《油膜法测分子直径》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)

《油膜法测分子直径》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)《油膜法测分子直径》说课稿一、教材分析本节课属于人教版高中物理选修3-3第一章分子动理论中的一节实验课，引导学生根据油酸分子的特性研究一种估测分子直径的方法。本实验体现了构建分子模型的物理思想，也体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量测量方法，以及微小量的积累测量法等科学实验方法。做好这个实验可以加深学生对人类进入微观世界的认识，打开学生探索微观世界的思路，锻炼学生的动手能力，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。二、学情分析初中物理中已讲过分子动理论的基本内容，学生对分子的大小没有很清晰的数量级上的概念，也不知道如何测量一个分子的大小。三、设计思路四、创新实验的优点油膜法测分子直径实验是帮助学生了解微观领域、掌握微观领域的研究方法而增加感性认识的一个重要实验，该实验蕴含的方法充分体现了物理学研究微观世界现象最基本的思想方法——微小量放大法。本实验如果采用传统教学法，教师讲学生按部就班地操作，则会失去很好的教学素材，不利于学生思维品质的培养。现采用自主构建型合作探究研究方式进行教学。由于考虑到学生刚开始接触微观领域，又很难想到单分子油膜法测分子直径的方法，在实验时补充了一个宏观的辅助性实验所需的器材：油菜籽，用于启迪学生。5、讲授目标1.引导学生探究如何测量分子直径。2.通过探究测量宏观小球（油菜籽）直径的实验来类比如何测量油酸分子的直径。3.通过分组实验测量油酸份子直径，认识建立模型的物理思想方法，研究用宏观的测量手段来探究微观领域的实验方法。4.养成严谨认真、实事求是的科学态度，养成交换与合作的研究态度。六、教学重难点1.重点：通过油菜籽直径的测量理解单分子油膜法测分子直径的实验原理，设计实验方案，并在实验探究中发现问题、提出问题并解决问题。2.难点：掌握试验方法和操作步骤，完成油酸份子的直径测量。七、教学内容1.研究课题，提出问题本实验的目的是用实验估测分子的直径，用什么方法才能测出肉眼都看不到的油酸分子的直径呢?因为分子毕竟很小，不可能拿现有的测量工具进行测量。学生看到桌面上的实验仪器后，很多同学不敢贸然下手又感觉到非常的好奇。合作组首先必须讨论出应该用什么原理来测。探究问题自然就在课堂上生成了。2.合作探究问题的解决方案教师引导:利用辅佐器材能否测出菜籽的直径呢?合作组互相讨论，看看有哪些可行计划?学生考虑:由于菜籽是宏观实物，学生经过讨论，觉得可行计划很多。方案1:把N(如N=100)粒莱籽紧密排成一排，用米尺量出其长度L，再求直径D=L/N。方案2:用量筒量出N粒(N适当取大些，如为几百粒)菜籽的总体积V，先求出一粒菜籽的体积v=V/N，再根据球体体积公式求出菜籽的直径。方案3:用量筒量出一定体积V的菜籽，把菜籽平摊成矩形形状的一薄层，运用米尺测出矩形的长a和宽b，算得薄层面积S=ab，再求出菜籽薄层的厚度d=V/s，此厚度即认为是菜籽的直径。有了三种测菜籽的可行计划，教师引导各合作组分别按分歧的计划牙!!用手头器材进行了实际测量，并发现利用计划3的合作组速率最快，用时最短。教师调控学生研究方向:本堂课我们重点研究油酸份子的直径，同学们由测莱籽直径的实验是否有所启发?经学生考虑，小组讨论后，有学生发言:可按照计划3进行。把油滴在水面上，从而让油酸像菜籽一样平摊成一薄层，只要测出这一薄层的体积和面积，就可以算出它的厚度，即油酸份子的直径了。全班同学觉得这计划可行，因而大家都迫不及待地动手进行操作了。3.互动交换，进行实验由于实验手册中的部分实验步骤要让学生自主思考后填入，而且要根据所测的物理量设置实验表格。合作组成员间开始讨论实验步骤。每个合作组实验步骤各有差异。