高中物理气体的等温变化教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理气体的等温变化教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计

气体的等温变化

气体的等温变化教学设计

【教材分析】

“气体的等温变化”是普通高中课程标准实验教科书·物理（选修3-3）（人民教育出版社，2007年版）第八章第一节内容。

在上一章中，学生已经学习了分子动理论，为本章的学习打下了基础。

作为理想气体三大实验定律之首，学好本节内容，掌握其科学探究的方法，为学生学习“气体的等容变化”及“气体的等压变化”作铺垫。

因此，这节课在教材中起到了承上启下的重要作用。

本节课的教学要求是“探究气体等温变化”，这是课程目标中尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。

在前面的学习中，学生对探究式教学已有一定的基础，并了解科学探究的一般方法与探究程序。

因此，在本节内容实施教学的过程中，学生在教师的引导下进行自主探究，鼓励学生自己完成探究的每一个过程，如提出问题、猜想与假设、实验设计、实验数据采集与处理、实验结论的分析与评估。

从而进一步培养学生科学探究能力和创新精神。

【学情分析】

在学习这节内容之前，学生已经对气体有了感性的认识，并且通过分子动理论的学习，积累了一定的理论基础。

但是分子动理论过于抽象，学生通过对力学的学习，已经习惯对看的见摸的着的宏观物体进行状态和过程的分析，对于看不见摸不着的气体，学生感性上可能认识不到位。

气体是选修3-3中的核心内容。

而本章理想气体三大实验，又是重中之重。

因此，学好本节内容，为学生学习本章后面的知识奠定扎实的基础。

另外，培养学生对本节课内容的学习兴趣，可以为本章学习提供饱满激情的学习基调。

【教学目标】

⏹知识与技能

1、理解一定质量的气体，在温度不变的情况下气体压强和体积的关系；

2、会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图象对实验数据进行分析和处理，体会科学探究过程；

3、理解气体等温变化p-V图象的物理意义；

4、会用玻意耳定律计算有关问题。

⏹过程与方法

1、通过生活中的一些实例，激发学生兴趣，启发他们大胆猜想；

2、通过观察和实验探究气体压强和体积的关系。

⏹情感态度与价值观

1、培养学生分工明确，团队合作的精神；

2、培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。

【教学重点】

通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的关系，理解p-V图象的意义，在实验注意事项中强调玻意耳定律的适用条件。

【教学难点】

学生对探究实验的设计及实验数据的处理。

【教学模式】

对于学生来说，记住玻意耳定律并不困难，而得到玻意耳定律并运用定律分析问题对于学生来说则是个难点。

因此在这节课的教学中，我将主要采用“探究—发现”模式进行教学，即在教学中不断指导学生通过观察发现问题、解决问题，让学生在解决问题的同时加深对所学知识的理解和进一步的思考。

