《运动的水分子》教学设计（精选16篇）
篇1：《运动的水分子》教学设计
一、教学目标
1.认识分子的基本特征，学会从分子的角度解释生活中常见的现象。
2.通过小组合作、交流讨论，锻炼团结合作、独立思考以及语言表达能力;通过自主阅读，提高自主学习的能力;通过实验演示，初步练习实验观察、问题分析的方法和能力。
3.通过与日常生活的联系，激发学习兴趣，体验宏观现象与微观世界的联系，体会化学与生活的密切联系、化学对生活生产的影响作用，提升化学价值观。
二、教学重难点
【重点】
认识分子的基本特征。
【难点】
用分子的观点解释生活中常见的现象。
三、教学过程
环节一：导入新课
【多媒体播放】缓缓流淌的小溪、奔腾湍急的`江河、波涛汹涌的大海。
【教师提问】同学们，无论是小溪、江河还是大海，虽然名称不同，但是它们却有着共同的特点，它们都在不停的流动，并且都主要由同一种物质组成，大家知道这种物质是什么吗?
【学生回答】水。
【教师提问】水是由什么构成的?
【学生回答】水分子。
【教师总结】水是由大量的水分子构成的，通过视频我们观察到水在不停地运动，我们肉眼看不到的水分子是不是也在运动呢?许多物质像水一样，也是由分子构成的，分子是构成物质的一种微粒，分子又具有怎样的性质呢?一起进入今天的学习。
环节二：新课讲授
1.质量体积都很小
【多媒体展示】展示一段关于水分子的资料。
【教师提问】根据材料内容，一滴水含有多少个水分子?
【学生回答】1.67×1021个水分子。
【教师讲授】如果十亿人不分日夜的数一滴水中的分子，每人每分钟数100个，需要数三万多年才能数完。这说明水分子怎样的性质呢?
【学生回答】质量体积都很小。
【教师总结】不光是水分子的质量体积都很小，其他分子同样具有这样的性质，这是分子的一条基本性质。
2.分子之间存在间隙
【教师演示】混合100 mL大豆和100 mL小米，让学生观察混合后的总体积变化。
【学生回答】总体积小于200mL。
【教师提问】为什么会出现这样的现象?
【学生回答】颗粒之间存在间隙。
【学生实验】在25mL量筒中混合10mL的水和10mL的酒精，观察现象。小组之间进行交流能得出什么结论?
【交流讨论】混合后的液体总体积小于20mL，可知分子之间同样存在间隔。
【教师提问】生活中的哪些现象可以说明分子之间存在间隔?
【学生回答】温度计的热胀冷缩。
【教师提问】分子相互间存在间隔，分子之间的间隔随温度会改变吗?
【学生回答】高温下分子间的间隔变大体积变大，低温下分子间隔变小体积缩小，所以观察到物质有热胀冷缩现象。
【演示实验】将同样体积的空气、水、沙子分别放入在针筒中，按压活塞，观察现象。
【学生回答】针筒向前移动的距离大小为：空气>水>沙子。
【教师提问】这些现象说明什么?
【学生回答】说明通常来看，分子之间的间隔大小比较为：气体>液体>固体。
3.不断运动
【教师演示】取两只相同容积的小烧杯，一只中加入半杯热水，另一只中加入半杯冷水，然后分别加入少量品红，观察现象。
【学生回答】两只烧杯中的品红均扩散。
【教师提问】两只烧杯中的品红扩散速度有什么区别?
【学生回答】热水杯中的品红的扩散速度更快。
【教师提问】这些现象说明什么?
【学生回答】说明分子是处在不断的运动中的，并且温度越高，运动速度越快。
【教师提问】生活中还有哪些现象可以体现分子不断运动的性质?
【学生回答】长期堆煤的地面，厚厚的泥土下面也是黑色的;湿衣服晾在阳光下比晾在阴凉处干得快。
环节三：巩固提高
【教师提问】解释以下诗句中所包含的化学知识：①酒香不怕巷子深;②踏花归去马蹄香。
【学生回答】分子处在不断的运动中。
环节四：小结作业
【小结】请学生归纳总结分子的基本特征，说一说这节课的收获。
【作业】查阅资料寻找“氨分子扩散实验”，了解反应的原理和现象，思考如何得出实验结论。
四、板书设计：略。
篇2：《运动的水分子》教学设计
课题2 分子和原子
教学目标1、识与技能：(1)认识物质是由分子、原子等微小粒子构成的(2)认识分子是保持物质化学性质的最小粒子;原子是化学变化中的最小粒子(3)通用微粒的观点解释某些常见的现象2、过程与方法(1)通过对学生熟悉的日常现象提出问题，引发学生思考，来探索微观世界，认识分子和原子(2)通过对宏观现象的讨论，把对微观世界的探索引向深入，引导学生用分子、原子的观点分析比较两种变化，进一步从化学变化中认识分子与原子的特征，形成概念。3、情感、态度与价值观(1)・ 增强学生对微观世界的好奇心和探究欲，激发学生学习化学的兴趣(2)・ 培养学生的抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力教学重点、难点：重点：从宏观现象微观粒子的运动，形成分子和原子的概念难点：抽象思维的.