【教學設計】
第八章第4節氣體的微觀意義
一、教材分析
用微觀解釋宏觀，離不開統計規律。本節教材有意識地滲透統計觀點，提出什麼是統計規律。教學時可以舉出學生比較熟悉的生活中的事例，幫助學生理解統計規律的意義，並理解壓強以及氣體實驗定律的微觀解釋。通過分析氣體分子運動的特點，去學習壓強的產生原因。
二、教學目標
（一）、知識與技能
（1）能用氣體分子動理論解釋氣體壓強的微觀意義，並能知道氣體的壓強、溫度、體積與所對應的微觀物理量間的相關聯繫。
（2）能用氣體分子動理論解釋三個氣體實驗定律。
（二）、過程與方法
通過讓學生用氣體分子動理論解釋有關的宏觀物理現象，培養學生的微觀想像能力和邏輯推理能力，並滲透“統計物理”的思維方法。
（三）、情感態度價值觀
通過對宏觀物理現象與微觀粒子運動規律的分析，對學生滲透“透過現象看本質”的哲學思維方法。
三、教學重點、難點
1．用氣體分子動理論來解釋氣體實驗定律是本節課的重點。
2．氣體壓強的微觀意義是本節課的難點，因爲它需要學生對微觀粒子複雜的運動狀態有豐富的想像力。
四、學情分析
根據學生的情況教師可以先讓學生課前完成“拋幣實驗”然後進行全班交流家與評價，讓學生髮表自己的看法，從中領略到自然與社會的奇妙與和諧，增加對科學的求知慾和好奇心。
五、教學方法
討論、談話、練習、多媒體輔助
六、課前準備
1．學生的學習準備：預習氣體的微觀意義
2．教師的教學準備：多媒體制作，課前預習學案，準備實驗器材。
七、課時安排：
1課時
八、教學過程
（一）預習檢查、總結疑惑
檢查落實了學生的預習情況並瞭解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。
（二）情景導入、展示目標。
設問：氣體的狀態變化規律從微觀方面如何解釋
（三）合作探究、精講點撥
1、統計規律
2、氣體分子運動的特點
設問：氣體分子運動的特點有哪些
（1）氣體間的距離較大，分子間的相互作用力十分微弱，可以認爲氣體分子除相互碰撞及與器壁碰撞外不受力作用，每個分子都可以在空間自由移動，一定質量的氣體的分子可以充滿整個容器空間。
（2）分子間的碰撞頻繁，這些碰撞及氣體分子與器壁的碰撞都可看成是完全彈性碰撞。氣體通過這種碰撞可傳遞能量，其中任何一個分子運動方向和速率大小都是不斷變化的，這就是雜亂無章的氣體分子熱運動。
（3）從總體上看氣體分子沿各個方向運動的機會均等，因此對大量分子而言，在任一時刻向容器各個方向運動的分子數是均等的。
（4）大量氣體分子的速率是按一定規律分佈，呈“中間多，兩頭少”的.分佈規律，且這個分佈狀態與溫度有關，溫度升高時，平均速率會增大。
今天我們就是要從氣體分子運動的這些特點和規律來解釋氣體實驗定律。
3、氣體壓強微觀解釋
首先通過設問和討論建立反映氣體宏觀物理狀態的溫度（T）、體積（V）與反映氣體分子運動的微觀狀態物理量間的聯繫：
溫度是分子熱運動平均動能的標誌，對確定的氣體而言，溫度與分子運動的平均速率有關，溫度越高，反映氣體分子熱運動的平均速率
體積影響到分子密度（即單位體積內的分子數），對確定的一定質量的理想氣體而言，分子總數N是一定的，當體積爲V時，單位體積內
n越小。
然後再設問：氣體壓強大小反映了氣體分子運動的哪些特徵呢
這應從氣體對容器器壁壓強產生的機制來分析。
先讓學生看用小球模擬氣體分子運動撞擊器壁產生壓強的機制：
顯示出如圖1所示的圖形：
向同學介紹：器材，實驗
得出結論：由此可見氣體對容器壁的壓強是大量分子對器壁連續不斷地碰撞所產生的。
