2023-2024学年高二下学期物理强基计划教学设计：第五章 气体动理论

2023-2024学年高二下学期物理强基计划教学设计：第五章气体动理论课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课为人教版高中物理选修3-3第五章“气体动理论”。本章主要内容包括：

1.气体的压强：通过实验探究气体的压强与哪些因素有关，理解气压的概念及其意义。

2.气体的温度：学习温度的概念，了解热力学温标与摄氏温标的关系，掌握温度与分子平均动能的关系。

3.气体的体积：学习气体的体积与压强、温度之间的关系，理解等容变化和等压变化的区别。

4.理想气体状态方程：推导并理解理想气体状态方程，掌握用理想气体状态方程解决实际问题。

5.非理想气体：了解非理想气体的特点，学习范德瓦尔斯方程，掌握非理想气体的状态方程。

6.分子间的相互作用：学习分子间的引力和斥力，了解分子间作用力的特点。

7.分子的热运动：学习分子的热运动规律，理解分子运动的统计规律。

8.气体的扩散：学习气体的扩散现象，理解扩散速率的规律。

9.气体的摩尔质量：学习气体的摩尔质量，掌握物质的量的概念。

10.气体的密度：学习气体的密度，理解密度与压强、温度之间的关系。二、核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，主要包括：

1.科学思维：通过探究气体的压强、温度、体积等物理量，培养学生运用科学方法进行观察、实验、分析和推理的能力。

2.科学探究：引导学生参与实验探究，学会使用控制变量法，提高学生设计实验、收集数据、处理结果的能力。

3.科学态度：在学习气体的性质过程中，培养学生尊重事实、敢于质疑、勇于探索的科学态度。

4.科学知识：掌握气体的压强、温度、体积等基本概念，理解气态方程的推导和应用，了解分子间的相互作用和热运动规律。

5.科学应用：学会运用理想气体状态方程解决实际问题，提高学生将物理知识应用于生活和生产的能力。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本章之前，学生应已掌握力学中的基本概念，如力、速度、加速度等；同时，学生应具备一定的数学基础，包括代数、几何和三角函数知识。此外，学生应了解微观粒子的基本性质，如分子动理论的基本观点。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高二学生对物理学科的兴趣总体较好，部分学生对实验探究具有较强的兴趣。在学习能力方面，学生具备一定的逻辑思维能力和实验操作能力。在学习风格上，个别学生偏爱理论推导，而部分学生则更注重实验实践。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习气体的压强、温度、体积等概念时，学生可能难以理解这些物理量之间的关系。此外，推导理想气体状态方程和运用该方程解决实际问题时，学生可能对数学运算和物理概念的综合运用感到困难。另外，学习分子间的相互作用和热运动规律时，学生可能难以形象地理解微观粒子的行为。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中物理选修3-3》教材，以便于学生跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：收集与气体动理论相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便于在课堂上进行直观展示和解释。

3.实验器材：准备气压计、温度计、气球等实验器材，确保实验器材的完整性和安全性，以进行课堂实验和演示。

4.教室布置：根据教学需要，提前布置教室环境，设置分组讨论区和实验操作台，以便于学生进行分组讨论和实验操作。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料，包括本章节的PPT、相关视频、文档等，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“气体动理论”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考，例如：“气体分子的运动特点是什么？”、“气体的压强是如何产生的？”等。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解气体动理论的基本概念和原理。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问，例如思考气体分子的运动特点和压强的产生机制。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处，展示自己的预习成果。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解本章节的内容，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个有趣的实验或案例，引出气体动理论的课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解气体分子的运动特点、气体的压强和温度等概念，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握气体动理论的相关技能。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导，确保学生理解正确。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题，例如理解气体分子的运动规律和压强的测量方法。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验气体动理论知识的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论，例如探讨气体分子的碰撞规律。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解气体动理论的基本概念和原理。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握气体动理论的相关技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解气体动理论的基本概念和原理，掌握相关的技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据本章节的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果，例如解决实际问题中的应用题。

-提供拓展资源：提供与气体动理论相关的拓展资源，如书籍、网站、视频等，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，指出作业中的错误和不足。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果，例如解决实际问题中的应用题。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考，拓宽知识视野。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议，例如分析自己在解决问题中的困难点和改进方法。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的气体动理论知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、拓展与延伸为了帮助学生更好地理解和应用本节课所学的气体动理论知识，以下提供了一些拓展阅读材料和课后自主学习与探究的建议。

1.拓展阅读材料

-《气体动理论基础》：这本书详细介绍了气体动理论的基本原理和发展历程，适合希望深入理解气体动理论的学生阅读。

-《物理化学》：这本书涵盖了气体动理论在物理化学领域的应用，可以帮助学生了解气体动理论在其他学科中的应用。

-《现代物理杂志》：这份期刊发表了许多关于气体动理论的最新研究成果，适合对气体动理论研究有兴趣的学生阅读。

2.课后自主学习与探究建议

-气体动理论实验：鼓励学生在家中或实验室进行气体动理论相关的实验，如气压计的制作、气体的扩散实验等，以加深对气体动理论的理解。

-气体动理论在现实生活中的应用：鼓励学生观察和思考气体动理论在现实生活中的应用，如空调的工作原理、气球的浮力等，以培养学生的实际应用能力。

-分子动力学模拟：介绍一些分子动力学模拟软件或在线工具，如MDAnalysis、GROMACS等，让学生尝试模拟气体分子的运动，以提高学生的计算机操作能力和数据分析能力。七、教学评价与反馈1.课堂表现：教师将观察学生在课堂上的参与程度，包括提问、回答问题、参与讨论等，以评估学生的学习兴趣和理解程度。同时，教师也会关注学生在课堂上的注意力集中情况，以了解学生的学习态度和课堂纪律。

2.小组讨论成果展示：教师将评估学生在小组讨论中的表现，包括学生的讨论参与度、观点表达、团队合作等，以了解学生对气体动理论概念的理解程度和应用能力。

3.随堂测试：教师将设计一些随堂测试题，包括选择题、填空题、解答题等，以检验学生对气体动理论基本概念的理解和应用能力。测试结果将用于评估学生的学习效果。

4.课后作业完成情况：教师将检查学生完成课后作业的情况，包括作业的准确性、答案的完整性等，以了解学生对气体动理论知识的掌握程度和应用能力。

5.教师评价与反馈：教师将对学生的学习表现进行综合评价，包括课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试、课后作业完成情况等，以提供有针对性的反馈。教师将根据学生的表现，提出改进建议和指导，帮助学生提高学习效果。八、板书设计