培养教学准备1、 准备品红和氨的扩散实验的仪器2、 准备酒精和水的混合实验课时安排： 2 课时教学过程：第一课时：教学流程教师活动学生活动设计意图创设情境，设问激趣创设情境把一瓶香水带进教室，放在讲台上，打开瓶塞1、 同学们为什么会闻到香味?2、 糖放入水中为什么不见了?3、 衣柜中樟脑片为什么会不见了?学生思考、讨论从学生熟悉的现象入手激发学生的探究欲设问激趣，导入新课实验3―2：品红的扩散在静止的水中品红为什么能扩散呢?学生实验;观察现象;思考讨论。在学生亲身体验中激发思维及探究欲过渡在很久以前许多学者就对上述这些问题进行了探究，他们提出了物质是由不连续的微小的粒子构成的设想小结：物质确实是由微小的粒子――分子和原子构成的。小实验：请同学们用手对着脸轻轻扇动，感受一下分子对脸撞击的感觉确立物质是由分子和原子构成的观点;充分发挥学生的想象力。形成物质是由分子和原子构成的观点，培养学生的想象能力。肉眼看不见的分子是真实存在的吗?展示图片：教材P48图3-6、3-7看图想象分子的存在让学生了解现代高科技，并借助图像进入微观世界。肉眼看不见的分子有何特点?1、 花香能闻到，但却看不到。2、 能看到整块的糖，却看不到溶解后的糖思考、讨论，并归纳总结锻炼学生分析、推理、归纳、总结的能力。实验探究 对比分析 了解性质分子很小1个水分子的质量约是3×10-26kg;1滴水中大约有1.67×1021个水分子做氨水在空气中的扩散实验请同学们猜想：为什么B杯中的溶液变红了?针对你的猜想，请设计实验方案，证实你的猜想。小结1、 氨水中氨分子不断扩散进入了酚酞溶液中，使酚酞溶液变成了红色。该实验 说明了分子在不停地运动。2、 在受热的情况下，分子的能量增大，运动速率加快。按实验要求观察现象：B杯中的溶液变红了。学生猜测，讨论把实验步骤略作改变，让学生体验实验 探究的步骤：提出问题→设计实验→收集证据→得出结论，培养学生的探究的能力实验：酒精与水的混合思考：为什么1+1≠2一碗黄豆与一碗小米混合是否等于两碗?小结：分子之间有间隔观察现象：1+1≠2思考、讨论、猜想练习巩固分析归纳用分子的观点分析：1、 为什么墙内开花墙外香?2、 为什么湿衣服在阳光下比在阴凉处易凉干?3、物质为何有三态变化?讨论、分析、交流分子的性质：分子很小;分子不停地运动;分子间有间隔。
篇3：《运动的水分子》教学设计
一、分子筛的结构
分子筛又称沸石, 是由TO4 (T=Si, Al或P) 四面体通过氧原子连接而形成次级单元进而相互连接形成有序的晶体结构。4A型分子筛是A型分子筛的一种, 属于LTA拓扑结构, 其晶胞含有八个β笼, 每个β笼中有12个钠离子。A型分子筛中八元环上分布的钠离子挡住了部分孔口, 从而使其孔径变为4埃, 所以Na A型分子筛又叫做4A沸石。当钠离子交换为钾离子和钙离子后, 其有效孔径分别变为3埃和4埃, 所以KA和Ca A型分子筛又分别称为3A和5A型分子筛。上世纪70年代, 由于大量含有多聚磷酸钠 (简称STPP) 的洗涤剂的使用, 导致水环境污染。世界各国立法限制含磷洗涤剂的使用和生产。由于4A分子筛具有与钙镁离子交换的功能从而取代多聚磷酸钠, 廉价易得的4A分子筛而成为洗涤剂中STPP的代用品。这主要是因为4A分子筛除可与硬水离子交换外, 其表面电荷能与污液中污垢粒子形成杂性凝聚而悬浮于溶液中, 从而提高了污垢的增溶性。本实验通过凝胶水热合成法制备4A分子筛, 并通过离子交换测定其钙离子交换能力。
二、实验试剂、仪器和实验步骤
1.试剂和仪器设备。九水硅酸钠 (Na2Si O3·9H2O, 分析纯) , 偏铝酸钠 (Al2O3含量>42%, 分析纯) , 氢氧化钠 (Na OH, 分析纯) , 去离子水 (H2O) , 无水氯化钙 (Ca Cl2, 分析纯) , 乙二胺四乙酸二钠 (EDTA, 分析纯) , 乙醇胺 (分析纯) 。50m L聚四氟乙烯不锈钢反应釜, 烧杯 (50m L, 100m L) , 移液管 (1m L、50m L) , 表面皿, 天平 (0.1mg) , 磁力加热搅拌器, 鼓风干燥烘箱, 干燥器, 马弗炉。Rigaku Mini Flex 600型X射线粉末衍射仪, Nicolet NEXUS 670 FTIR红外光谱仪, JSM-6700F型扫描电子显微镜 (JEOL, 日本电子) 。
