1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课时教案（表格式）2025--2026年教科版高中物理选择性必修第三册

1.2《 实验：用油膜法估测油酸分子的大小》课时教案 学科 物理 年级册别 高三上册 共1课时 教材 教科版高中物理选择性必修第三册 授课类型 实验探究课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于教科版高中物理选择性必修第三册第一章“分子动理论”的第二节，是学生在学习了物质由大量微观粒子构成、分子热运动等基本概念后，首次通过实验手段直接感知和估算微观世界的尺度。教材以“油膜法”这一经典实验为载体，引导学生理解单分子油膜的形成原理，掌握体积与面积关系的测量方法，并通过计算得出油酸分子直径的数量级。该实验不仅是对分子大小数量级的直观呈现，更是连接宏观可测与微观不可见之间的重要桥梁，在整个热学模块中具有承上启下的作用。 学情分析 高三学生已具备一定的物理思维能力和实验操作基础，熟悉基本测量工具的使用，且在化学课程中接触过阿伏伽德罗常数与摩尔质量的概念，为本实验的数据处理提供了知识支持。然而，学生对“纳米级”尺度缺乏真实感知，容易将分子想象得过大或过小；同时，在实验过程中可能忽视细节控制，如滴液体积的准确性、油膜边界判断的主观性等。此外，部分学生存在“重结果轻过程”的倾向，需通过任务驱动强化科学探究意识。为此，教学中应创设生活化情境激发兴趣，采用小组合作降低操作焦虑，并通过误差分析提升批判性思维能力。 课时教学目标 物理观念 1. 理解油膜法估测分子大小的基本原理，知道油酸分子在水面上可形成单分子层油膜，并能将其简化为圆柱体模型进行定量分析。 2. 掌握利用宏观可测量（油酸酒精溶液的浓度、一滴溶液的体积、油膜面积）推算微观量（分子直径）的方法，建立宏观与微观之间的联系。 科学思维 1. 能够运用理想化模型思想，将复杂的油膜结构抽象为“单分子层”和“紧密排列的球形或立方体”进行建模分析。 2. 在实验数据分析中识别系统误差与偶然误差来源，提出改进措施，发展批判性思维与逻辑推理能力。 科学探究 1. 经历完整的实验设计与操作流程，包括配制溶液、测定一滴体积、描绘油膜轮廓、计算面积与分子直径等环节，提升动手实践能力。 2. 在小组协作中明确分工、规范操作、记录数据并交流讨论，体验科学研究的真实过程。 科学态度与责任 1. 养成严谨求实的科学态度，尊重实验数据，不随意篡改结果，体会精确测量在科学研究中的重要性。 2. 感受人类探索微观世界的努力与智慧，增强对物理学的兴趣与责任感，理解科学技术发展的历史脉络。 教学重点、难点 重点 1. 理解油膜法估测分子大小的实验原理，掌握单分子油膜模型的构建方法。 2. 正确完成实验操作，准确测量一滴油酸酒精溶液的体积及形成的油膜面积，并据此计算分子直径。 难点 1. 理解并实现“单分子层油膜”的理想状态，避免多层堆积或未完全展开的情况。 2. 准确实验数据的获取与处理，尤其是油膜轮廓的描绘与面积测算，以及对实验误差的合理分析。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验法 教具准备 油酸酒精溶液（1:500）、注射器（1mL）、浅盘、痱子粉、玻璃板、彩笔、坐标纸、直尺、计算器、投影仪、微距摄像头 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入 【5分钟】 一、从一滴油说起———引发认知冲突 （一）、展示生活现象，提出问题链。 教师手持一瓶食用油，缓缓倒入盛有清水的透明烧杯中，引导学生观察：“请大家注意看，当我把这滴油滴入水中时，它会怎样？”随着油滴漂浮于水面并迅速扩散成薄层，教师继续追问：“为什么油不会沉下去？它能在水面上无限扩散吗？最终形成了什么样的结构？”待油膜稳定后，教师指出：“这个看似普通的油膜，其实藏着一个惊人的秘密———它可以帮我们‘看见’那些肉眼无法察觉的分子！”接着播放一段高速摄影视频，展示 ... ...