1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

课题 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课型 新授课 1. 教学内容分析 实验：用油膜法估测油酸分子的大小是人教版普通高中物理选择性必修第三册“固体、液体和气体”主题下的内容。 课标要求为：通过实验，估测油酸分子的大小。普通高中物理课程标准对课程标准的解读为：能用“油膜法估测分子的大小”的实验来估测油酸分子的大小，体会和掌握测量微观量的思想方法，能利用不同的方法和手段分析和处理信息。 本实验利用宏观量的测量推算微观量，有利于培养学生的模型建构意识，深化学生对分子大小的认识，提高实验技能。教材以“实验思路”“物理量的测量”“数据分析”三个问题展开，论述实验思路，引导学生建立单分子油膜模型，设计实验方案。 2. 学习者分析 学生已经知道分子是组成物体的最小单元，并了解分子的热运动和分子间作用力特点。分子的大小数量级问题是研究分子的重要问题，分子肉眼不可见，生活中的现象表明分子很小，不同分子的大小不同。学生已经了解测量微小量的物理方法，比如螺旋测微器原理和测量一张纸的厚度、用缠绕法测量一根铁丝的直径。教学要引导学生唤起对过往经验的记忆，体会并掌握用宏观量测量微观量的思想方法。 3. 学习目标确定 1.学生知道用分子的球形建立水面上油酸的单分子油膜的模型，理解用单分子用墨测量油酸分子直径的公式d= . 2.学生能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积. 3.学生能对测量的数据进行综合分析和计算，得到油酸分子的直径的数量级。 4.学生通过实验过程，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法。 4. 学习重点难点 教学重点：体会用宏观量推算微观量的物理方法、油膜法估测分子大小原理、分子大小的数量级 教学难点：规范实验操作 5.学习评价设计 从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：新课引入 教师活动1 课堂引入：思考 如何测量一根细铁丝的直径？没有螺旋测微器和游标卡尺。 学生活动1 回顾并回答 活动意图说明： 通过实际问题引导学生回忆测量微小量的方法。将细铁丝密绕在直杆上N圈，测量长度l，铁丝直径d= 。通过测定容易的测量的较大量推算不容易测量的较小的量的方法，为估测分子直径的实验提供有益的启发。 环节二：新课教学 教师活动2 本节课我们利用类似方法估算油酸分子的大小。 问题1：为什么选择油酸作为实验材料？ 油酸分子的羧基-COOH对水有很强的亲和力；而C27H55-具有疏水性，油酸分子会直立在水面上形成单分子油膜。油酸分子视为一个个小球，小球的直径等于油酸分子的大小。 问题2：只有水面足够大，油酸才能形成单分子油膜。实验室中水槽面积有限，如何解决这个问题？ 配制油酸酒精溶液 问题3：如何测量一滴油酸溶液中油酸的体积？ 配制一定浓度的油酸酒精溶液，浓度为α。用注射器取1mL的溶液，缓慢推动活塞，使溶液一滴滴滴出，各滴溶液体积保持相同，共N滴。那么一滴溶液中纯油酸体积V= 问题4：油膜的形状不规则，如何测量油膜的面积？ 描绘出油膜轮廓后，数出轮廓范围内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。油膜面积等于正方形面积乘以正方形个数。 学生活动2 认识实验操作步骤 学生观看视频了解实验操作方法。 总结。分析实验注意事项： 1.实验前，实验用具必须擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用。 2.痱子粉和油酸用量不宜太大，否则不易成功。 3.油酸酒精溶液浓度小于0.1%为宜，不能长时间放置。 4.浅盘中的水离盘口距离要较小，要水平放置，便于准确描画油膜形状。画线时视线要与玻璃板面垂直。 5.撒痱子粉后，不要触动盘中的水；玻璃板要轻放在浅盘上方。 6.滴管靠近液面中心处，轻轻滴下一滴油酸溶液。 活动意图说明 7. 板书设计 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 一、实验目的 二、实验原理 三、数据处理 1.油酸体积V 2.油膜面积S 四、实验步骤 五、实验结论 分子大小 10-10m 六、误差分析 8.作业与拓展学习设计 9. 特色学习资源分析、技术手段应用说明 运用多媒体课件展示 10.教学反思与改进 讲清楚油酸分子的特性和建立的物理模型对于理解实验原理至关重要。高中生长期的学习总是执着于算出具体的数值，甚至认为小数点后越多越准确，教学要纠正学生的错误认识。油酸分子的大小和单个原子的大小虽然不一样，