2.4A分子筛的制备步骤。在50m L烧杯中称取16.45克九水硅酸钠, 加入15m L去离子水, 搅拌溶解形成澄清的溶液。另取50m L烧杯中称取5.83克偏铝酸钠, 加入20m L去离子水搅拌溶解形成澄清的溶液。然后将二者快速混合, 搅拌10min得白色溶胶。然后将含有3.97克十八水硫酸铝的20克水溶液, 在搅拌下滴加入上面溶胶。全部加完, 得到稠状凝胶, 继续搅拌10分钟, 然后转入不锈钢高压釜中 (注意高压釜安装顺序) , 置于100摄氏度烘箱中, 水热反应4小时。取出放入冷水中冷却20分钟, 过滤洗涤至滤液p H值<9, 滤饼放入100摄氏度烘箱干燥10h得样品。
3.4A分子筛的结构表征。所合成的分子筛的结构采用X射线粉末衍射仪和傅里叶红外光谱仪表征。X射线衍射仪为Rigaku Mini Flex 600型, Cu Kα (λ=1.5418) , 管电压25k V, 管电流25m A, 扫描速度5°/min, 扫描范围2theta=5-35°。将X射线衍射图谱与国际粉末衍射标准联合会 (Joint Commitee on Difraction Standards) 出版的《Powder Difraction File》中的11-590号卡片比对。所合成的分子筛的红外光谱采用在KBr压片, 在Nicolet NEXUS 670 FTIR红外光谱仪上测试。产物的晶体形貌通过JSM-6700F型扫描电子显微镜采集。
4.4A分子筛的钙离子交换测定。首先用称量瓶或坩埚等取4A分子筛样品在100度烘箱中烘24h, 然后置于含有饱和氯化铵溶液的恒湿器中, 饱和吸湿24h。测量时用已恒重的瓷坩埚取吸湿后样品0.5克, 精确至0.001g。平行取三份, 取其中一份测定吸湿水量。将已称试样的瓷坩埚置于 (800+10) ℃的马弗炉中, 灼烧6h, 取出放入干燥器中, 冷却至室温称量。
4A分子筛的吸湿水量W以质量百分数表示, 按下式计算:
式中:m1为灼烧前试样质量;m2为灼烧后试样质量, 结果以算术平均值表示至整数个位。
另外两份样品平行测试钙离子交换量:准确取50m L 0.05 mol/L氯化钙溶液放于1000 m L烧杯中, 然后加水450 m L, 加入数滴0.05mol/L的氢氧化钠溶液调节PH至10.2~10.5。将烧瓶用保鲜膜密封后放入 (35士1) ℃恒温水浴中, 恒温半小时后向烧杯中放入0.5克4A分子筛样品, 在转速为600 r/min条件下搅拌反应20分钟后, 取出烧杯用布氏漏斗抽滤, 回收滤液。所得滤液应清澈透明, 如果不是则弃去重做。然后准确吸取滤液50 m L于250 m L锥形瓶中, 加入钙指示剂少许 (约60mg) 和2 m L 2.5 mol/L氢氧化钠溶液, 用0.01mol/L的EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变蓝色为终点, 记录耗用的EDTA溶液体积 (VE) 。滴定两次, 然后取平均值。
4A分子筛的钙交换能力E采用国标规定的毫克碳酸钙每克无水4A分子筛来表示, 通过下式计算。
式中:
C0———氯化钙标准溶液的浓度, 单位mol/L;
C1———EDTA标准溶液的浓度, 单位mol/L;
VE———耗用EDTA溶液的体积, 单位m L;
m———4A分子筛质量, 单位g;
W———吸水量, 单位%;
100.08碳酸钙的毫摩尔质量, 单位mg/mmol。
三、实验结果
1. XRD结果。
图1给出了所得分子筛的XRD谱图。将该XRD谱图与PDF卡片11-590的XRD模拟谱图比较可见, 所制备的样品与A型分子筛的模拟谱图吻合, 各个衍射峰位置和强度对应完好, 具有LTA型骨架结构的分子筛特征的XRD衍射峰。由此可见, 所合成的样品为4A型分子筛。
2. 红外谱图。
由图2所示, 样品的红外吸收峰在996 cm-1、556 cm-1、463 cm-1。其中996 cm-1的特征峰为硅氧四面体中Si-O键的不对称伸缩振动。560 cm-1的特征峰对应于LTA型分子筛的双四元环 (D4R) 特征振动。470 cm-1的特征峰归于硅氧四面体中Si-O键的弯曲振动。
3. 扫描电镜。
以扫描电子显微镜对产物的粒径和形貌进行表征。如下页图3所示, 合成的分子筛的每个粒子为四方体形, 尺寸大约为5μm, 粒度分布比较均匀, 无团聚现象。
4. 钙离子交换量。
所得样品的钙离子交换量310 mg碳酸钙/g, 达到国家洗涤剂用4A分子筛标准。
四、注意事项及思考题
1. 硅酸钠与偏铝酸钠混合时, 速度要慢, 同时搅拌充分以使溶胶组成分布均匀。
2. 反应釜安装要按照顺序拧紧, 取出后要充分冷却, 以防喷出。
3. 为什么A型分子筛的阳离子不同, 其分子筛孔径会相应发生变化?
4. 水热合成分子筛材料是需要高温高压环境, 而在本实验是如何达到这一条件的?
