高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册固体教学设计及反思

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册固体教学设计及反思，共18页。
学校
课题
2.4 固体
年级
高三年级
学科
高中物理
教材分析
《固体》是高中物理选择性必修第三册第二章第四节的内容。本节课主要是了解固体的微观结构。能够比较石墨与金刚石的微观结构，并能说出它们的特性。要求学生知道晶体和非晶体的特点，能够从外形、物理性质等方面区别晶体与非晶体。在教学过程中应该通过观察、实验等方法让学生获得认知。例如用熔化的石蜡显示云母片和玻璃片的各向异性与各向同性。学生应该能够列举一些生产生活中常见的晶体和非晶体，通过讨论交流活动丰富认知 。要求学生能够从固体的微观结构分析晶体与非晶体在外形和物理性质上差异的原因。
学情分析
学生了解不同的固体在外观上存在差异，例如食盐、天然石晶外形规则，而沥青、橡胶等没有规则外形，教学时引导学生回忆不同固体外形差异，结合图片、视频等资源丰富学生对固体的认识，介绍固体分为晶体和非晶体两类。直观的实验能让学生形成丰富的感性认识 , 教学时可以演示石蜡在玻璃片和云母片熔化后的形状以及双折射实验，认识晶体物理性质的各向异性。
教学目标
1．[物理观念]
知道晶体、非晶体、单晶体和多晶体，了解各向异性、各向同性及晶体的微观结构，能解释相关的现象。
2．[科学思维]
掌握单晶体的各向异性，理解晶体的微观结构，能够解决相关的问题。
3．[科学探究]
学会用实验探究晶体与非晶体物理性质的差异，学会认真观察并与他人合作，提高实验技能。
4． [科学态度与责任]
掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别，培养严谨的科学态度，激发探索科学的兴趣。
教学重难点
1.教学重点：晶体和非晶体的区别
2.教学难点：从微观角度理解晶体和非晶体性质的差异性
教学准备
多媒体课件、 实验演示仪器和视频
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
智慧
课堂
应用
及分析
1.功能选择
2.应用价值
时长
3.评价体现
一 新课 引入
和学生一起回顾分子动理论的三个主要观点 , 并说明微观的分子间因素决定了宏观的物体不同状态，从而引出本节课主要内容：固体。
阅读本节教材，回答第31页“ 问题 ”并梳理必要的知识点。
教材P31“问题 ”提示：食盐颗粒总呈现立方体形，松香没有规则的几何形状。显微镜观察精盐是正六面体形，松香粉末没有规则的几何形状。
1. 提问：
分子
动理
论的
三个
主要观
点；
2. 引导学
生进
行总结。
1. 回顾学过的知识点并回答问题；
2. 认真阅读教材总结晶体和非晶体的外形区别。
1. 选用随
机选
人模
式，
点名
回答问
题；
2. 让每位
学生
都可
以认
真思
考，
集中
注意力；
5分钟
二 新课 教学
（一）晶体和非晶体
(1)单晶体
l 有规则的几何外形，不同晶体几何形状不同
l 单晶体物理性质表现为各向异性
l 演示实验1 石蜡在云母片和玻璃片熔化
l 演示实验2 方解石双折射现象（实验录像）
l 具有固定熔点
1. 演示实
验石
蜡在
云母
片和
玻璃
片熔化
2. 通过视
频观
看方
解石
双折
射现象
3. 对各向
同性
和各
向异
1.通过演示实
验，体
会各向
异性和
各向同性；
2.阅读书本，
观察晶
体的微观结
构，并
试着从
微观角
度分析
晶体的
特征。
1.使用屏幕分享；
2.使学生能够仔细观察演示视
频；
25分钟
(2)多晶体
l 由许多单晶体杂乱无章组合而成l 物理性质表现为各向同性
图 1 多晶体由单晶体构成
每个单晶体物理性质各向异性，它们的杂乱无章组合
构成多晶体，物理性质表现为各向同性
l 有固定熔点
(3)非晶体
l 无规则的外形
l 无熔点
l 物理性质为各向同性
强调：正确理解各向异性和各向同性
(1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。
①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同。
②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能 、导电性能、磁性等。
(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下 :
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．
（二）晶体的微观结构
问题：为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同？
在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。图2.4-8是食盐晶体中氯离子和钠离子分布的示意图。
性进行深化理解
4. 晶体的微观角度进行解释
"%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%9A%84%E6%99%B6%E4%BD%93%E7%BB%93%E6%9E%84.mp4"
