，液面对缝衣针的作用其实是这层膜对它有作用。
多媒体课件展示

回顾和解释前面实验留下的问题，在巩固已学知识的基础上，帮助学生理清概念，深化认识，加深对表面张力的理解。
课堂小结
引导学生从学习的知识，方法，体验三个方面来总结，注意结合板书设计。
学生回顾总结。

适时做好知识梳理形成完善的知识体系。
【板书设计】
液体

1、液体的微观结构：分子在不固定平衡位置附近做小振动，形成暂时的分子规则排布
宏观性质：有一定的体积，不易被压缩，具有流动性，比固体扩散快。

2、液体表面张力的性质
实验一：液体表面存在收缩的趋势
实验二：液体表面具有收缩到最小的趋势
总结：液体的表面存在张力，张力的方向在液面内

【教学设计说明】
1.重视实验：通过实验设疑、解疑、探求规律，又通过实验巩固所学的知识，充分体现了物理是一门以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
2.重视应用媒体辅助教学，提高课堂教学的效率。
3.充分发挥学生的主体作用：在本节课中以学生分组探究实验为主，学生在实验探索的过程中始终保持积极的学习心态，而教师作为教学资源的信息提供者，实验材料的准备者，教学过程的组织者，充分突出学生的主体地位。
4.实验器材改进。在教材中，棉线圈实验里的棉线圈都是由一根或者两根棉线固定的。实验过程中，棉线圈很容易绞在一起，使得实验时很难将棉线圈中的液体膜刺破，而且刺破液体膜采用的是烧热的钢针，需要酒精灯，很不方便。我在教学中改用三根短线将棉线圈固定，用粉笔将棉线圈中的液体膜刺破（粉笔吸水，液体膜自破），表面张力使棉线圈外的液体膜收缩，棉线圈将形成一个很规则的圆。