5. 查阅分子筛合成的文献, 了解其他高硅分子筛的合成方法, 并与A型分子筛比较其不同。
本实验通过水热法合成了4A分子筛, 并通过钙离子交换测定了所合成分子筛钙离子交换性能。学生基本上能掌握水热反应制备无机材料的方法, 了解分子筛生长和离子交换的原理, 并巩固了仪器分析中X射线衍射仪 (XRD) 、红外光谱仪 (IR) 、扫描电镜 (SEM) 的使用。有助于培养学生的查阅文献、分析问题能力、设计能力以及独立实验操作能力。
摘要：本文以培养学生掌握无机材料水热合成方法为目的, 探索了溶胶-凝胶水热法合成4A型分子筛的实验教学过程。考察了适于实验教学的水热合成和钙离子交换能测试步骤。该实验从产品制备到性能分析, 时间和步骤安排合理, 可操作性强, 适宜在本科及研究生实验教学中推广。
篇4：快乐探究分子运动等
“1+1≠2”：把100mL的水倒入100mL的酒精里，结果总体积小于200mL!
“悟空的祥云”：把分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒(多像悟空的金箍棒)相互靠近，两棒中间就会生成一股白炯(多像悟空驾驭的祥云)。
我也要做实验!我能够设计一个有趣的实验吗?我也要去探究微观世界……
于是，他找来小伙伴，一起踏上了科学探究的之旅。
二、奇思妙想快乐探究
小明同学在距一支粉笔的粗端2cm处点上一滴蓝墨水，将粉笔插入盛有酒精的培养皿中。过了一段时间发现，随着酒精的上升，蓝墨水在粉笔上不断移动，最后蓝墨水在粉笔上形成两个比较明显的区域(如下图所示)。
三、我做我思探求未知
小明的实验也很奇妙吧!可是问题又来了，你能和他一起讨论交流吗?
1蓝墨水中含有______(填“相同”或“不同”)种类的分子。
2由此实验可以作出以下推测：
①用滤纸代替粉笔重复上述实验，______(填“能”或“不能”)得到相似的实验现象；
②不同分子在同种介质(如粉笔)中，运动速度______(填“相同”或“不同”)。
四、讨论交流形成共识
人多力量大，人多点子也多。这些问题很快得到了解决，最后小明做了总结性发言，将讨论结果向大家
做了汇报。我们来听一听吧!
根据实验前后现象的不同，实验后出现了两种不同的颜色，此现象是由于蓝墨水中的不同分子在粉笔中运动速度不同造成的；滤纸和粉笔一样都具有很好的吸水性。因此，用滤纸代替粉笔重复上述实验，也能得到相似的实验现象。
所以，问题的回答是(1)不同(2)①能②不同
自制能量转化演示器
周政
初中物理教材中，有机械能、内能互相转化的实验。为了授课所需，我自制了一件机械能、内能转化演示器。实验效果好，趣味性强，安全可靠，成本低。
一、材料
子弹壳(军训时拾取)，红绸子，细铁丝，铅块，火药。
二、制作方法
1将子弹壳距底2cm处据断，如图1所示。
2削制一根粗细比子弹壳内径略小的圆木棒，将木棒打入泥土中2cm深，旋转拔出木棒，在泥土中留下2cm深的小孔。
3如图2所示，弯制铁丝成小环，将其放入小孔中，将铅块放于一个铁盒中，在炉上将其熔化，倒入小孔中，冷却成铅锭，铅锭内含铁丝，顶端露出小环，在铁丝环上系上红绸子。
三、演示
1在子弹壳中放入火药，铅锭处适当包纸，塞入子弹壳，使其松紧适度，如图3所示。
篇5：《分子热运动》教学反思
教材分析：“分子热运动”选自九年级物理人教版第十六章第一节，是学生已经对物质的组成及分子运动情况等宏观知识有了大致的了解情况下，对微观世界的知识进一步探究学习，为后面研究物体内能及其有关知识做好铺垫。但由于分子的运动无法直接观察探究，所以本节课主要采用类比的方法组织教学。 为实现物理源于生活，服务于生活，同时了解和分子热运动有关的现代科技，在教学过程中让学生列举扩散现象在生活中的有关实例及其应用。
由于本节知识与技能要求较低但内容抽象，在学习过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生讨论为主，在教师引导的基础上，运用讨论与实验相结合的教学模式，以“提出问题──进行类比──形成假说──分析推断──实验检验──得出结论”为主线的思维程度进行教学，利于培养学生的能力。
学情分析：学生在“多彩的物质世界”中，已经对物质的组成及分子运动情况有了大致的了解情况，并在化学课中已经知道了扩散现象，对生活中一些常见的扩散现象也有了较深的印象，但对于分子的运动快慢与什么因素有关的问题并不十分清楚，通过大量的实验本节课通过大量的实验让学生学会发现问题，提出问题解决问题的能力。
二、教学目标
1. 知识与技能目标
①知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 ②能够识别并能用分子热运动的观点解释扩散现象。 ③知道分子热运动的快慢与温度有关。 ④知道分子之间存在相互作用力。
2.过程与方法
①通过演示实验，说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 ②通过观察演示实验使学生知道，物体温度越高，分子热运动越激烈。 ③通过将分子间作用力与弹簧的弹力类比，使学生了解分子间既存在斥力又存在引力。
3.情感、态度和价值观
①用实验激发学生的学习兴趣，通过交流学习讨论培养学生的合作意识 ②培养学生发现问题，提出问题和解决问题的能力。
三、教学重点、难点
1.重点：
①物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 ②分子热运动的快慢与温度有关。 2. 难点：
①理解扩散现象，并能用分子热运动的现象进行解释。
②知道分子之间存在相互作用力，大体了解固体、液体和气体分子间作用力的特点。
四、教学用具
演示实验器材：花露水、酒精、醋、广口瓶两个、二氧化氮气体、玻璃瓶两个、玻璃板一块、烧杯两个、开水、冷水、红墨水、乒乓球两个、弹簧
五、教学过程
(一)、新课引入
1.复习提问：
①物质是由分子组成的，分子由原子组成。 ②原子的结构?
