《玻意耳定律》教学设计.docx

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《玻意耳定律》教学设计

广东省物理师范生教学技能

创新实践大赛参赛教案

课题：

2.7玻意耳定律

教材：

粤教版高中物理选修3-3

授课对象：

高中二年级学生

参赛选手：

陈丹纯

参赛单位：

华南师范大学

《玻意耳定律》教案

【课题】玻意耳定律

【教学时间】15分钟

【教学对象】高中二年级学生

【教材】粤教版高中物理选修3-3第二章第七节

【教学内容分析】

1.教材的地位和作用

玻意耳定律是热学部分的重点内容，它是在“气体状态参量”的基础上，用实验研究一定质量的气体在温度保持不变时，压强随体积的变化规律。

本节内容在气体性质的教学内容中起着承上启下的作用，它不仅在研究方法上为后面研究气体的等容、等压变化作下铺垫，而且也为得出理想气体状态方程奠定了知识基础。

本节内容的学习有利于培养学生通过观察和实验来研究物理问题的思想和方法，同时也可以开拓学生的眼界，初步培养学生探索科学的能力。

2.课程标准对本节内容的要求

第一，从实验入手，在定性和定量结果的基础上，得出玻意耳定律；第二，重视图象的运用，能用图象分析说明物理问题；第三，利用玻意耳定律解释有关的物理现象。

可见课程标准要求从“定性到定量”、从“实践到理论再到实践”等方面理解和掌握玻意耳定律，并注重物理思想和方法的渗透。

3.教材内容安排

粤教版教材体现了课程改革的要求，教材的内容的编排顺序如下：

通过家用气压保温瓶和内燃机气缸的例子引入气体改变状态的现象，提出问题。

然后应用DISlab系统进行实验探究玻意耳定律，再通过实验数据和p-V、P-1/V图线的分析得出玻意耳定律，最后让学生运用规律解决有关的物理问题。

教材的这一结构（提出问题→实验探究→分析数据→得出结论→运用知识）体现了自主性学习的一般方法，也体现了科学探究的一般过程。

4.教材的特点

第一，重视“实验与探究”的过程，培养学生的观察和分析能力；第二，突出了得出玻意耳定律的思路和方法。

5.对教材的处理

考虑到玻意耳定律这一知识点的内容较为抽象，在本节课的教学过程中，我做了如下的调整和处理：

通过教师演示气压保温瓶模型的实验导入新课，接着引导学生联系所学知识，采用控制变量法进行分组实验，得到定性的结果。

为了更进一步研究问题，教师引导学生结合DISLab系统进行定量实验，分析实验数据和p-V、P-1/V图线，并启发学生思考实验中存在误差的原因以及拟合图线不合理的地方。

在得出玻意耳定律之后，利用flash动画分析气压保温瓶的原理，解决一开始提出的问题。

最后介绍玻意耳定律在生活中的有关应用，培养学生分析和解决问题的能力以及学习物理的兴趣。

这样更有助于学生对这一知识的理解、掌握和应用。

【学生情况分析】

1.学生的兴趣

作为高二的学生因果认识兴趣增强，乐于探索事物的因果关系和物理世界的奥秘，并想了解和探索物理规律，表现出一定的概括认识兴趣。

2.学生的知识基础

学生已经学过气体的三个状态参量：

温度、体积和压强，但难以区分过程和状态；懂得应用“控制变量法”来研究物理问题。

3.学生的认识特点

概括分析的思维能力不够，难以得到温度一定时气体的压强和体积的定量关系，利用图像分析问题的能力较弱。

【教学目标】

1.知识与技能

（1）知道玻意耳定律的内容和公式。

（2）知道等温变化的P-V和P-1/V图线及其物理意义。

（3）了解玻意耳定律的有关应用。

2.过程与方法

（1）通过观察实验验证玻意耳定律，让学生体验科学探究的过程。

（2）通过实验数据和图像的分析，让学生掌握研究物理问题的思想和方法。

3.情感态度与价值观

（1）培养学生研究问题的科学态度。

（2）通过观察实验，激发学习兴趣，培养学生善于观察和思考的习惯。

【教学重点】

通过实验探究玻意耳定律。

【教学难点】

P和V之间的定量关系。

【教学策略设计】

1.教学组织形式

新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学，本节采用教师引导，学生探究的教学组织形式，让学生在体验科学探究的过程中，获取物理知识，掌握物理方法。