【教学用具】

实验器材：

烧瓶（带双孔橡皮塞），玻璃管，DIS实验系统（压强传感器、数据采集器和计算机等），注射器；温度计。

课件：

PPT课件《气体的等温变化》。

【教学过程】

教学过程

教师教学行为

设计意图

学生学习行为

教学媒体

一．导入新课

师：

在炎热的夏天，给自行车打气应注意什么？

为什么（物理角度）？

从学生平常生活中熟悉的现象、经历入手，引起学生兴趣，增加学生对本节课内容的亲近感，激发其探究欲望。

对教师创设情境积极思考，作出回答。

生：

不要给自行车打太多气，防止爆胎。

温度升高，压强增大，体积膨胀。

PPT图片展示。

师：

从刚刚举的那两个例子中，我们可以猜想，影响气体的状态参量有哪些？

师：

在研究多变量问题时，我们应采用什么方法来探究每两个量之间的关系？

师：

我们这节课，就在一定质量的气体，温度不变的情况下，探究气体压强和体积的关系。

生：

气体的多少，温度，体积和压强。

生：

控制变量法。

二．讲授新课

（1）启发猜想

演示喷泉实验。

师：

同学们结合刚才的实验和生活中一些切身体会，大胆猜想一下气体压强和体积之间存在什么样的定量关系？

对生活中常见的现象，鼓励学生动脑思考，唤醒学生的原有认知。

联系生活中一些现象和自己的体会，积极思考，主动发言。

师：

是不是简单的反比呢？

我们接下来进一步探究。

先提出猜想，后实验验证，经历科学探究的整个过程。

猜测会不会是正比关系，或者二次方，三次方关系。

教学过程

教师教学行为

设计意图

学生学习行为

教学媒体

（2）设计实验

简单介绍DIS实验系统，数据采集器使用方法。

请同学们设计一个实验。

让学生自己设计实验，体会科学的探究方法。

生：

可以用数据采集器测量气压，用一个有刻度的注射器，改变体积量出气压，作图分析。

数据采集器，注射器

师：

思考两个问题：

1.怎么保证气体的质量是一定的？

2.怎么保证气体的温度是一定的？

通过自己总结实验操作注意事项，加深对玻意耳定律条件的认识。

生：

气密性好；缓慢移动活塞，筒不与手接触。

数据采集器，注射器

（3）进行试验

师：

针筒中封闭多少气体较为适宜？

希望学生的数据有体积增大，也有体积减小，合理分布

分工合作，操作实验

PPT

（4）数据处理

巡视学生实验操作及数据采集，从旁指导。

通过对p，V数据的处理，培养学生对数据的观察力和研究数据的方法。

学生开始动手实验，将采集的数据计入表中。

分析数据，绘制p-V图像。

师：

曲线能确定体积和压强的关系吗？

师：

我们之前的学习中有没有类似的情况出现？

通过前后知识的管理，让学生进一步理解“化曲为直”的物理思想，体会图像法研究物理规律的思想。

生：

好像是反比，但不能确定。

生：

探究加速度和质量关系的时候出现过。

教学过程

教师教学行为

设计意图

学生学习行为

教学媒体

师：

我们当时是如何处理的？

师：

那我们这边应该如何证明p与V成反比？

生：

为证明a与m成反比，绘制a-1/m图像。

重新建立坐标系，先求出1/V，描点绘出p-1/V图像。

实物投影

（5）图像分析

对比各组的P—1/V图象特点，思考其误差情况的规律性，并分析其原因。

误差的产生式实验中不可避免的，我们的学生得到的图像不是我们想要的时，应引导其正确的误差分析，培养他们实事求是，积极思考的科学素养。

生：

注射器底部体积没有考虑。

师：

那么如何减小误差呢？

生：

应用容积较大的注射器。

生：

可以把注射器底部的气体体积减掉。

师：

我们可用一小段导线放入注射器，将注射器底部的气体排出

找到了实验误差，就要想办法尽可能减小误差

教学过程

教师教学行为

设计意图

学生学习行为

教学媒体

（6）得出结论

师：

实验表明，一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压迫p与体积V成正比。

这就是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验得出的结论。

（8）玻意耳定律

师：

文字表述：

一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。

数学表述：

pV=C或

明确解题规范，检验学生对玻意耳定律的理解和公式的运用能力。

自己运用所学知识解题，熟悉公式。

（9）应用

观察实验现象，并用本节所学知识加以解释。

物理源于生活，学以致用

观察，思考

例题1：

在本实验中，若已知在一个标准大气压（约为100KPa）下锥形瓶中被封闭的气体为12.0ml，气压为34.0KPa时，水的沸点为72oC，老师通过抽气使气体体积膨胀让72oC的水沸腾，需要将气体体积扩至多大？