③固体、液体、气体分子的排列各是怎么样的? 由学生讨论回答
教师指导指出，分子是不能用眼睛看到的(区别被风吹起的灰尘和花香) 2.创造情境：
①教师把提前准备好的酒精和醋，分别先后放在讲桌上让学生分辨各是什么液体?
②教师用黑色塑料袋包着花露水在学生间边走边倒出，让学生猜是什么? 由学生感受，激发其学习的兴趣(学生猜出后表扬，然后提问为什么能闻到香味)
3.教师引导：
“怎么样判断瓶子里装的是什么液体?”
“是什么从瓶中跑出来，让我们闻到了酒精味和酸味?” “我们能闻到香味，但不是同时闻到的，，对于这个现象，同学们有什么问题 ”
教师提出解释：酸味、酒精味、香味等的分子从容器中挥发出来，向各个方向传开来，进入到鼻子，就会闻到，通过实验验证气体分子的运动。 4.引入课题：分子热运动
(二)、扩散现象
1.教师演示：二氧化氮气体的扩散现象
让学生细心观察玻璃瓶中气体颜色的变化
启发学生思考：二氧化氮密度大于空气，它是怎么进入到上面的空气中的?
引导学生讨论交流，得出分子在运动着，二氧化氮分子与空气分子进入到对方瓶中，这是分子运动的结果。
提出问题：“气体分子能运动，液体分子能运动吗?”
“怎么样通过实验验证液体分子能够运动?”
2.教师演示实验：把几滴红墨水滴入烧杯的清水中让学生观察，并请学生解释原因。 再让学生列举几个液体扩散的例子。 3.启发：固体分子会运动到其他物体吗?
举例：长期放煤的墙角会变黑。 4.讲述：
扩散现象，不同的物质接触时，彼此能互相进入对方的现象。 气体、液体、固体都会发生扩散现象。
扩散现象说明：一切物质的分子都在不停的做无规则的运动。 5.提出问题：影响扩散快慢的主要因素是什么?
教师演示实验：把几滴红墨水分别滴入冷水和开水中，让学生观察现象并说明分子的扩散现象与温度的关系? 由实验引出“热运动”的概念。
且得出，温度越高，分子的热运动越剧烈。
(三)、分子间的作用力
1.提出问题：既然分子在不停运动，固体、液体分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起保持一定的体积呢?
“为什么气体和液体很容易分隔开?而大多数固体却需要用较大的力?” “为什么压缩固体和液体很困难呢?” 学生举例
启发猜想：分子间存在力的作用
教师演示实验：把弹簧的两端系上乒乓球，让学生感受分子间的引力和斥力来说明分子力的作用特点。 根据学生对扩散的理解 解释：分子间存在斥力，由于斥力的存在，使得分子已经离得很近的固体，液体很难被压缩。说明分子间既有引力又有斥力，并类比弹簧连接的小球间作用力检查学生学习情况。
(四)、课堂小结
引导组织学生回顾本节学习内容，让学生列举扩散现象在生活中的有关实例及其应用，在交流的基础上进行学习小结并对本节学习情况进行简单评价。
(五)、练习
书本第126页练习第1.2.3.4题
(六)、作业
判断下列说法的正误并解释：
1.气体、液体都可以发生扩散现象，固体则不能 2.温度越高，扩散现象越明显 3.物体温度达到0°C时，分子的运动就停止 4.固体分子之间只存在相互作用的引力 5.蔗糖能溶于水，说明分子做无规则运动
六、板书设计 板书：
第一节
分子热运动
1.扩散现象：不同的物质接触时，彼此能互相进入对方的现象。 2.扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
3.由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动。
温度越高，热运动就越剧烈。 4.分子间存在相互作用的引力和斥力。
七、课后反思
篇6：分子热运动教学设计书
第十六章 第1课时 分子热运动
教学设计
——史军
一、学情分析
学生在“多彩的物质世界”中，已经对物质的组成及分子运动情况有了大致的理解，并且化学课中已经知道了扩散现象，对生活中一些常见的扩散现象也有较深刻的印象，因此学生对扩散现象的理解较为容易。扩散现象是“一切物质的分子都在不停地做无规则的运动”的宏观表现。因此本节课中做好扩散现象的实验是让学生确信“一切物质的分子都在不停地做无规则的运动”的关键。
分子动理论的其他内容对于学生来说则显得较为抽象，做好相关的实验显得更为重要。例如为了说明：（1）分子运动的快慢与什么因素有关，设计了墨水在不同温度的水中扩散的实验；（2）分子间有间隙，设计了水与酒精混合的实验；（3）分子间存在相互作用力，设计了铅柱间相互吸引的实验等等。在演示每一个实验的过程中，都让学生经历了观察、讨论分析、总结归纳得出结论的过程。把抽象的内容通过实验进行比较感性的认识，从而突破本节的难点。同时也充分的调动了学生学习的积极性，培养了学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。
二、教学目标
（一）知识与技能
（1）知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。（2）能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。（3）知道分子热运动的快慢与温度有关。（4）知道分子之间存在相互作用力。
（二）过程与方法
（1）通过实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。（2）通过实验使学生推测出物体温度越高，热运动越剧烈。