"%E9%A3%9F%E7%9B%90%E7%9A%84%E6%99%B6%E4%BD%93%E7%BB%93%E6%9E%84.mp4" "%E9%87%91%E5%88%9A%E7%9F%B3%E7%9A%84%E6%99%B6%E4%BD%93%E7%BB%93%E6%9E%84.mp4" 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。例如，碳原子如果按图2.4-9那样排列，就成为石墨。而按图2.4-10那样排列，就成为金刚石。
石墨是层状结构，层与层之间距离较大，原子间的作用力比较弱，所以，石墨质地松软，可以用来制作粉状润滑剂；金刚石中碳原子间的作用力很强，所以，金刚石有很大的硬度，可以用来切割玻璃。
原子（或者分子、离子）并不是静止不动的。它们在不停地振动，图中所画的那些点，是它们振动的平衡位置。
同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的 。例如，天然石英是晶体，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃）就是非晶体。有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。
强调：对晶体的微观解释
(1)对单晶体各向异性的解释
图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况．在沿不同方向所画的等长线段AB 、AC、AD上物质微粒的数目不同．线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少．因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同 ,才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同。
(2)对晶体具有确定熔点的解释
晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏 , 晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。
三 随堂练习
1.关于 晶体和非 晶体 ，下列说法正确 的是 ( )
A．有规则几何外形的固体一定是晶体
B．晶体在物理性质上一定是各向异性的
C．非晶体不可能转化为晶体
1. 组织学
生进
行限
时训练
2. 根据学
1. 限时完成例题；
2. 认真听讲
1. 使用全
班作答
2. 可以让
学生
在限
5分钟
D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
2.（多选）关于晶体，以下说法中正确的是( )
A．晶体一定有规则的几何外形
B．晶体一定具有各向异性，只有非晶体显示各向同性
C．晶体熔化时具有一定的熔点
D．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
3.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是( )
A ．甲一定是单晶体
B ．乙可能是金属薄片
C ．丙在一定条件下可能转化成乙
D ．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的
生完成情况，进行精讲
定时间内完
成，并且可以知道完成的情况
四课堂小结
课堂小结：
1.晶体和非晶体有哪些区别？
2.为什么晶体和非晶体的性质不同？从微观结构上如何解释？
3.学会用思维导图总结本节课内容。
生活现象：家庭、学校或机关门锁常用“碰锁” ，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入，造成关门困难。这时，你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如了，并且可以持续几个月之久。请回答其中的道理。
提示：石墨是金刚石的同素异形体，两者的不同
1. 提出问
题，
引导
学生
画思
维导图
2. 通过生
活的
现象
引导
学生
1. 完成思维导图
2. 学会解释现象
1. 利用拍
照展
示学
生的
思维
导图2. 激发学
生对
物理
的兴
趣，
养成
5分钟
结构，造成了两者在物理性质上的很大差异，金刚石质地坚硬，而石墨由于具有层状结构，且层与层之间结合不很紧密，故层与层之间易脱落，能起到润滑作用。用铅笔在纸上写字也是根据这个道理。
利用
今天
所学
的知
识去
解释
善于
总结的好习惯
板书设计
2.4 固体
一、晶体和非晶体
非晶体 没有确定熔点 无确定形状 各向同性
固体
单晶体：有天然规则形状 各向异性晶体 确定熔点
多晶体：无确定形状 各向同性
二、晶体的微观结构
本质：组成固体的微粒排列方式不同
教学反思
本节内容属于了解层次，高考考查要求不高，让学生了解晶体和非晶体物理性质差异，并且知道这种差异是由于微观结构不同导致的。采用讲授法效果不佳 ,会引起学生被动的听课，缺乏思考，可灵活采用多种教学方式，例如教师可提出问题，由学生自主学生阅读教材回答问题，通过实验录像视频分析推理晶体物理性质的各向异性。在学习后，可让学生制作表格对比晶体和非晶体的特点，加深对它们的认识。