2019-2020年高中物理 《晶体的微观结构》教案 粤教版选修3-3

1、2019-2020年高中物理晶体的微观结构教案粤教版选修3-3教学目标1、知道晶体和非晶体在物理性质上的差别是由于它们内部物质微粒的排列有规则和无规则造成的2、知道组成晶体的物质微粒在一定的平衡位置附近做微小的振动3、知道一种晶体物质能够生成几种不同的晶体，是因为它有几种不同的晶体结构知道由同一种物质生成的不同的晶体具有不同的物理性质教学建议1、在中学还没有条件观察晶体的内部结构，因此在说明晶体与非晶体有不同的物理性质，是由于它们内部物质微粒的排列有规则和无规则时，只要求学生有个大体的了解就可以了，不必做更多的讲解。2、讲晶体的多形性，可以防止学生在物质存在的形式上产生片面的、绝对化的认识教学

2、过程从1912年人们用X射线窥探晶体的内部结构，得出结论：晶体内部的物质微粒（分子、原子或离子）依照一定的规律在空间排成整齐的行列，构成所谓空间点阵。沿这些物质微粒的行列画出直线来，可以得出若干平行线，物质微粒就在这些平行线的交点上，这些交点叫做空间点阵的结点。晶体的物质微粒的空间点阵结构排列有两个特点：一是周期性，二是对称性。展示出氯化钠（食盐）和金刚石、石墨的晶体空间点阵示意模型和幻灯片。晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释。同样，晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的。下图表示在一个平面上，晶体物质微粒的排列情况。从图上可以看出，沿不同方向所画的等长线AB、AC、AD上物质微

3、粒的数目不同。直线AB上物质微粒较多，直线AC上最少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体在不同方向上的物质性质的不同。非晶体的固体实际上可以看成粘滞性极大的液体。非晶体内部物质微粒排列是无规则的，其结构非常类似液体。因此，非晶体没有天然规则几何形状，各向同性，也没有固定的熔化温度。严格说来，只有晶体才是真正的固体。晶体与非晶体在适当条件下是可以转化的。如石英晶体，熔融过后冷却成为非晶体石英玻璃。典型例题例1关于晶体的物质微粒排布对宏观外形的影响晶体为什么有规则的外形？答：由于晶体中的物质微粒在空间是按一定规律排列的，微粒只在一定平衡位置做微小振动，所以晶体有规则的外形例2关于

4、同种化学成分的物质表现不同的物理性质同一种化学成分的物质，为什么有时会表现出不同的物理性质？答：同一种物质中的微粒按不同的方式排列时，就会生成不同的晶体，而表现出不同的物理性质如碳，按一种方式排列可以生成金刚石，而按另一种方式排列时会生成石墨，金刚石与石墨的物理性质有很大的不同2019-2020年高中物理有关机械波的案例分析教案沪科版选修3-4案例：机械波这节课的教学目标是：掌握机械波概念和机械波产生的条件；了解机械波的种类；掌握机械波的形成原因及传播过程的特征。其中机械波的形成原因及传播过程的特征是重点，也是难点。以往教师对于这节课的教学设计无非采用两种方案：利用课堂上实验进行教学或使用多媒

5、体动画辅助教学。A教师认为机械波的课堂实验不是很理想，因为我们经常用放在水槽中的水波演示仪去做这个实验，而由于水槽不是很大，实际我们观察到的往往是水的驻波，这会影响影响学生对于波的最初认识。同样，单纯用多媒体动画“做出”波来演示给学生看又缺乏真实性。A教师灵机一动，产生了一个大胆的想法：学校旁边不是有一条大河吗？因为河水较深使得底色比较暗，这样要观察水波的会比水槽更清楚；同时在河里产生的水波传播范围更广，波长更长，驻波的影响小，使得演示效果更显著。那么我们为何不能去河边做实验呢？环节一（地点：河边。教具：2个皮球，10张带有问题的纸。教学内容：形成机械波原因及其传播特征的表象。）教师在河边踢球

6、，“不小心”把皮球踢入河当中。教师急了：怎么办？学生可能会想出很多方法：木杆捅；石子碰。但排除掉一些不易操作的方法外，一定会想到利用河边的小石块激起的水波让皮球漂回到岸边。“这样做行吗？我们试试看！”在师生的“努力”下结果是不行的。“怎么会这样！水波传过来了，球怎么没跟着过来？水波真奇怪！”学生显然已经对水波产生浑厚的兴趣。教师指出：水波在物理学上属于机械波，我们今天就来研究机械波。教师把学生分成10组，每组发一张带有以下问题的纸张，让学生在“玩”水波过程中，在小组讨论的基础上共同解决。问题1：你觉得要产生机械波需要什么条件？问题2：用你自己的语言，你能否给机械波下个定义？问题3：你觉得是什么

7、内在因素使得波会向四周传播，即波的形成原因是什么？问题4：皮球不会随波迁移，那么传播波的水面中的各质点是怎样运动的？它们是同时运动的吗？问题5：若水面中的各质点不随波方向迁移，那么波向远处传播的是什么？问题6：你在观察水波时还发现什么问题？环节二（地点：计算机房，每台计算机上装有教师用FLASH制作好的动画和相应的问题。教学内容：横波与纵波的区别；更深入理解波形成原因及传播特征。）教师让每组学生观看一台计算机中的动画。动画资源1：横波的产生；纵波的产生问题7：这两种波有什么地方不同？你能分别给两种波定义吗？问题8：生活中有哪些机械波实例？你能给给它们按上面的两类进行分类吗？（你可以与同学和老师

8、一起探讨）问题9：看了动画后，你现在可以理解问题3中波形成的内在原因了吗？动画资源2：机械波的传播特征问题10：看了动画后，你现在可以理解问题4和问题5中机械波的传播特征了吗？环节三（地点：计算机房。教学内容：讨论，总结）教师把各组学生的纸张收回进行讨论，得出小组中最佳的答案以板书的形式投影于屏幕上，并对出色的小组给与鼓励。环节四（地点：计算机房。教学内容：巩固练习）教师引导小组完成计算机中设计好的一组练习题，并讲解。环节五（地点：计算机房。教学内容：上网搜索阅读资料。）反思：波是一种重要而普遍的运动形式，也是高中物理的一个难点，它有着复杂的研究对象和时空概念，它需要学生具备较强的思维能力，特

9、别是抽象思维能力、空间想象能力；同时物理的教学更应注重科学探究能力的培养。如何在完成这节课教学的同时又能有效地逐步培养这些能力？显然这些能力的培养又不能脱离实际而单纯在多媒体动画中得到。A教师在分析以往的课堂演示和单纯多媒体动画参与物理教学中存在不足之处的情况下大胆地采用野外实地探究实验和多媒体动画的有机结合来解决这个问题，其间以问题的形式实施“合作式探究式”教学贯穿始末，并很成功地完成了教学任务，真正体现教师是导师，学生是学习的主体，这不能不说是一种创新。另外，我们还可以发现这样的教学设计也符合学生学习心理，先是利用实地实验观察得到波及其传播特征的表象，若学生还不能正确地回答纸张上的某些问题，这表明低阶信息到高阶信息和思维的过渡尚未解决，这时可让学生从从动画中开始重新观察，加深理解。当然要说明的是A教师设计的教学时间是两节课来完成的，因为组织户外探究和使用计算机学习要发更多时间，但是若能因此而培养学生自主学习的方法和探究科学的素质，这点时间上的付出应无可争议。以上是这次教学之中的