（3）通过实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在引力又存在斥力。
（三）情感态度与价值观
（1）经历观察、实验及探究等学习活动,培养学生实事求是的科学态度。
沙溪初级中学初三物理第十六章《热和能》
（2）使学生了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的现象。（3）通过探究性活动使学生获得成功的愉悦，培养学生学习物理的兴趣。
三、教学重点、难点
（一）教学重点
（1）知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。（2）知道分子热运动的快慢与温度有关。
（二）教学难点
（1）能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。（2）知道分子之间存在相互作用力。
四、教学方法
1、整节课运用“讨论·实验·探究·创造·反思”五位一体的教学模式，以“提出问题───进行实验───分析推断───得出结论”为主线的思维程度进行教学，利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。
2、在进行“分子运动剧烈程度与温度的关系”的探究中运用类比、推理、论证的方法。以学生为主体，以学生讨论为主，充分调动学生学习的积极性。
3、多媒体辅助教学法:通过多媒体教学让学生认知了扩散现象在生活中的应用，丰富学生的感性认识，深化对科学规律的理解。
五、教学过程
（一）创设情景，设疑激趣，引入新课
多媒体展示：梅花的图片，以及诗歌。
梅花
墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。
提出问题：诗歌中哪一句说明了我们能闻到了花的香味，我们为什么能闻到花的香味呢？
学生通过分析知道诗中“为有暗香来”这一句为关键句，而对于为什么能闻到花香，学生还没能给出正确的解释，为新课的讲授设计了疑问。
沙溪初级中学初三物理第十六章《热和能》
（二）实验探究，培养能力，新课讲授
1、分子
提出问题：
1、物质是由什么组成的？
2、分子具有什么特征？
根据“多彩的物质世界”以及化学的相关知识得出：物质是由分子组成的，分子具有体积小、数目多的特征。
2、扩散现象（1）扩散现象
提出问题：分子是运动的还是静止的？我们可以直接观察吗？怎样才能知道分子是否运动呢？
根据生活经验：喷香水或空气清新剂，炒菜时很快就闻到香味，初步得出分子是在运动的。
实验探究1：二氧化氮气体和空气之间的扩散
实验现象：空瓶子慢慢出现红色的气体
结论：(1)不同的物质在互相接触时，（由于分子运动）彼此进入对方的现象, 叫做扩散。
(2)分子都在不停地做无规则运动。
递进提问：气体可以发生扩散现象。那么液体和固体是否也能发生扩散现象呢？
实验探究2：多媒体演示液体扩散的实验。实验探究3：多媒体演示固体扩散的实验。
结论：气体之间、液体之间、固体之间都可以发生扩散现象。
（2）影响扩散快慢的主要因素
猜一猜：气体、液体、固体都会发生扩散,它们的扩散速度和什么因素有关呢？
实验探究1：往质量相等的两杯温度不同的水中，滴入墨水，观察哪杯水扩散的速度较快。结论：分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快。
沙溪初级中学初三物理第十六章《热和能》
补充：由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子热运动。（3）分子之间存在空隙
实验探究1：多媒体演示酒精与水混合的实验 实验现象：水和酒精混合后总体积变小 结论：分子间存在间隙。（4）讲练结合、走向生活
(1)下列运动中，能表明分子在不停的做无规则 运动的是（）A、无数雨滴从空中落下
B、“固体清新剂”能使居室温馨芳香 C、秋风起，漫天灰尘飞扬 D、一铁块在潮湿的空气中生锈
(2)下列现象中，不属于扩散现象的是（）A、炒菜时加盐，使菜有了咸味 B、少量工业废水污染了整个水库 C、校园里黄桷兰花盛开清香宜人 D、雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤
（3）“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的诗句，从物理学角度“花气袭人知骤暖”可以理解为：花朵分泌的芳香油 分子
加快，说明当时周边的气温突然
3、分子间的作用力（1）分子间的作用力
提出问题：物体内部分子不停地运动，为什么固体和液体中分子不会飞散开，总是聚合在一起？
实验探究1：铅柱实验
两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两块铅就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。结论：分子间存在引力
递进提问：分子间存在间隔，那么固体和液体为什么很难被压缩？
实验探究2：用两个乒乓球代表某种物质的两个分子，中间用一个弹簧连接。压缩弹簧时两乒乓球相互排斥，拉伸弹簧时两乒乓球相互吸引。
沙溪初级中学初三物理第十六章《热和能》
