高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化教案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化教案，共5页。

验了解气体实验定律。知道理想气体模型。能用分子动理论和统计观点解释气体压强和体积实验定律。”本条目要求学生通过实验（演示实验或者学生分组实验）了解气体实验定律，学习气体的玻意尔定律并能够用分子动理论和统计观点解释，体会到物理模型、情境的构建在解决物理问题中的重要意义。
第一，从实验入手，在定性和定量结果的基础上得出玻意耳定律;
第二，重视图象的运用，能用图象分析说明物理问题;
第三，利用玻意耳定律解释有关的物理现象。
课程标准要求从“定性到定量”、从“实践到理论再到实践”等方面理解和掌握玻意耳定律，并注重物理思想和方法的渗透。
2. 教材研究：
在教科版选择性必修3教材中的呈现方式为探究性实验，实验目的为探究在温度不变的情况下一定质量的某种气体其压强随体积变化的定量规律。具体内容的呈现以实验设计，这里主要包括两种实验进行方案——一种是传统的压力表另一种是气体压强传感器、实验步骤、数据处理，这一部分重点采用P-1/V处理实验数据、实验分析与结论、讨论交流部分分析实验过程中的误差涟源与实验装置的设计有什么事实依据，并比较两种试验方案的优缺点，等为主要内容依次展开。发展空间中以气压保温瓶的设计工作原理，以热力学中重要的力学参量P、V、T进行定性分析。
在人教版选择性必修3教材中同样也是以探究性物理实验的方式展开，针对实验数据的处理部分同时采用了作P-V关系图与P-1/V的数据呈现，根据图像所表征的物理规律直接总结出P与1/V成正比，P与V成反比，在小字部分解释了常量C具体与哪些因素有关，并在联系与应用环节进一步提升难度，以P-V图中的对条等温线去判断温度高低，即将本实验所探究的定量关系结合图像信息理解能力进一步锻炼学生思维能力。
教材的地位和作用：玻意耳定律是热学部分的重点内容，在高考题中常以图像的形式出现，考察学生对图像和物理规律的综合对应能力，它在气体状态参量的基础上用实验探究的方式引出实验定律。本节内容在气体性质的教学内容中起着承上启下的作用，它不仅在研究方法上为后面研究气体的等容、等压变化作下铺垫，而且也为得出理想气体状态方程奠定了知识基础。
3.教学目标：
物理观念∶了解玻意耳定律的内容，通过实验探究等温变化过程的规律，并对实验进行误差分析
科学思维∶从具体的生活事物入手分析这一定律的应用并结合前面所学到的分子动理论解释原理，从统计的观点进一步阐释理想化模型的的思想
科学探究: 知道探究性实验的原理与基本流程，能在他人提示下自主完成探究气体等温变化的规律的实验，并对数据进行分析与处理得出结论性内容，通过讨论分析进行误差分析
科学态度与责任∶培养学生从具体事物入手的分析方法，提高学生综合运用知识来分析和解决实际问题的能力。
4.教学重点和难点：
重点:通过实验自主探究得出玻意耳定律的内容，并能进行数据处理与分析得出具体结论
难点:玻意耳定律的实际应用、等温曲线图的物理意义理解。
5.设计理念： 为了突破本节课难度大关将继续沿用气体定量实验演示仪直观展示气体体积在变化时对应的压强变化，同时学生在完成实验推拉活塞的过程中也能感受到体积变小气体越难被压缩从而有了从定性到定量的探究，也在描述实验定律时更有说服力。在处理数据时单由描点作图是不够的，要让学生充分理解为什么要化曲为直。
6.教学策略：说明教学设计所使用的主要教学方法及选择依据。
1、知识迁移：
已经获得的知识、技能、方法和态度对学习新知识的影响，它能够使先前的知识和后继的知识之间发生相互作用,还可以把所学的知识推广到其他类似的情境中去。因此在正式进入课堂内容之前首先回顾藐视一个热力学系统重要的力学参量的本质，跟能帮助学生理解整堂课的逻辑构成，以及为什么会有这样的内容安排。
2、情境教学与问题教学结合策略
教师通过还原生活场景有目的地提出系列问题和任务，引导学生细致观察、主动发现、积极探索、实践体验，深层理解和掌握基础知识，解决实际问题。即在本堂课中通还原鱼在水中呼吸时吐出的气泡体积大小有什么变化？为什么会有这样的变化？可能与哪些物理因素有关？层层递进依次深入吸引学生兴趣从而开启课堂。