進一步分析：v越大則平均衝擊力就越大，而單位時間內單位面積上碰撞的次數既與分子密度n有關，又與分子的平均速率有關，分子密度n越大，v也越大，則碰撞次數就越多，因此從氣體分子動理論的觀點看，氣體壓強的大小由分子的平均速率v和分子密度n共同決定，n越大，v也越大，則壓強就越大。
4用氣體分子動理論解釋實驗三定律
（1）教師引導、示範，以解釋玻意耳定律爲例教會學生用氣體分子動理論解釋實驗定律的基本思維方法和簡易符號表述形式。
範例：用氣體分子動理論解釋玻意耳定律。
一定質量（）的理想氣體，其分子總數（N）是一個定值，當溫度（T）保持不變時，則分子的平均速率（v）也保持不變，當其體積（V）增大幾倍時，則單位體積內的分子數（n）變爲原來的幾分之一，因此氣體的壓強也減爲原來的幾分之一；反之若體積減小爲原來的幾分之一，則壓強增大幾倍，即壓強與體積成反比。這就是玻意耳定律。
書面符號簡易表述方式：
小結：基本思維方法（詳細文字表述格式）是：依據描述氣體狀態的宏觀物理量（、p、V、T）與表示氣體分子運動狀態的微觀物理量（N、n、v）間的相關關係，從氣體實驗定律成立的條件所述的宏觀物理量（如一定和T不變）推出相關不變的微觀物理量（如N一定和v不變），再根據宏觀自變量（如V）的變化推出有關的微觀量（如n）的變化，再依據推出的有關微觀量（如v和n）的變與不變的情況推出宏觀因變量（如p）的變化情況，結論是否與實驗定律的結論相吻合。若吻合則實驗定律得到了微觀解釋。
（2）讓學生體驗上述思維方法：每個人都獨立地用書面詳細文字敘述和用符號簡易表述的方法來對查理定律進行微觀解釋，然後由平時物理成績較好的學生口述，與下面正確答案覈對。
書面或口頭敘述爲：一定質量（）的氣體的總分子數（N）是一定的，體積（V）保持不變時，其單位體積內的分子數（n）也保持不變，當溫度（T）升高時，其分子運動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強（p）也增大；反之當溫度（T）降低時，氣體壓強（p）也減小。這與查理定律的結論一致。
用符號簡易表示爲：
（3）讓學生再次練習，用氣體分子動理論解釋蓋呂薩克定律。再用更短的時間讓學生練習詳細表述和符號表示，然後讓物理成績爲中等的或較差的學生口述自己的練習，與下面標準答案覈對。
一定質量（）的理想氣體的總分子數（N）是一定的，要保持壓強（p）不變，當溫度（T）升高時，全體分子運動的平均速率v會增加，那麼單位體積內的分子數（n）一定要減小（否則壓強不可能不變），因此氣體體積（V）一定增大；反之當溫度降低時，同理可推出氣體體積一定減小。這與蓋呂薩克定律的結論是一致的。
用符號簡易表示爲：
四、當堂檢測
九、板書設計
氣體的微觀意義
一、統計規律
二、氣體分子運動的特點
三、氣體壓強微觀解釋
四、用氣體分子動理論解釋實驗三定律
十、教學反思
本課的設計採用了課前下發預習學案，學生預習本節內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最後進行當堂檢測，課後進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。
本節課時間45分鐘，其中情景導入、展示目標、檢查預習5分鐘，講解統計規律10分鐘，氣體分子運動的特點5分鐘，氣體壓強微觀解釋10分鐘，學生分組實驗5分鐘左右，反思總結當堂檢測5分鐘左右，其餘環節5分鐘，能夠完成教學內容。在後面的教學過程中會繼續研究本節課，爭取設計的更科學，更有利於學生的學習，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步！