“分子之间存在着相互作用力”是极为抽象的，学生很难理解，为了让学生能更好的理解这一知识点，用弹簧连着的乒乓球演示分子间的相互作用力，从而把抽象的问题形象化。结论：分子间的作用力：当分子间的距离很小时，作用力表现为 斥力，当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。（2）讲练结合、走向生活
（1）下列现象中，支持分子间存在引力的证据的是（）A、两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起 B、固体和液体很难被压缩 C、磁铁能吸引大头针 D、破镜不能重圆
(2)、液体很难被压缩的原因是（）A、分子间存在着引力 B、分子间存在着斥力 C、分子间有间隙 D、分子在不停的运动
(3)一根纱线容易被拉断，一根铜丝不易被拉断，这个现象说明（）
A、纱线内分子间不存在引力，铜分子间只有引力 B、纱线内分子间只存在斥力，铜分子间不存在斥力
C、纱线内分子间的引力比斥力小，铜分子间的引力 比斥力大 D、纱线内分子间相互作用力比铜分子相互作用力小
（三）课堂总结
1、分子动理论的基本内容（1）物质由分子组成
（2）扩散现象表明：一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。分子间存在间隙
（3）分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
2、分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快。
沙溪初级中学初三物理第十六章《热和能》
六、教学资源：课件（见精品课程教学资源包课件）
七、课时录像、文字实录（见精品课程教学资源包课时实录）
八、练习与作业（见精品课程教学资源包练习）
九、反思与建议
《分子热运动》是第十六章的第一节课，经过精心的准备本节课取得了良好的教学效果，对这节课的教学我有如下的心得体会： 成功之处：
（一）以诗歌引入，激发学生的学习兴趣
通过《梅花》一诗，提出问题“为什么能闻到梅花的香味？”，学生自然会想到生活中闻到香味的例子，从而了解什么是扩散现象，并且能使学生从宏观角度出发，让学生感知到宏观现象可能与微观世界密切相关，从而过渡到新课内容，打开微观世界的大门，通过推理来感知一切物质的分子都在不停地做无规则运动。利用轻松的活动引入，使学生自然地参与其中，激发学生学习热情。
（二）注重实验，善于培养学生的能力
分子动理论作为微观世界的内容，人们无法直接观察，因而显得十分抽象，为了让学生更好的理解这一理论，在课堂中我采用了大量的实验进行讲解。1）二氧化氮气体和空气之间的扩散实验。
2）硫酸铜溶液和清水的扩散实验。
3）酒精和水的混合实验。
4）红墨水在热水和冷水中扩散的实验。5）两铅块相吸实验。
在实验过程中，主要充分调动学生的学习积极性，以学生分析、讨论为主，在教师引导的基础上，让学生亲历科学探究过程中的各个环节：问题——猜测——验证——结论——创造——发现。利于培养学生逻辑思维能力和归纳总结的能力。
（三）注重学生研究问题方法的培养
在本节课的教学中用到的研究方法：控制变量法、转换法。在探究分子运动快慢与温度关系时，保证热水和凉水的质量相同，滴入的墨水等量，体现了控制变量的思想。由于分子和分子运动的微观性，无法用肉眼直接观察，需要应用转换法，通过对宏观现象的观察和分析得出结论。
沙溪初级中学初三物理第十六章《热和能》
（四）信息技术与物理学教学整合恰当适中
由于分子的运动无法直接观察探究，所以本节课主要采用实验为主，以计算机模拟的方法为辅组织教学。
水与硫酸铜溶液扩散需要几天时间、金与铅的扩散实验更是需要几年时间，这是不可能在课堂上完成的，通过FLASH动画和视频进行展示加强学生对液体和固体都可以发生扩散现象的理解。这样把生动、形象、直观、感染力强的多媒体技术应用于课堂，起到了辅助课堂教学的作用。这些色彩鲜艳，声像并茂的动画同时刺激了学生多种感觉器官，有助于完成教学目标，化解教学难点。有待完善之处：
（一）分子动理论的内容较为抽象，因此在教学的过程中都是通过实验来讲 解的，但是由于本节课的实验过多，而且有些实验的效果并不明显，比如说在做NO2气体扩散实验时，NO2 气体的浓度不够，学生要观察到NO2 气体扩散到了上面的广口瓶中，就要等较长的时间，因此使得课堂时间较紧，整节课下来就显得有点匆忙。
篇7：初中物理分子热运动教学设计
2.能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。
3.知道分子热运动的快慢与温度的关系。
篇8：《运动的水分子》教学设计
分子筛膜具有均一的孔径, 优良的化学稳定性、热稳定性和再生性, 可广泛应用于气体和液体等的分离, 已经引起世界各国的膜科学工作者的关注, 成为当前新兴无机膜材料开发研究的活领域之一[1,2,3,4,5,6,7,8]。NaA型分子筛是由α笼通过八元环相互连通构成的立方体晶体, 有效孔径0.42nm,
与小分子的动力学直径差不多。故NaA型分子筛对小分子与大分子具有很高的分离选择性能;同时其硅铝比较小, 亲水性很强, 可实现极性分子与非极性分子和水与有机物等的分离。本文探讨了在多孔α-氧化铝管内合成NaA型分子筛膜的工艺条件;考察了不同的硅源和铝源组成, 对形成NaA型分子筛膜的影响;研究了碱度、合成次数对成膜和膜的分离性能的影响;用XRD, SEM对其进行了表征, 同时考察了NaA膜对H2、N2、的气体分离性能。
1 实验部分
1.1 试剂与材料
