1.5 分子热运动的统计规律 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

1.5《分子热运动的统计规律》课时教案 学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时 教材 教科版选择性必修第三册 授课类型 新授课 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第五节，是热学部分的基础理论之一。教材从宏观现象出发，引导学生理解温度、压强等宏观量的本质来源于大量分子无规则运动的统计平均结果。通过引入布朗运动、扩散现象等实验事实，揭示了微观粒子行为的随机性与宏观可观测量之间的内在联系，为后续学习理想气体状态方程和热力学定律奠定基础。 学情分析 高二学生已具备一定的力学和能量知识基础，对分子动理论有初步了解，但尚未建立“统计规律”的科学思维模式。他们习惯于确定性因果关系，难以接受“个体不确定、整体可预测”的统计思想。此外，抽象的微观图像与缺乏直观体验使得理解存在障碍。需借助模拟实验、动画演示和生活实例帮助其建构概念，并通过小组合作探究提升认知深度。 课时教学目标 物理观念 1. 理解分子永不停息地做无规则热运动的基本特征，掌握布朗运动与扩散现象的成因及其反映的微观本质。 2. 初步建立宏观物理量（如温度、压强）是大量分子集体行为统计平均值的概念，认识统计规律在解释热现象中的核心地位。 科学思维 1. 能运用类比推理方法，将人群随机行走与分子热运动进行对比，发展模型建构能力。 2. 在分析实验现象时，区分个别粒子行为的偶然性与大量粒子行为的必然性，培养归纳与演绎相结合的统计思维。 科学探究 1. 观察并描述布朗运动实验现象，提出“微粒为何持续抖动”的驱动性问题，设计简单方案验证分子撞击假说。 2. 通过数字化模拟软件追踪多个微粒轨迹，收集数据并绘制分布图，体验基于数据的统计分析过程。 科学态度与责任 1. 感受科学家（如布朗、爱因斯坦）严谨求实的探索精神，在讨论中尊重证据、理性表达观点。 2. 认识到自然界中普遍存在的随机性与规律性的统一，增强用科学视角观察日常现象的兴趣与责任感。 教学重点、难点 重点 1. 布朗运动的现象特征及其反映的液体分子无规则运动的本质。 2. 宏观热现象是由大量分子无规则运动的统计规律所决定的基本思想。 难点 1. 理解单个分子运动的无序性与大量分子整体行为的有序性之间的辩证关系。 2. 接受“无法预测单个分子轨迹，但可以准确描述群体统计特性”的非确定性思维方式。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、数字化模拟辅助教学 教具准备 显微投影仪、花粉悬浮液样本、计算机、统计模拟软件、PPT课件、任务单 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：看见“看不见”的舞者 【6分钟】 一、重现历史奇观：布朗的眼中之谜 （一）、展示真实影像，激发好奇。 教师开启显微投影系统，将载有花粉颗粒的水滴样本投射至大屏幕，缓慢调节焦距直至清晰呈现无数微小颗粒在视野中不断颤动、折线式跳跃的画面。引导语：“同学们，请看这片‘星河’———这些看似静止的液体中，竟藏着一群永不疲倦的舞者。1827年，植物学家罗伯特·布朗首次在显微镜下捕捉到这一奇异景象，他原以为这是生命的律动，可当他换用无机矿物粉末重复实验时，同样的舞蹈仍在上演。这究竟是谁在推动它们？难道水分子真的在‘踢踏’？” （二）、设问层层递进，引发认知冲突。 紧接着提问：“如果这些微粒是被水流带动，为何轨迹不是平滑曲线而是剧烈抖动？如果是重力作用，为何它们不上浮也不下沉反而横向乱窜？有没有可能是某种神秘力量在操控？”待学生纷纷摇头否定后，教师缓缓道出：“真正的幕后推手，正是我们肉眼无法看见的———数以亿计的水分子。”随即播放一段高速摄影合成动画：一个放大百万倍的微观世界里，密集排列的水分子如同狂暴的蜂群，从四面八方随机撞击着中央较 ... ...