2.教学方法

（1）实验法

物理是一门以实验为基础的科学。

本节教学设计注重利用实验解决问题和进行科学探究的过程。

为此，教师通过演示实验引发学生思考，激发学生的求知欲。

在教师的启发下，学生通过体验实验经历探究的过程，能够定性地分析温度一定的条件下气体压强和体积的关系。

在利用DISlab系统进行定量研究时，让学生观察并学会分析和总结实验数据的特点，从而得出规律。

整个过程渗透物理学的研究方法和科学思维方法。

（2）谈话法

根据学生的已有知识和经验，提出一系列有逻辑顺序的问题，引导学生思考或回答，从而使学生在巩固已有知识的同时获取新知识。

谈话式的问答可以激发学生的思维活动，培养学生的独立思考能力和语言表达能力，唤起和保持学生的注意力和兴趣。

本节课在一开始就提问学生：

研究气体的三个状态参量中压强和体积这两个参量之间的关系应该采用什么样的方法？

加强学生新旧知识的联系。

而在得到p-1/V图线之后，进一步提问：

这条拟合直线有没有经过原点呢？

引导学生对实验过程中存在的问题进行分析。

通过和学生开展对话，让教学过程连贯流畅。

（3）讲授法

教学的任何环节都需要教师的引导，将讲授法贯穿整节课，辅以演示实验、直观教具和现代教学技术，启发学生思维，进而把学生的感性认识上升到理性认识，从而突破教学难点。

本节课利用讲授法一步步引导学生，使学生经历定性研究、猜想与假设、定量研究以及实验结果分析的过程。

在讲授知识的同时渗透探究的思想和研究物理问题的方法。

3.学法指导

高中学生的思维已逐渐从形象思维向抽象思维过渡，并且具备一定的探索能力。

同时，学生学习物理的兴趣已发生转化，不再满足于对物理现象的感知，他们对物理现象的产生原因和一般规律有较强的求知欲。

因此学法指导如下：

（1）新旧知识联系

在学习的过程中要求学生将新旧知识联系起来，从已有知识和经验中总结新知识。

例如，在定性研究之前，引导学生利用学过的“控制变量法”来进行实验。

（2）学生分组实验

在课堂教学中,要注重培养学生的实验能力和动手操作能力，让学生通过实验主动建构知识，丰富感性认识。

教师注意引导学生实验的方法和纠正错误操作。

（3）观察、思考、分析

在教学中利用演示实验、DIS系统探究实验和多媒体课件引导学生去观察各种现象、思考和分析问题，从而得出结论。

4.教学媒体设计

利用实物、动画、图片等材料，为学生学习物理规律提供必需的感性素材。

利用自制教具“气压保温瓶模型”演示出水现象，激发学生探索的欲望，帮助学生更好地了解玻意耳定律的应用。

利用DIS系统将平时较难测得的压强输入计算机中，使探究过程更加简便，既增大教学容量，又提高教学效率。

通过图片和动画再现物理情境，使物理现象更加形象直观，有助于教师对问题的分析，提升教学的效果。

【教学用具】

多媒体课件、Dislab系统、注射器、压强传感器、塑料瓶、自制气压保温瓶模型等。

【教学流程图】

【教学过程设计】

教学环节和教学内容

教师活动

学生活动

设计意图

[创设情境]

实验引入：

气压保温瓶模型演示

以气压保温瓶模型的实验引入，演示按压活塞时水立即流出的现象。

提问：

为什么水会流出来呢？

观察

思考

好奇

激发学生的学习兴趣和求知欲。

引入气体的改变状态的现象：

一定质量的气体体积发生变化。

引导学生回顾所学知识—气体的三个状态参量。

[亲身体验]

学生分组实验（2人为一组）：

师生互动，让学生通过小实验感受注射器内气体的压强随体积的变化，进行定性的研究。

[实验探究]

用DIS系统进行实验：

学生配合教师完成实验。

利用压强传感器测量气体的压强，通过数据采集器将数据输入计算机中，并对实验数据和系统拟合出的P-V和P-1/V图线进行分析，得出结论。

介绍物理学家玻意耳：

引导思考的思路：

1.在实验之前，引导学生思考，让学生明确要采用“控制变量法”进行研究。

提问:

