1、液体的表面张力选用教材：粤教版高中物理选修3-3授课对象： 高中二年级学生 选手姓名： 陈 建 生 选手单位： 华南师大附中汕尾学校 液体的表面张力教学设计【课题】液体的表面张力【教学时间】40分钟【教学对象】高二学生【教材】粤教版选修3-3第二章第五节【教学内容分析】1.教材的地位和作用：本节内容是在液体的基本性质、液晶的基础上对液体性质的进一步探究，与上一节内容构成了液体完整的知识体系。主要包括两个知识点：一是液体表面张力的现象及其应用，二是液体表面张力的微观解释。从宏观现象入手，进而微观解析了液体的表面张力，符合学生从感性到理性的认知过程，很好地培养了学生们亲自动手操作的能力，科学的探索
2、精神以及创新意识。2.课标要求：通过实验观察液体的表面张力现象，解析表面张力产生的原因，运用所学知道理解日常生活中表面张力现象的实例。3.教材的编写思路：教材从生活走向物理，基于学生已有的知识经验，展示生活中常见的表面张力现象，引出液体的表面张力。通过实验探究，得出液体表面具有收缩到最小的结论。在此基础上，从微观机理上深入理解液体的表面张力。4.教材的特点：（1）注重从学生所熟悉的生活现象引入课堂，提出问题；（2）注重液体表面张力概念的形成过程，重视学生科学探究能力的培养。5.教材处理： （1）从本节内容知识体系的递进式特点“表面张力现象宏观解释微观机理”出发，考虑学生的可接受性，首先从宏观上
3、引导学生认识液体的表面张力，然后利用探究实验一步步建立液体表面张力概念，最后进行微观分析，形成严密的逻辑思维；（2）从生活走向物理，从物理走向社会。为了让学生能够更好地感受物理就在身边的乐趣，我选择了身边常见而典型的事例以激发学生的兴趣和思考，在拓展部分适当地增加了表面张力在科技前沿方面的应用，增长学生见闻，丰富课堂，延伸教学。【学生情况分析】1.学生情况：（1）学生拥有着强烈的好奇心和求知欲；（2）对物理现象有着浓厚的因果认识；（3）对物理实验进行实际操作有着极大的兴趣。2.学生的知识基础：学生已经掌握了液体的基本性质，对生活中各种液体表面的现象有着丰富的感性认识，有利于学生更好地理解本节内
4、容。3.学生的认识困难：学生对液体表面现象仅停留于感性认识，无法归纳出液体表面的特点，难以理解液面中存在力的作用。【教学目标】1.知识与技能（1）知道液体表面具有收缩趋势；（2）知道液体表面张力的概念。2.过程与方法（1）经历对液体表面现象的观察、实验过程，探究液体表面的性质，建立表面张力的概念；（2）参与实验探究活动，体验科学探究过程；（3）通过探究活动，培养学生初步的观察能力和掌握科学研究的方法。3.情感态度与价值观（1）通过实验探究液体表面的特点，发挥学生们的主观能动性，培养学生的学习兴趣和对自然现象的观察能力；（2）通过应用实例，培养学生将物理知识运用于生产、生活的能力，勇于探究社会生
5、活中的物理问题。【教学重点】液体表面张力的概念。【教学难点】液体表面张力概念的建立过程。【教学策略设计】1.教学方法（1）实验法：物理是一门以实验为基础的科学。本节教学通过“硬币漂浮原因”的猜想，以引起学生的认知冲突为出发点开展教学，把知识的教学过程变成一种解决问题和科学探究的过程；（2）讲授法：通过教师形象生动、富有启发的讲解，积极引导学生思考，启发学生思维，把学生的感性认识上升到理性认识，达到良好的教学效果。2.学法指导（1）组织学生进行分组实验；（2）通过观察、讨论、分析加深知识的理解； （3）培养学生自主、合作、探究的能力，完成知识的自我构建。【教学用具】硬币、回形针、玻璃杯、自制铁丝
6、框、打气筒、肥皂液、牛奶、颜料、烧杯、细线、视频、图片等。【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，引入新课】实验引入：硬币漂浮 演示铁钉下沉，木块漂浮实验，符合学生认知。接着演示硬币漂浮实验，学生认知冲突，引导学生思考硬币漂浮的原因。【实验探究（一）】1、肚量杯实验把杯子放在水槽里，让液面高于杯口再把装满水的杯子自水槽中取出，接着把回形针慢慢地放进杯子里，引导同学们细心观察杯口处液面的变化。演示实验：硬币漂浮问：硬币为什么能够漂浮在水面上？引入课堂：硬币漂浮，受力平衡。那么硬币除了受重力、浮力外，肯定受到第三个力的作用。演示实验：肚量杯实验介绍实验器
7、材，明确实验目的。问：杯口处的液面有什么变化呢？为什么放了那么多的回形针，水并没有流出来反而液面隆起来了？观察、思考、认知冲突疑惑思考疑惑思考好奇观察、回答思考好奇实验问题通过简单有趣的小实验激发兴趣，引发思考。利用学生对硬币漂浮现象的思维定势，引起认识矛盾，极大地激发了学生的求知欲。认识液面的特征随着杯中回形针数目的增多，杯口处液体隆起而不外流，使学生产生认知冲突。2、模拟液膜杯口处的橡皮膜相当于液膜，打气筒里面的气体相当于杯中的回形针。当把气体打进杯中时，注意观察橡皮膜有什么变化。结论1：液面是一张具有弹性的膜。【实验探究（二）】利用嵌有棉线、吸管的铁丝框、组织学生分组实验，让学生自主探究
