第二章 第4节 实验 探究气体等温变化的规律2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（教科版2019）.docx

第二章第4节实验探究气体等温变化的规律2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（教科版2019）

主备人

备课成员

设计意图

本节课旨在通过实验探究，让学生理解气体等温变化的规律，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。结合高中物理选择性必修第三册（教科版2019）的教学内容，以实验为载体，让学生在动手操作中感受物理现象，发现规律，从而加深对气体等温变化的理解，为后续学习气体状态方程打下基础。同时，注重培养学生的观察能力、实验操作能力和团队协作精神。

核心素养目标

1.物理观念：理解气体等温变化的规律，形成对气体状态方程的初步认识。

2.科学探究：学会使用实验仪器进行气体等温变化的探究，培养实验设计和数据分析能力。

3.科学态度与责任：培养严谨的实验态度，遵守实验操作规程，关注实验安全。

4.科学思维：通过观察、分析实验数据，发展逻辑推理和归纳概括能力。

5.合作与交流：在小组合作中，学会与他人交流实验过程和结果，提高团队协作能力。

重点难点及解决办法

重点：理解气体等温变化的规律，掌握等温变化实验的操作步骤和数据处理方法。

难点：1.理论与实验的结合，将实验数据与气体等温变化的理论联系起来。

2.实验误差的分析与控制。

解决办法：

1.采用案例教学，通过具体实例讲解气体等温变化规律，帮助学生建立直观的认识。

2.分步骤进行实验操作，讲解每个步骤的目的和注意事项，确保学生掌握实验方法。

3.引导学生进行小组讨论，共同分析实验数据，促进理论知识的内化。

4.对实验误差进行详细分析，教授误差控制的方法，如重复实验、优化实验条件等。

5.通过课后练习和讨论，巩固学生对气体等温变化规律的理解，提高应用能力。

学具准备

多媒体

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学资源准备

1.教材：提前为学生分发选择性必修第三册物理教材（教科版2019）。

2.辅助材料：收集并整理气体等温变化的动画演示、相关实验操作视频。

3.实验器材：准备足够的气压计、温度计、玻璃瓶、气球、打气筒等实验用品，并检查其安全性。

4.教室布置：设置实验操作区，确保每组学生都有足够的操作空间，同时安排观察记录区，方便学生记录实验数据。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：以一个简单的气体膨胀实验引入，观察气球在不同温度下的体积变化，提问学生这可能背后的物理原理是什么。

-回顾旧知：简要回顾上节课学习的气体状态方程，特别是压力和体积的关系。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细讲解气体等温变化的规律，即波义耳定律，强调在温度不变的情况下，气体的压力和体积成反比。

-举例说明：通过实际例子，如气缸内气体压缩的情景，来说明等温变化的过程。

-互动探究：将学生分组，每组进行气体等温变化的实验，记录不同体积下的气体压力，引导学生发现规律。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：学生根据实验数据绘制压力-体积图，并讨论实验结果与理论预期的匹配程度。

-教师指导：在学生活动过程中，教师巡回指导，帮助学生解决实验操作和数据分析中的问题，确保每位学生都能正确理解实验结果。

4.拓展延伸（约15分钟）

-引导学生思考气体等温变化规律在实际生活中的应用，如呼吸机的工作原理。

-鼓励学生提出问题，教师针对学生的疑问进行解答，进一步拓展知识面。

5.总结反馈（约10分钟）

-教师总结本节课的主要知识点，强调气体等温变化规律的重要性。

-学生反馈学习过程中的困惑和收获，教师给予评价和指导。

6.作业布置（约5分钟）

-布置相关练习题，巩固气体等温变化规律的理解和应用。

-鼓励学生进行自主学习，探索气体在非等温条件下的变化规律。

学生学习效果

学生能够理解并掌握气体等温变化的规律，即波义耳定律，能够描述在温度不变的情况下，气体的压力与体积成反比的关系。以下是学生在学习本节课后取得的具体效果：

1.知识掌握：学生能够准确表述气体等温变化的定义，理解等温变化过程中气体压力和体积的变化关系，并能够通过实验数据验证这一规律。

2.实验技能：学生能够熟练操作实验器材，进行气体等温变化的实验，包括正确使用气压计和温度计测量气体的压力和体积，以及记录实验数据。

3.数据分析：学生能够对实验数据进行处理和分析，绘制压力-体积图，通过图表直观地展示气体等温变化的规律。

4.科学思维：学生在实验过程中能够提出假设，设计实验方案，通过实验验证假设，培养科学探究和逻辑推理能力。

5.问题解决：学生能够将所学的气体等温变化规律应用于解决实际问题，如解释日常生活中气体压力和体积变化的现象。

6.团队协作：在小组实验中，学