第二章 第2节 第1课时 实验：探究气体等温变化的规律2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套教学设计(人教版）.docx

第二章第2节第1课时实验：探究气体等温变化的规律2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套教学设计(人教版）

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、课程基本信息

1.课程名称：实验：探究气体等温变化的规律

2.教学年级和班级：2022-2023学年高二年级

3.授课时间：2023年10月15日

4.教学时数：1课时（45分钟）

二、核心素养目标

1.理解并能运用气体的等温变化规律，提升科学思维能力。

2.通过实验探究，培养观察能力、实验操作能力和数据分析能力。

3.增强对物理学研究方法的认识，提高科学探究素养。

4.培养严谨的科学态度和合作精神，发展个人科学责任感。

三、学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习过气体的基本概念，如气体的状态参量（压强、体积、温度）。

-学生对气体定律有一定的了解，如玻意耳定律和查理定律。

-学生具备基础的实验操作技能，如使用气压计、温度计等测量工具。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对实验操作通常有较高的兴趣，喜欢通过实践活动来学习知识。

-学生具备一定的逻辑推理能力，能够跟随实验步骤进行思考。

-学生的学习风格多样，有的学生喜欢直观的学习，有的学生更倾向于理论推导。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-学生可能对等温变化的概念理解不够深刻，难以将理论与实验现象联系起来。

-在实验操作中，学生可能对仪器的使用不够熟练，导致数据不准确。

-学生在数据分析时可能遇到困难，难以从实验数据中提取有效信息。

-学生可能对实验结果的解释感到困惑，需要引导他们运用所学知识进行合理推断。

四、教学资源准备

1.教材：确保每位学生都配备了《2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3》。

2.辅助材料：准备相关的PPT课件，包含气体的等温变化规律的图示和动画演示。

3.实验器材：准备好实验所需的气压计、温度计、气缸、气球等，并检查其安全性和完整性。

4.教室布置：将教室分为实验操作区和讨论区，确保实验桌整洁，讨论区便于学生交流。

五、教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：以一个日常生活中的气体膨胀或压缩现象为例，提问学生：“你们在生活中有没有注意到，气球在加热后会膨胀，冷却后会收缩？这是为什么？”

-回顾旧知：引导学生回顾之前学过的气体状态参量（压强、体积、温度）和气体定律（如玻意耳定律和查理定律），并简要解释这些定律与今天学习内容的关系。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解气体等温变化的定义，即温度保持不变时，气体的压强和体积之间的关系。介绍等温变化的特点和数学表达式。

-举例说明：通过具体的数值例子，展示如何计算等温变化中的压强或体积的变化。

-互动探究：分组讨论，让学生通过已有的知识推测等温变化中压强和体积的关系，并引导学生设计一个简单的实验来验证他们的推测。

3.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：学生根据教师提供的实验步骤，分组进行气体等温变化的实验操作，记录数据，并尝试绘制压强-体积图。

-教师指导：在学生实验过程中，教师巡回指导，帮助学生解决操作中的问题，指导学生正确记录和分析数据。

4.实验分析（约10分钟）

-学生展示：每组学生展示实验数据和分析结果，讨论实验中观察到的现象。

-教师总结：教师总结学生的实验结果，强调等温变化规律，并解释实验中可能出现的误差。

5.总结与拓展（约5分钟）

-总结：教师引导学生总结本节课的学习内容，回顾等温变化规律和实验过程。

-拓展：布置相关的作业，如查阅资料了解气体等温变化在实际应用中的例子，如气象学、工程学等领域的应用。

6.课堂反馈（约5分钟）

-反馈：教师通过提问或小测验的方式，检查学生对本节课内容的掌握程度。

-反思：教师根据学生的反馈，反思本节课的教学效果，为后续的教学活动提供改进的依据。

六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《气体物理学导论》中关于气体状态方程的章节。

-《物理实验手册》中涉及气体压强和体积测量的实验方法。

-《科学美国人》杂志中关于气体在工业和科学研究中的应用的文章。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-让学生探索气体等温变化在气象学中的应用，如气压与天气变化的关系。

-鼓励学生调查气体等温变化在工程领域中的应用，如潜水艇浮力调整、气球探测等。

-提议学生自行设计一个实验，验证不同气体在等温条件下的变化规律，并撰写实验报告。

-指导学生通过图书馆或在线资源，了解气体定律的发现历史和科学家们的研究过程。

-让学生思考并讨论气体等温变化在环境保护方面的意义，例如在节