8、肥皂膜与细线、吸管的变化情况，并在教师的引导下，鼓励学生总结归纳出液体表面的特点。结论：液体表面具有收缩趋势。【实验分析，建立概念】 利用实验探究活动，引导学生从受力的角度思考吸管的运动情况，配合模拟动画逐步分析实验现象，最终建立起表面张力的概念。1.两边的肥皂膜没戳破，吸管静止2.戳破一边后，吸管往有肥皂膜的一边运动。3.液体的表面张力：作用于液面上，使液面具有收缩趋势的力。演示实验：介绍实验器材，明确实验目的。引导观察：杯口处的橡皮膜有什么变化呢？引导学生实验：把铁丝框放入肥皂水后拿起，上面附有的肥皂膜是液体的一种表面。引导学生观察：1、戳破肥皂膜的一边后，另一边变化如何？2、问：棉线、吸
9、管运动有何特点？得出结论：肥皂膜总是变小，物理上则称，液体表面具有收缩趋势。演示长方形铁丝框演示肥皂膜的收缩，引导学生从受力的角度进行思考。问：吸管运动了，说明它受到什么的作用？问：这个力是什么施加的呢？问：如果我把另一半的肥皂膜也戳破，吸管还会运动吗？问：有膜的时候，吸管才运动，大家联想到了什么？这个力就是液体的表面张力。观察回答类比想象分析得出结论分组实验实验合作观察交流讨论思考分析归纳总结理解记忆回答思考回答回答消除疑惑深化理解记忆运用类比的方法，引导学生思考液膜与橡皮膜有什么共同特性。特征1：:液体表面是一张具有弹性的膜。 组织学生分组实验，一方面让学生直观地感受液面的收缩现象，另一方
10、面意在让学生自己开口说出实验现象，培养学生的表达能力，合作精神和分析解决问题的能力。引导学生针对实验现象进行再思考，由浅入深，层层递进，培养学生的逻辑思维能力。通过师生对话的形式，配合课件逐步分析，关注概念的建立过程和学生的思维过程，让学生从现象的感性认识提升到概念的理性认识。【微观解释，深化理解】1、利用分子间的相互作用力来解释，液体表面层分子之间表现为相互吸引力，势能较大。势能总有减少的倾向，因此液体表面就有收缩的趋势。2、把乒乓球用橡皮筋连接起来，模拟液体表面的分子，橡皮筋之间的弹力，模拟分子之间的相互吸引力。【联系生活，学以致用】一、球形的肥皂泡引导学生运用表面张力的相关知识分析肥皂泡
11、呈球形的原因。二、硬币漂浮与下沉1、揭秘课前实验：硬币漂浮2、演示硬币下沉实验引导学生思考硬币下沉的原因：不同液体表面张力的大小不同。三、表面张力仪由于不同液体表面张力的大小不同，清水中若掺入其他物质，其表面张力也会改变。利用表面张力仪测量河流污染前后河水表面张力大小的改变，即可知道该河流的污染情况。教师利用自制教具模拟演示，把微观分子宏观化，引导学生思考、理解。 解释：当分子间的距离大于平衡位置r0时，两分子表现出引力的作用，表面层具有收缩的趋势。我们用橡皮筋的弹力来模拟液体表面分子之间的吸引力，当液面破裂，液体表面膜就在液体表面张力的作用下收缩演示实验：吹肥皂泡提问：泡泡为什么总是球形？提
12、示学生：同等体积下，球形的表面积最小；表面张力作用下液面具有收缩趋势。回顾硬币漂浮实验，引导学生运用表面张力知识进行解释。演示实验：硬币下沉引导学生思考：硬币下沉是否与肥皂水表面张力大小有关向学生展示不同液体表面张力大小的表格，解释硬币下沉。以表面张力大小知识为基础，引导学生思考如何测量河流污染情况的问题。思考理解观察思考理解记忆听讲思考回答思考回答消除疑惑观察思考疑惑消除疑惑好奇思考交流讨论回答通过教师的讲解，引导学生思考，利用自制教具，把微观现象具体化，让学生更容易微观的解释。注意学生思维的引导，让学生从宏观的感知，提升到微观的理性认识，更好地掌握知识。选取典型的、生活常见的物理现象作为应
13、用实例，突出重点，加强物理与生活的联系。解释课前提出的问题，前后呼应。同时自然过渡到“表面张力大小”的知识应用环节，完成知识点的延伸和拔高。向学生展示表面张力在科技前沿的应用，感受物理来源于生活，服务于社会，体验物理与科技的紧密联系。四、神奇的“魔法棒”牛奶平铺在白色盘子上，往牛奶登入颜料水，发现颜料水铺开，用粘有肥皂液的“魔法棒”去碰牛奶时，颜料会快速地远离魔法棒。 鼓励学生课后结合本节课的知识，查找资料进行解释。【练习作用，巩固提高】解决课后练习演示实验：“魔法棒”驱赶颜料。问：为什么当魔法棒粘了肥皂液放入盘子中，能把颜料驱逐离开呢？引导学生完成课后练习。好奇思考疑惑练习巩固 提出稍高于学生在本节课掌握的知识但通过搜集资料和思考能够解决的问题，鼓励学生仔细观察，大胆猜想，培养学生独立解决问题的能力。重视课本，回归课本。【板书设计】2.5 液体的表面张力一、液面的特点：1、具有弹性2、具有收缩的趋势二、液体表面张力：1、定义：作用于液面，使其具有收缩趋势的力2、产生原因：表面层分子间的相互吸引力附录一