一些组用针筒吸了大量油酸全部滴入水槽，导致水槽壁上都是油酸。这样油酸就不能展成单分子油膜也就无法测量了。出现了问题1:滴入水槽中的油酸量该若何控制和测量?各合作组经过第一、二次的失败，又重复滴油酸的过程，并且探究得出只要滴一到两滴就可以了，油酸展成了单分子油膜层。由于油酸是无色的，水槽中滴入油酸后看不清油酸轮廓。要完成测量必须知道油膜面积，如果连轮廓都看不清楚怎么测油膜面积。因此，出现了问题2:若何利用所给器材显示油酸表面?学生天然想到了在水盘中洒上痱子粉用于显示利用油酸薄层的表面。但是痱子粉是先洒还是油酸先滴?痱子粉洒多少?这些问题都是学生在进行实验时碰到的操作问题，学生在进行了多次尝试之后，得出了合理的顺序。在浅盘中出现了油酸薄膜层的形状，学生可以用有机玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜层的表面用彩笔划在玻璃板上。关于这个不规则的形状高中阶段无法正确测量其面积大小，所以只能佑算。教师及时地对局部小组解决不了的问题进行点拨和引导。使小组合作探究顺利进行，如油酸薄膜层面积的计算等。根据测菜籽直径的实验启示，学生根据公式d=v/s计算d，还必须知道滴入水中的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积v。对于这个问题还是由学生自己进行讨论得出。桌面上的仪器到现在还没有用到过的只有量筒了。量筒不可能量出一两滴油滴的体积，但可以量出大量油酸的体积。这样学生慢慢就会想到先滴N滴油酸酒精溶液到量筒，测出N滴溶液体积，再根据体积比求出每一滴油酸的体积。这样整个实验就算成了。根据上面记录的数据，完成以下表格内容.实验次数一滴纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12实验次数12八、实验过程量筒内增加1mL溶液时的滴数表面内的小格子数表面面积S1.实验目的（1）测量油菜籽的直径（2）估测油酸份子的大小（3）学会间接测量微观量的原理和方法2.实验原理（1）油菜籽直径测量方案1:把N(如N=100)粒莱籽紧密排成一排，用米尺量出其长度L，再求直径D=L/N。计划2:用量筒量出N粒(N适当取大些，如为几百粒)菜籽的体积V，先求出一粒菜籽的体积v=V/N，再根据球体体积公式求出菜籽的直径。计划3:用量筒量出一定体积V的菜籽，把菜籽平摊成矩形形状的一薄层，应用米尺测出矩形的长a和宽b，算得薄层面积S=ab，再求出菜籽薄层的厚度d=V/s，此厚度即认为是菜籽的直径。（2）油酸分子直径测量把事先测出的一定体积V的油酸滴在水面上形成单分子油膜，不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球体模型，油膜的厚度就等于油酸分子直径，把油膜的轮廓画在玻璃板上，通过坐标纸求得单分子油膜的面积S，利用公式d=V/S即可求出直径d。3.实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30cm一40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有机玻璃板)、彩笔、瘫子粉(石膏粉)、坐标纸、容量瓶(5mL)。一小袋小白菜菜籽，米尺、100mL、10mL量筒各一只。4.实验步骤（1）分组探究测量油菜籽直径。（2）配制酒精油酸溶液。（3）在量筒中用滴管一滴一滴的滴入N滴酒精油酸溶液并记下N滴溶液的体积V。并计算一滴溶液的体积V’=V/N。（4）浅水盘中倒入适量清水，在水面上悄悄撒上一层薄薄的痱子粉。（5）向浅水盘中滴入一滴酒精油酸溶液，将玻璃片盖在浅水盘上，并用彩色笔画出油酸薄膜的轮廓。（6）将玻璃板放在坐标纸上，利用手机进行拍照并打印，在打印的纸上利用割补法算出油膜面积S。（7）利用相干数据算出油酸份子的直径。九、教学反思油膜法测份子直径实验是帮助学生相识微观领域、掌握微观领域的研究方法而增加感性认识的一个紧张实验，该实验蕴含的方法充裕体现了物理学研究微观世界现