《宇宙和微观世界》教学设计

课题

第十一章：多彩的物质世界    第一节：宇宙和微观世界

学

习

目

标

知识目标：

1．知道宇宙是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的；

2．初步了解固态、液态、气态的微观模型和原子的结构；

3．初步了解纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。

能力目标：

在了解物质的微观结构的过程中，体会科学家探究物质微观结构过程中采用的物理模型方法。

情感目标：

通过了解人类探索太阳系及宇宙的历程、人类探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入，帮助学生树立科学的物质观和世界观。

学习重点

能描述固、液、气三物态的基本特征，了解固、液、气三物态微观的分子排列。

学习难点

学生对物质世界从宏观到微观尺度的了解。

教学方式

引导──探究──讲解

课型

自主体验

教具与媒体

教学录象带、网上资料、视频资料

教

学

程

序

内容与教师活动

学生活动

设计依据

一、创设情境，引入新课(2min)

同学们对宇宙和物质的组成了解哪些呢？

二、进入新课

（一）宇宙是由物质组成的(15min)

［师］广阔的宇宙是无边无际的，究竟大到什么程度？

【播放视频1】浩瀚的宇宙

【播放视频2】银河系

【播放视频3】太阳系

【播放视频4】地球

课本图11．l－1展示的是宇宙空间各星系团的情景，让学生知道银河系只是数十亿个星系中的一个，并且银河系的尺度以一束光从这头走到那头需要十万光年的数据给出，显示了银河系之大，宇宙之大。

1．宇宙是由物质组成的。

2．物质是由分子组成的。

回答预习的内容

学生提出

对学生课下的研究性学习进行评价、交流（以知识竞赛的形式）

用多媒体展示宇宙的浩瀚，以此来震撼学生，感受物理的博大精深

广阔无垠的宇宙大得难以想象，它是由物质组成的。那么，物质又是由什么组成的？构成物质的小微粒究竟小到什么程度？

A、物质由极其微小的微粒（分子）构成，分子由原子构成。

B、分子：保持物质的性质的微粒。要借助电子显微镜才能观察。

C、直径约为百亿分之几米、大约是0．3～0．4纳米（nm)

【播放视频5】分子。

［师］任何物质都是由极其微小的粒子组成的，这些粒子保持了物质原来的性质，我们把它叫做分子。

举例说明分子概念：以分割糖粒为例。开始的分割会仍然保持甜的味道，但是继续分割下去，也就是当把糖粒分到没有甜味的时刻，那时的微小粒子就不再是糖了，即，保持糖这种物质原来性质的最小微粒叫做糖的“分子”。

分子用肉眼是不能看到的，课本图11．1－4展示了电子显微镜下金分子（单原子）的照片。

（二）固态、液态、气态的微观模型(8min)

【播放视频6】固态、液态、气态的微观模型

1．固态物质中，分子与分子的排列十分紧密有规则，粒子间有强大的作用力将分子凝聚在一起。分子来回振动，但位置相对稳定。就像学生在自己的座位上身子可以来回晃动一样。因此，固体具有一定的体积和形状。

2．液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小。就像学生在自己的教室中交换座位，但又没离开教室一样。因此，液体没有确定的形状，具有流动性。

3．气态物质中，分子间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子之间的作用力很小，易被压缩。就好比学生在操场上玩，他们处于完全自由的状态，四处奔跑。因此，气体具有很强的流动性。既没有一定的体积也没有一定的形状。

（三）原子结构(8min)

继续举出前面分割糖的例子。倘若分割到分子尺度时，这引出原子的概念，并通过图示给出了原子结构模型图。物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的，有的分子由多种原子组成，这样的微小粒子仍是糖，因为它还保持着糖的性质。如果再分下去，得到的就不再是糖。即，分子再被分割，得到的就是原子，从而也有的只由一种原子组成。

20世纪初，科学家发现，原子的结构与太阳系（课本图10．1-2）十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核运动（课本图11．1-8、11．1－9）。接着让学生了解原子的尺度，原子非常小，研究表明：原子的半径大约为10^－10m，人类用肉眼可以看见的最小灰尘，其中也包含了大约10¹⁵个原子！

【播放视频7】原子；原子结构。

【播放视频8】分子与原子的区别。

（四）让学生阅读：科学世界 纳米科学技术(5min)

长度单位：纳米（nm）；1nm=10^-9m。

三、课堂练习

1．我们人类生活在广阔的宇宙里，太阳是        中一千亿颗恒星中的一员，人类生活的地球在离太阳比较近的第    条轨道上运行。目前发现的太阳系有       大行星。

2．物质由          组成。分子由        组成。原子核外的电子绕        运动。

3．下列单位换算中，正确的是(    )

A、12nm=1．2×10⁹m

B、12nm=1．2×10^-9m

C、12nm=12×10⁹m

D、12nm=12×10^-9m

4．下列对物质结构的描述，正确的是(    )

A、固态物质的排列规则，就像学生做广播体操一样

B、液态物质的分子可以移动，就像操场上踢足球的学生一样可以在球场上跑动

C、气态物质的分子几乎不受力，就像下课以后的同学可以自由活动

学生回答

观看录像

学生观看

师生共同讨论

师生讨论

学生观看

学生自己看书

学生练习

抽象内容，辅以视频，建立形象的模型

通过录像或生动的举例讲解帮助学生建立三态分子模型

给出学生一个进入微观的入口

用具体的数值形象地说明分子的小

设置的练习比较简单，重在提高学生兴趣，巩固本节课知识

小

节

这节课我们从微观和宏观两个角度分析了物质的组成，从宏观上看，认识到宇宙是由物质组成的；从微观上看，物质是由分子组成的。

自然界中存在的固态、液态、气态也可以用微观的分子模型加以解释，影响三态之间转换的关键是分子间的作用力，固体好像教室内上课的学生；液体好像课内的自由活动，分子能移动，但整个的体积却是不变的；气体好像是下课后学生的自由活动，学校有多大，学生就可能占有多大的空间。

作

业

动手动脑学物理：略

教学流程

板

书

设

计

第十一章：多彩的物质世界   第一节：宇宙和微观世界

一、宇宙是物质组成的。

二、物质是由分子组成的

三、固态、液态、气态的微观结构

四、原子结构

五、纳米科学技术

课

后

反

思

本节课跨度较大，且比较抽象。教学过程中若能辅助一些视频资料，则能充分提高学生的学习兴趣，同时能帮助学生更加形象的去认识宏观和微观世界。

固态、液态、气态的微观结构是学生理解的一个难点，因此，除了利用视频资源进行辅助以外，还应该利用其他的类比进行说明。

如果条件允许，课时不紧张，安排学生观看电影《宇宙与人》还是一个不错的方式。