3、探究策略
探究策略的模式如下：提出问题→提出猜想→制订方案→进行试验→分析论证→结果评价→交流与合作
学生通过动手、动脑，通过自主的探究活动学习物理规律和概念，物理课的大多数探究都是分组进行的，因此，探究学习有利于培养学生的合作精神，而探究过程的评估环节则对学生养成善于对工作进行评估的良好习惯非常有益。
7. 教学流程：

9.教学板书：（文本框内呈现，尽量设计有一定新意）
8.教学过程：
11．案例评析：自评教学案例的设计特点、实施情况、创新点等。
课堂逻辑清晰环环相扣，由定性认识到定量探究，涵盖内容丰富，重点把握精准，举例应用贴合生活实际。教科版
人教版
整体呈现方式均为探究性实验
探究性实验将问题作为实验的中心，更加注重学生独立自主思考，教师只需要在学生遇到困境的时候给予适当的指导。
当学生通过自己的努力，探究得出实验结果，并分析出结论的时候，学生会获得极大的满足感与成功感，促进了学生对物理知识的学习。
学生正处于对未知世界充满好奇心的时期，他们的求知欲无比强烈，因此学生需要这种探究训练，使他们保持探究习惯，形成探究能力，这不仅会促使学生对物理学习产生浓厚的兴趣，也会对学生以后的学习产生重要影响，从而影响到学生未来发展
探究性实验培养学生的动手实践能力物理学是建立在实验基础上的，它需要学生具有良好的逻辑思维能力与动手实践能力。探究性实验因其自身特征，需要学生自己寻找实验所需的资料。通过自己判断、归纳、整理相关信息，不仅可以使学生深刻认识实验原理与所学的物理知识，也锻炼了学生收集整理信息、处理分析信息、理解运用信息的能力
数据处理
仅用P-1/V的关系呈现
从图像获得结论更直观清晰，与学生数学中的前概念高度贴合，更易于培养学生对图像的理解能力
同时用P-V图与P-1/V图呈现
逻辑严密层层递进，符合学生探究性思维由浅入深的规律，对探究P与V之间的关系理解更明了，也提升了学生处理数据的能力
发展空间板块
举例说明气压保温瓶的原理
贯彻从生活走向物理这一基本理念进一步加深学生理解P与V的定量关系
P-V中呈现多条曲线提出等温线的概念
在理解实验结论的基础上将常数C的影响因素做进一步拓展，提升学生分析图像的能力与逻辑思维能力，更加注重等温变化过程前后的结果关系
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
知识回顾
提问学生要想了解一个热力学系统的状态需要知道哪些参量，他们的定义分别是什么？对于气体来讲具体用什么表征
回顾前概念内容，加深对分子动理论知识的理解，构建知识逻辑体系
带领学生回顾基础知识，前后贯连，帮助学生树立温故而知新的意识，同时也为本节课内容的开启做铺垫
课题引入
提问学生有没有观察过鱼在水中呼吸时吐出的气泡由水底上升到水面的过程中气体的体积大小有什么变化？如何解释这一现象？这一现象与什么因素有关？
学生联系生活经验与液体压强的公式，分析气泡在上升过程中什么物理参量改编了，一步一步环环相扣，
还原生活情境激发学生兴趣，通过递进式设问将兴趣转化为认知需要，让学生建立定性认识的同时也能养成观察生活的好习惯
实验探究
介绍实验仪器、提问学生在本次实验中我们研究的对象是什么、需要测量什么、在实验器材中用什么去表征、在实验过程中如何保持温度不变，在数据处理时引导学生理解为什么要将曲线图转化为直线图
设计实验方案进行试验操作
将定性认识转化为定量探究，以学生为主导的探究性实验，使学生了解实验原理，锻炼学生收集、处理分析、理解信息的能力，从而构建新的知识框架
记录处理数据将曲线图转化为直线图
讨论交流进行误差分析，得出实验结论
训练提升
带领学生在不同的环境下进行试验，在P-V图中得出多条等温线，提问学生哪一条曲线的常数C更大
结合课堂开始回顾的状态参量的本质，作出等体辅助线，理论分析得出温度越高常数C越大的结论
加深对图像的认识理解，在突破难点的基础上把握考点
生活应用
提问学生为什么夏季的自行车胎不宜打气太足？如何将凹陷的乒乓球快速恢复原状
学生回顾本堂课内容，类比刚才分析常数C的大小与什么有关的方法，作出回答
把握STSE的课程理念，使学生达到学以致用的目的