老师将活塞末端抽至多少ml处即可？

（被封闭气体的温度变化忽略不计，总结利用玻意耳定律解决问题的要点：

）

应用玻意耳定律解决实际问题

例题2：

一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的，请判断出下图中哪条等温线的温度高？

理由是什么？

通过图像的分析让学生更加透彻地理解等温线的内涵。

积极思考如何从没有温度坐标轴图像比较温度的关系。

生：

相同体积比压强，相同压强比体积。

教学过程

教师教学行为

设计意图

学生学习行为

教学媒体

师：

同一气体，不同温度等温线是不同的，你能判断那条等温线温度高吗？

你是根据什么理由作出判断的？

温度越高，其等温线离原点越远。

图像意义:

1.物理意义：

反映压强随体积的变化关系。

2.点意义：

每一组数据反映某一状态。

（10）总结归纳

探究实验的一般思路；

玻意耳定律；

气体等温变化的p-V图象的物理意义。

（11）课后作业

【创新作业】

v1.（创新）能否设计新的实验，体会玻意耳定律的意义。

v2.（拓展）思考：

根据新学的玻意耳定律，能否测量出通气管传感器内部空隙的总容积？

（提示：

画出V-1/P图象，体会纵轴截距的物理意义）

【板书设计】

幻灯投影

气体的等温变化

一．条件：

一定质量的气体，温度不变。

二.实验探究：

（1）方法：

控制变量法

（2）结论：

p∝1/V

三.玻意耳定律

1.文字表述：

气体的压强和体积的倒数成正比

2.数学表述：

3.图象表述：

等温线

【学情分析】

在学习这节内容之前，学生已经对气体有了感性的认识，并且通过分子动理论的学习，积累了一定的理论基础。

但是分子动理论过于抽象，学生通过对力学的学习，已经习惯对看的见摸的着的宏观物体进行状态和过程的分析，对于看不见摸不着的气体，学生感性上可能认识不到位。

气体是选修3-3中的核心内容。

而本章理想气体三大实验，又是重中之重。

因此，学好本节内容，为学生学习本章后面的知识奠定扎实的基础。

另外，培养学生对本节课内容的学习兴趣，可以为本章学习提供饱满激情的学习基调。

气体的等温变化导学案

【导入】

1.观察实验、图片，思考发生这些现象的原因，积极回答问题。

2.描述气体的三个状态参量：

温度、体积、压强。

3.研究三个物理量之间关系的方法：

。

【实验探究】

1.提出问题：

一定质量的气体，温度T保持不变的过程中，体积V与压强P的变化有什么关系？

2.猜想：

观察实验，初步猜想体积V与压强P的变化关系：

。

3.设计实验：

（1）我们在注射器中封闭一定质量的气体，改变气体体积，用传感器测量不同体积时的气体的压强。

（2）什么操作会影响气体温度变化？

该如何避免？

4.进行实验，收集数据：

实验过程中将数据记录在以下的表格中：

实验之初被封闭气体的体积：

ml。

实验次序

1

2

3

4

5

6

体积V（×10-3L）

10

20

30

40

50

60

压强P

（KPa）

5.处理数据，得出结论：

根据记录的数据，在以下坐标纸上作出相应图象：

初步得出结论：

6.评估交流，仔细分析误差情况：

对比各组的P—1/V图象特点，思考其误差情况的规律性，并分析其原因。

思考:

如何修正已有的数据？

如果再次实验加以验证，可以采取什么简单措施，尽可能减小这一误差？

【理论】

玻意耳定律

（1）文字表述：

（2）公式表述：

（3）图像表示：

（4）适用范围：

【定律应用】

例1：

一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的，请判断出下图中哪条等温线的温度高？

理由是什么？

例2：

某容器的容积是10L，所装气体的压强是

。

如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？

设大气压是

总结解题方法：

【课堂练习】

1、一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的n倍，则压强变为原来的多少倍？

2、如图所示，为一定质量的气体在不同温度下的两条P-1/V图线．由图可知（　　）

A．一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比

B．一定质量的气体在发生等温变化时，其P-1/V图线的延长线是经过坐标原点的

C．T1＞T2

D．T1＜T2

效果分析

本设计以“实际生活情景”为设计出发点，引领学生由“浅味”到“深味”，在观察现象的基础上，充分发挥猜想假设，实验设计，实验探究，最终唔理求真，充分体现了物理源于生活又高于生活，锻炼了动手、动脑能力。

