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刊名: 教育研究
       Educational Research
主办:  中国教育科学研究院
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  16开
ISSN: 1002-5731
CN:   11-1281/G4
邮发代号: 2-277
投稿邮箱:jyyj79@126.com

历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979

该刊被以下数据库收录:
中国人文社会科学引文数据库(CHSSCD—2004)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
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中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)


浅析分子间的作用力教学

【作者】 安茂金

【机构】 山东省济宁市兖州区第六中学

【摘要】
【关键词】
【正文】

  分子力是由分子间带电微粒的相互作用引起的,整个分子是一个复杂的运动的带电体,分子力的本质是电磁相互作用,所以分子间的作用力是很抽象的。研究表明:分子间同时存在引力和斥力,某些情况下表现为引力,某些情况下表现为斥力,它们的大小都跟分子间的距离有关。由于分子间的作用力是微观领域的力,学生很难理解大量分子间的相互作用是什么样的。就这一问题的教学,我谈一谈自己的一点体会,与大家分享。

  1、创造实验条件,让学生更多地动手实验,获得感性认识

  学生对感性知识印象深、记忆牢固,所以要尽量创造条件,用实验说话,增加学生的感性认识。通过布朗运动和扩散现象的学习,学生认识到分子在永不停息地做无规则热运动,同时也要引导学生思考分子间有无空隙的问题。我在教学时设计了一个演示实验:长玻璃管内,分别注入水和酒精,混合后总体积减小(注意混合前酒精与水的体积比为5248,实验效果较好)。学生通过观察、思考认识到分子之间的确有空隙。为了让学生体会分子间有相互作用力,而且相互作用力的大小与分子间的距离有关,我大胆设计了一个演示实验和一个学生分组实验。演示实验:取一个250 ml注射器,吸进100ml水后将开口端用橡皮帽封住,然后用力压注射器的活塞,引导学生观察注射器中水的体积的变化。可以看出,水的体积基本不变。水的体积为什么基本不变?组织学生分组讨论,让学生意识到分子间存在斥力作用。分组实验:把一块洗净的玻璃板吊在弹簧秤的下端,先使玻璃板水平地接触水面,然后用弹簧秤向上拉玻璃板,使它离开水面,观察弹簧秤的示数,可看到示数变大,手也会感觉水对玻璃板有很大的吸引力。学生通过动手操作、用心思考深刻体会了分子间的引力作用。实践证明实验不仅调动了学生学习的积极性,而且让学生获得了丰富的感性认识,为规律的建立奠定了良好基础。

  2、创设问题情境,让学生经历分析问题和解决问题的过程,获得理性认识

  构建主义认为学习不是教师向学生传递知识的过程,而是学生建构自己的知识和能力的过程,这就要求教师把课堂还给学生,让学生直接参与物理规律的创建过程。分子间作用力教学的重点是理解分子间存在相互作用并认识分子间相互作用力的基本规律,理解分子间作用力与距离的关系曲线是关键。我充分利用课本资源,让学生经历了读图和作图的思维过程。首先指导学生仔细阅读课本第八页上的图7.3-2(人教版高中物理选修33)和相关知识,思考以下问题:(1)此图的横坐标和纵坐标各表示什么,纵坐标正负值的含义是什么?(2)随着分子间距离的变化,引力和斥力各有什么变化,哪个力变化得更快?(3)如何理解变化的快?注意要给学生留充分的讨论时间。学生通过讨论认识到分子间的引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,随分子间的距离减小而增大,而且斥力比引力变化的快。所谓斥力比引力变化得更快,是指当分子间距离变化相同时,分子间的斥力变化量大于引力的变化量。在一定范围内,斥力曲线上各点切线的斜率比引力曲线上各点切线的斜率大。其次,要引导学生动手作图。让同学们看课本第九页“思考与讨论”讨论做合力的方法,并在课本上用铅笔尺子画出分子间的合力随分子距离关系的图像,利用实物投影仪展示学生的成果,并要求学生说一说分子间何时表现为斥力,何时表现为引力。学生在作出这条曲线的过程中,不仅知道了分子间的相互作用力在分子间距离的不同范围内具有不同变化特点这一结论,而且加深了对分子间相互作用力(合力)的理解,学会了用图像来表示某个变化的矢量,这对增强学生用函数图象表达、分析物理问题的能力是很有帮助的。教师要引导学生明确当分子间距离等于r0(平衡距离)时,分子引力和斥力大小相等,二力的合力即分子力为零,r0的大小与分子的大小差不多,数量级约为10-10m。当分子间距离r小于平衡距离r0时,分子斥力、引力随分子间距离减小而增大,但分子斥力比引力增加的快,分子力表现为斥力;当分子间距离大于平衡距离r0时,分子斥力、引力随分子间距离增大而减小,但分子斥力比引力减小的快,分子力表现为引力。物理教学要重视学生自主经历学习活动,在实现知识与技能目标的同时,让学生获得体验,掌握方法,提高能力。

  3、发挥多媒体的技术优势,让学生从微观角度认识分子力

  用计算机直观、具体的模拟物理现象,可使学生学生获得深刻认识,提高教学效果。对于分子间的作用力,学生从教材上看到的是一幅静止不动的图象,无法观察到分子间作用力随分子间距离变化的情景。我利用flash软件制作了分子力动画,帮助学生进行动态分析。通过计算机模拟,学生就会看到分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小,斥力随距离增大减小得更快,分子间的引力和斥力都随分子间距离减小而增大,斥力随距离减小增大得更快以及二者的合力大小和方向随分子间距离大小而改变的详细动态情景。这样的模拟化微观为宏观、变抽象为形象,非常有利于学生理解分子力的特点。

  4、注重理论联系实际,让学生在实践中深化理解分子力

  新课程倡导“以学为主”,注重物理知识从生活中来,到社会中去的教学理念。我在教学中注意了把抽象的理论跟学生的生活进行联系,突出“从可以直接感知的现象推测无法直接感知的事实”这种研究微观世界的新方法。例如,为了说明分子间存在间隙,我列举了一些生活中常见的例子比如酱油扩散到鸡蛋中、物体的热胀冷缩现象等。为了让学生体会分子力的特点,我设计了许多联系实际的问题,比如为什么用粉笔在黑板上写字,黑板上会留下字迹?为什么晒干的衣服穿在身上很舒服,当衣服湿了的时候,会粘在身上?请用物理知识解释为什么“破镜难圆”? 再如高温铸造、电焊、和面、胶粘物块等等。把学生日常生活中经常见到的现象活生生地展示在他们的面前,不仅能使学生对抽象的理论产生亲近感,而且有利于增强学生理论联系实际的意识,从而实现由理性认识到实践的飞跃。