应保证整个实验过程中什么量不变呢？

2.在得出压强和体积的定性关系后，引导学生进行猜想。

提问：

p和V之间满足怎样的定量关系？

实时记录相应体积下气体的压强，得到P和V的一组数据。

1.让学生根据猜想，计算一下p和V这两组数据之间满足怎样的关系。

提问：

如何更加直观地看出p和V之间的关系。

2.作出P-V图线再进行分析。

提问：

如果作出P-1/V图线，那它将是一条怎样的图线呢？

3.作出P-1/V图线并进行分析。

提问：

p-1/V图线为何没有经过原点？

引导学生分析实验中存在的误差。

提问：

这个误差是系统误差还是偶然误差呢？

向学生讲解该规律命名的由来及玻意耳的事迹。

思考

动手

观察

回答

思考

观察

分析

计算

回答

听讲

观察实验数据，分析图像，回答问题。

听讲

让学生亲身体验物理过程，获得感性认识，培养学生学习的主动性。

引导学生思考p和V之间的关系，结合定性研究的结果后得出科学的猜想，为后面的定量研究奠定基础。

利用DIS系统进行定量研究，将抽象的物理过程通过量化的方式清晰地展现出来，有利于把学生的感性认识上升到理性认识。

通过教师的引导，使学生在观察的过程中思维得到启发。

结合表格法和图像法对数据进行实时分析，得出P和V之间的定量关系，从而突破教学难点。

教学中包括对实验误差等的分析，这样更有利于学生对规律的理解和掌握，培养学生实事求的科学态度。

讲解有关物理学史的知识，利用科学家的事迹，开阔学生视野，对学生进行情感态度与价值观的教育。

[知识应用]

flash动画：

分析按压活塞水会流出来的原因，即气压保温瓶的工作原理。

图片：

气压保温瓶

图片:

生活中的应用

1.结合动画并用玻意耳定律解释导入新课时提出的问题，巩固学生所学的知识。

讲解：

当气体体积减小时，压强就增大，在这个过程中水就被压出来了。

2.举例说明玻意耳定律在生活中的有关应用，例如气压保温瓶，洗手液和沐浴露。

回顾

思考

回答

利用flash动画再现物理过程，直观明显，有利于教师的讲解。

联系所学的知识，使学生学会分析实验现象和过程，巩固和应用获取的知识，培养学生运用物理知识解决实际问题的意识和能力。

通过介绍玻意耳定律在家庭生活中常见的应用，培养学生联系生活，细心观察的习惯。

[课后思考]

布置思考题作为作业：

沐浴露或洗手液的瓶子

提示学生：

收集家中废弃的沐浴露或洗手液等的瓶子，结合本节课所学知识，观察分析它们的内部结构和工作原理。

问：

它们是怎样根据玻意耳定律来工作呢？

思考

利用物理知识进行分析。

引导学生进行观察和分析，做生活的有心人，激发学生

学习物理的兴趣，培养学生运用物理知识解决问题的能力，给学生的课后学习留下空间。

【板书设计】

2.7玻意耳定律

一、定性研究：

VP

VP

二、定量研究：

PV=C

P∝1/V

附录一：

本教学设计的特点

1.从定性到定量的研究

通过学生的分组实验—推动注射器让学生获得感性的认识，得出一定质量的气体压强和体积的定性关系。

教师引导学生进行科学的猜想—p和V成反比，接着利用Dislab系统进行定量研究，从定性到定量的研究，符合学生的认知规律和思维习惯，同时也突出了教学重点。

2.重视科学探究的过程

教学活动中经历“提出问题—猜想与假设—实验探究—得出结论”的科学探究过程，重视学生的自主学习和探究式学习，培养学生勤于思考、乐于探究的科学精神。

3.重视实验数据和图像的分析

对Dislab系统获得的实验数据进行分析，并着重分析了由系统拟合出的p-V和P-1/V图线，让学生从不同的角度认识规律，学会处理数据的方法，从而突破教学难点。

通过图线的分析让学生认识到实验中存在着系统误差，拟合直线存在不合理的地方，加深学生对玻意耳定律的理解并培养学生实事求是的科学态度。

附录二：

粤教版高中物理选修3-3第二章第七节