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2019 人教版高中物理选修第三册《第二章 气体、固
体和液体》大单元整体教学设计[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
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十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
《第二章 气体、固体和液体》是高中物理选修第三册的重要章节,主要探
讨了气体、固体和液体三种物质状态的基本性质及其变化规律。本章内容旨在
帮助学生理解分子动理论的基本原理,掌握气体、固体和液体三种物态的微观
结构和宏观性质,以及它们之间的内在联系。通过本章的学习,学生将能够运
用所学的物理概念和规律解释日常生活中的一些现象,培养分析问题和解决问
题的能力。
具体来说,本章内容包括以下几个部分:
温度和温标:介绍温度和温标的概念,讨论热平衡和温度测量的方法,使
学生理解温度是描述物体冷热程度的物理量,并学会使用不同的温度计进行温
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度测量。
气体的等温变化:通过实验探究一定质量的气体在温度不变的情况下,其
压强与体积之间的关系,即玻意耳定律。学生将学习如何通过实验数据绘制等
温线,并分析压强与体积之间的反比例关系。
气体的等压变化和等容变化:介绍气体在压强不变时体积随温度的变化规
律(盖 - 吕萨克定律)和在体积不变时压强随温度的变化规律(查理定律)。学
生将通过实验验证这些定律,并理解它们在日常生活和工业生产中的应用。
固体:讨论晶体和非晶体的区别,介绍晶体的微观结构和物理性质,如熔
点、各向异性等。学生将通过实验观察晶体的熔化过程,理解晶体结构的稳定
性和有序性。
液体:介绍液体的表面张力、浸润和不浸润现象,以及毛细现象等。学生
将通过实验观察液体的表面张力现象,理解液体表面层分子间的作用力对液体
表面形状的影响。学生还将学习毛细现象的原理和应用。
(二)单元内容分析
本章内容涵盖了气体、固体和液体三种物态的基本性质和变化规律,这些
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内容在物理学中具有重要地位。通过本章的学习,学生将能够建立起对物质世
界的宏观认识和微观理解之间的桥梁,深化对物理现象本质的认识。
温度和温标:温度和温标是热学中的基本概念,也是描述物体冷热程度的
物理量。通过学习温度和温标的概念,学生可以更好地理解热现象的本质和规
律。热平衡和温度测量的方法也是实验物理学中的重要技能之一。
气体的等温变化、等压变化和等容变化:这三个定律是描述气体状态变化
的基本规律,也是热力学中的重要内容。通过学习这些定律,学生可以理解气
体状态参量(压强、体积、温度)之间的内在联系,并掌握通过实验数据绘制
等温线、等压线和等容线的方法。
固体:晶体和非晶体的区别以及晶体的微观结构和物理性质是固体物理学
中的重要内容。通过学习这些内容,学生可以理解固体物质的稳定性和有序性
来源于其内部原子或分子的规则排列。晶体的各向异性等物理性质也是材料科
学中的重要研究方向。
液体:液体的表面张力、浸润和不浸润现象以及毛细现象等是液体物理学
中的重要内容。这些现象不仅与液体的微观结构密切相关,而且在日常生活和
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工业生产中也有着广泛的应用。通过学习这些内容,学生可以更好地理解液体
的宏观性质和微观结构之间的联系。
(三)单元内容整合
本章内容涵盖了气体、固体和液体三种物态的基本性质和变化规律,这些
内容在物理学中具有内在联系和相互补充性。为了帮助学生更好地理解这些内
容并建立起完整的知识体系,我们需要将这些内容进行整合和梳理。
具体来说,我们可以从以下几个方面进行整合:
从宏观到微观:我们可以从宏观现象出 发 , 引导 学生观察气体、固体和液
体的宏观性质(如压强、体积、温度等), 然后 通过分子动理论等微观理论来
解释这些宏观现象的本质和规律。这 样 可以帮助学生建立起从宏观到微观的认
识桥梁。
从实验到理论:通过实验探究气体、固体和液体的基本性质和变化规律
(如玻意耳定律、盖 - 吕萨克定律、查理定律等), 然后引导 学生 总 结实验数据
并 推导 出相应的物理规律。这 样 可以帮助学生理解实验在物理学中的重要性,
并培养 他 们的实验技能和数据分析能力。
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从理论到应用:在掌握了基本的物理概念和规律之 后 ,我们可以 引导 学生
将所学知识应用到实 际 生活中 去 (如 利 用毛细现象 设 计 自 动 浇水装置 等)。这
样 可以帮助学生理解物理知识的实用性和 价值 性,并 激发他 们的学习 兴趣 和 创
造 力。
通过 上 述整合方 式 ,我们可以帮助学生建立起完整的知识体系,并培养 他
们的物理 思维 和实验技能。我们还可以 引导 学生关 注 物理学在日常生活和工业
生产中的应用 价值 , 激发他 们的学习 兴趣 和 创造 力。
二、《普通高中物理课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
(一)物理观念
物质观念:学生能够理解物质是 由大 量分子 组成 的,分子在 做永 不 停息 的
无 规则运动,分子之间 存 在着相互作用力。这些 因素 决定了分子的三种不同的