本设计充分调动了学生的积极主动性，体现了学生的主体地位。

各种形式的“观察、实验”，对实验的分析判断，逻辑推理能力都起到很好的培养。

学生在教师的引领下积极思考，认真实验，课堂效果生成自然。

教学过程行云流水，学生在科学的海洋中自由的徜徉。

气体等温变化教学反思

1.教学内容分析：

本节课的教学要求是“探究气体等温变化”，这是课程目标中尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。

在前面的学习中，学生对探究式教学已有一定的基础，并了解科学探究的一般方法与探究程序。

因此，在本节内容实施教学的过程中，学生在教师的引导下进行自主探究，鼓励学生自己完成探究的每一个过程，如提出问题、猜想与假设、实验设计、实验数据采集与处理、实验结论的分析与评估。

从而进一步培养学生科学探究能力和创新精神。

2.教学对象分析：

学习这节内容之前，学生已经对气体有了感性的认识，并且通过分子动理论的学习，积累了一定的理论基础。

但是分子动理论过于抽象，学生通过对力学的学习，已经习惯对看的见摸的着的宏观物体进行状态和过程的分析，对于看不见摸不着的气体，学生感性上可能认识不到位。

3.教学策略设计：

对于学生来说，记住玻意耳定律并不困难，而得到玻意耳定律并运用定律分析问题对于学生来说则是个难点。

因此在这节课的教学中，我将主要采用“探究—发现”模式进行教学，即在教学中不断指导学生通过观察发现问题、解决问题，让学生在解决问题的同时加深对所学知识的理解和进一步的思考。

4.学生学习策略设计

课堂教学中间过程注重调动学生的积极性，并积极倡导自主、合作、探究的学习方式，互相激励，共同进步。

5.课堂的预设与生成

课堂适当地灵活一些、放开一些，或许更能发挥教师的主导作用和学生的主体作用，更能调动学生学习的积极性，激发出学习的潜能。

预设过强，生成往往不能如愿。

教师的讲解怎样恰到好处也是值得反思的问题。

【教材分析】

“气体的等温变化”是普通高中课程标准实验教科书·物理（选修3-3）（人民教育出版社，2007年版）第八章第一节内容。

在上一章中，学生已经学习了分子动理论，为本章的学习打下了基础。

作为理想气体三大实验定律之首，学好本节内容，掌握其科学探究的方法，为学生学习“气体的等容变化”及“气体的等压变化”作铺垫。

因此，这节课在教材中起到了承上启下的重要作用。

本节课的教学要求是“探究气体等温变化”，这是课程目标中尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。

在前面的学习中，学生对探究式教学已有一定的基础，并了解科学探究的一般方法与探究程序。

因此，在本节内容实施教学的过程中，学生在教师的引导下进行自主探究，鼓励学生自己完成探究的每一个过程，如提出问题、猜想与假设、实验设计、实验数据采集与处理、实验结论的分析与评估。

从而进一步培养学生科学探究能力和创新精神。

【教学目标】

⏹知识与技能

1、理解一定质量的气体，在温度不变的情况下气体压强和体积的关系；

2、会通过实验的手段研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图象对实验数据进行分析和处理，体会科学探究过程；

3、理解气体等温变化p-V图象的物理意义；

4、会用玻意耳定律计算有关问题。

⏹过程与方法

1、通过生活中的一些实例，激发学生兴趣，启发他们大胆猜想；

2、通过观察和实验探究气体压强和体积的关系。

⏹情感态度与价值观

1、培养学生分工明确，团队合作的精神；

2、培养学生严谨的科学态度与实事求是的科学精神。

【教学重点】

通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化过程中压强与体积的关系，理解p-V图象的意义，在实验注意事项中强调玻意耳定律的适用条件。

【教学难点】

学生对探究实验的设计及实验数据的处理。