聚集 状态:气体、固体和液体。学生应能够区分不同物质状态的基本 特征 ,并
理解它们之间的内在联系。
运动与相互作用观念:学生能够理解气体、固体和液体中分子的运动规律
以及它们之间的相互作用力。例如,在气体中,分子间的相互作用力 较弱 ,分
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子可以 自由移 动 ; 在固体中,分子间的相互作用力 较 强,分子 被 固定在一定的
位 置上; 在液体中,分子间的相互作用力介于气体和固体之间,分子可以在一
定程度 上自由移 动 但保持 一定的有序性。
能量观念:学生能够理解气体、固体和液体中分子运动的能量来源以及它
们之间的 转换 关系。例如,在气体中,分子的动能主要来源于分子的热运动 ;
在固体中,分子的 势 能主要来源于分子间的相互作用力 ; 在液体中,分子的动
能和 势 能 都占 有一定比例。
(二)科学 思维
模型 建构:学生能够 根 据气体、固体和液体的基本性质和变化规律建构相
应的物理 模型 (如理 想 气体 模型 、晶体 模型 等)。这些 模型 可以帮助学生更好
地理解物质世界的本质和规律,并 预 测物质在不同 条件 下的行为表现。
科学 推 理:学生能够运用所学的物理概念和规律进行科学 推 理,解释日常
生活中的一些现象(如气 球升空 时体积 膨胀 的原 因 、 水黾停 在 水 面 上 的原 因
等)。通过科学 推 理,学生可以培养分析问题和解决问题的能力,并 加 深对物
理知识的理解和 记忆 。
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科学论证:学生能够 根 据实验数据和理论 推导 进行科学论证,验证物理规
律的 正确 性和 适 用性(如通过实验验证玻意耳定律、盖 - 吕萨克定律等)。在科
学论证过程中,学生需要运用 逻辑思维 和 批判 性 思维 来 评估 实验数据的可 靠 性
和理论 推导 的合理性。
质 疑创新 :学生能够 提 出有科学 依 据的问题和 假设 ,并通过实验和理论 推
导 来验证这些问题和 假设 的 正确 性(如探究不同温度下气体压强的变化规律、
设 计 自 动 浇水装置 等)。通过质 疑创新 活动,学生可以培养 创新 意识和实 践 能
力,并 拓展 物理知识的应用 范围 和 价值领域 。
(三)科学探究
问题 提 出:学生能够 根 据日常生活中观察到的现象 提 出有科学 依 据的问题
(如为 什么 气 球升空 时体积会 膨胀?水黾 为 什么 能 停 在 水 面 上? 等)。这些问
题可以 激发 学生的学习 兴趣 和探究 欲望 ,并 引导他 们进行深 入 的科学探究活动。
实验 设 计:学生能够 根 据 提 出的问题 设 计合理的实验方 案 (如 利 用 注射器
探究气体等温变化的规律、观察液体的表面张力现象等)。在实验 设 计过程中,
学生需要 考虑 实验 目 的、实验原理、实验 器 材和实验 步骤 等 因素 ,并 评估 实验
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方 案 的可行性和有 效 性。
证据 收集 :学生能够运用实验 器 材进行实验 操 作并 收集 有 效 的实验数据
(如 记录 气体压强和体积的变化关系、观察液体的表面张力现象等)。在证据
收集 过程中,学生需要 遵循 实验规 范 和 操 作规程, 确保 实验数据的 准确 性和可
靠 性。
解释与 交流 :学生能够运用所学的物理概念和规律对实验数据进行解释和
分析(如通过绘制等温线来验证玻意耳定律的 正确 性),并将 自己 的探究过程
和结 果 与 他人 进行 交流 分 享 (如 撰写 实验 报告 、参 加 科学探究活动等)。通过
解释与 交流 活动,学生可以 加 深对物理知识的理解和 记忆 ,并 提 高 自己 的表 达
能力和 沟 通能力。
( 四 )科学态度与 责任
科学本质:学生能够理解科学的本质是一种探 索自然奥秘 的理性活动,它
需要基于观察和实验进行 推 理和论证。学生应 该尊 重科学 事 实和科学规律, 避
免盲目迷信 和主观 臆断 。
科学态度:学生能够 保持 对科学探究活动的热情和 兴趣 , 勇 于 提 出问题和
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假设 ,并 敢 于 挑战传统 观念和 权威 结论。学生还应 该 具 备 实 事求 是的科学态度,
尊 重实验数据和理论 推导 的结 果 ,并 勇 于 承 认 自己 的 错误 和不 足 。
社 会 责任 :学生能够认识到物理学在日常生活和工业生产中的重要应用 价
值 ,并 努 力将所学知识应用到实 际 生活中 去 (如 利 用毛细现象 设 计 自 动 浇水装
置 等)。学生还应 该 关 注 物理学对 社 会进 步 和 环境保护 的影响,积 极 参与科技
创新 和 社 会 公益 活动。
可 持续发展 :学生能够理解可 持续发展 的重要性,并 努 力将物理学知识应
用到 环境保护 和 资 源节 约 等方面 去 (如探究不同能源 利 用方 式 的 效率 和 环境 影
响等)。通过参与可 持续发展 活动,学生可以培养 自己 的 环保 意识和 责任感 ,
并为实现可 持续发展目 标 贡献自己 的力量。
三、学情分析
(一) 已 知内容分析
在高中物理 必 修 课 程中,学生 已经初步接触 了热学的基本概念,包括温度、
热量、内能等,对热力学的基本过程有了一定的认识。 特 别是在《 必 修 3 》中,
学生 已经 学习了 静电场 、 电路 及其应用、 电磁场 与 电磁波初步 等内容,对 电磁