盐酸 (A.R南京化学试剂一厂) , 氢氧化钠 (A.R上海宏图化学试剂厂) , 硅酸钠 (A.R上海联试化工试剂有限公司) , 正硅酸乙酯 (A.R上海凌峰化学试剂有限公司) , 铝酸钠 (L.R上海联试化工试剂有限公司) , 硫酸铝 (A.R上海金山区兴塔美兴化工厂) , 硝酸铝 (A.R上海医药集团化学试剂公司) 硅溶胶 (25%SiO2, 上海试剂二厂) , 水玻璃 (模数3.2, 26%SiO2, 8.2%Na2O, 江西乐平化工厂) 。
实验用α-Al2O3陶瓷管为载体基体, 外径13mm, 内径8mm, 长800mm, 平均孔径为2μm, 孔隙率为38-40%购自南京工业大学。将载体经过砂纸打磨光滑后, 用2mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液先后各浸泡24 h, 再用超声波振动10min, 用去离子水洗干净, 反复三次, 120℃烘干, 550℃煅烧, 保温3小时, 升降温速度1K/min, 取出备用。
1.2 膜的制备
将一定量的铝源、硅源、碱源的化学药剂与去离子水搅拌, 按一定的摩尔比配成溶胶。将上面的多孔α-氧化铝陶瓷载体, 外表面用聚四氟乙烯包裹好, 垂直放在内衬为聚四氟乙烯的不锈钢晶化釜中。倒入一定量的溶胶, 密封后放人烘箱内, 控制晶化温度为90℃, 晶化时间为24小时, 使溶胶充分晶化在载体内表面形成分子筛膜。晶化完成后, 取出晶化釜, 用水冷却, 使之停止晶化。取出载体管, 用去离子水冲洗, 将附着的沸石晶粒洗去, 浸泡至中性, 将膜管在120℃下干燥一定时间后进行表征。
1.3 膜的表征
分别取膜管合成过程中沉结在晶化釜底部的晶粒粉末和所合成的分子筛膜, 以德国BRUKER公司产的8D-Advance型X-Ray仪确定他们的物相组成, 用中国科学院仪器中心生产的KYKY—1000B型扫描电镜对膜管表面和断面观察分子筛膜的晶体形貌和膜厚, 在自制的管式膜气体渗透性能测定装置上测定NaA沸石膜对H2、N2、的渗透性。按式 (1) 计算渗透通量, 按式 (2) 计算分离系数。
式中, J—为渗透通量, 单位mol·m-2·s-1·Pa-1;
n—为透过膜的气体体积, 单位mol;
t—为渗透时间, 单位s;
S—为膜面积, 单位m2。
α—为分离系数, JA、JB分别为A、B气体的渗透通量。
2 结果与讨论
2.1 硅源和铝源
合成体系的组成对NaA型分子筛膜的合成影响较大, 其中合成液的组成直接决定了合成分子筛膜的类型。试验中分别用正硅酸乙酯、水玻璃、硅酸钠、硅溶胶等作硅源, 用硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠作铝源进行了试验, 结果见表1。不管用上述四种硅源中的哪一种, 用硫酸铝或硝酸铝作为铝源, 经过水热合成后, 陶瓷载体的重量基本没有增加, 这表明不能很好的形成NaA型分子筛膜;而用铝酸钠和氢氧化铝作为铝源时, 陶瓷载体的重量有增加, 尽管膜的质量不高, 却都能形成NaA型分子筛膜。这说明引入的硅源和铝源的组成不同, 对能否形成NaA型分子筛膜的影响很大。究其原因, 是由于SO42-, NO3-比Na A型分子筛晶体孔空间大, 使其不能进入NaA型分子筛的空间, 也就不能形成膜。用铝酸钠作铝源, 用水玻璃作硅源, 形成的NaA型分子筛膜薄且不连续。硅与铝的比例为1左右时, 能够形成较好的NaA膜, 这与T.Masuda等[9]的研究结果相类似。
2.2 碱度的影响
原位合成反应液的碱度是影响成膜质量的重要因素, 碱性太强将加速体相中成核和分子筛晶体生长的进程, 使载体表面的分子筛聚晶成膜受到抑制, 无法得到高质量的分子筛膜。低碱度反应液的使用不但可以有效地提供膜分子筛充分生长所需的物质, 还能够大大地减轻氧化铝载体受碱液侵蚀的程度, 在一定程度上解决了载体在晶化过程中碱化导致机械强度下降的问题, 所制备的NaA型分子筛膜还具有良好的附着强度。合成体系浓度越低, 越容易形成致密的分子筛膜。表2是摩尔比为Na2O∶SiO2∶Al2O3∶H2O=x∶2∶1∶200制膜液中的x值, 即碱度对沸石分子筛膜性能影响图。由表2可见, 随着制膜液碱度的降低, 沸石分子筛膜的H2/N2的分离性能提高, 与铝硅酸清液合成NaA型沸石不同。提高碱度硅酸根离子和铝酸根离子以单聚态形式存在, 沸石的成核和晶体生长速度很快, 有利于合成分子筛晶体;而在分子筛膜的合成过程中, 要求分子筛在支撑体表面成核和生长形成膜, 不希望在制膜液中有沸石晶体生成, 因此, 制膜液碱度降低使膜的性能提高。选择制膜液摩尔比为Na2O∶SiO2∶Al2O3∶H2O=3∶2∶1∶200适宜。
2.3 合成次数的影响
表3列出NaA型分子筛膜的氢气、氮气渗透通量数据, 可以看出, 随着合成次数的增加, 氢气、氮气渗透通量明显下降, 一次合成的为12.62×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1, 而三次合成的仅为5.91×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1, 分离系数αH2/N2也从2.44提高到3.36。此现象表明多次合成可以修补分子筛膜的缺陷, 增加膜层的厚度及致密度, 降低通量, 提高分离系数。Xu[10]认为, 在进行原位水热晶化前, 载体表面上预吸附一些小颗粒的NaA型分子筛晶体, 可有效促进分子筛在载体上聚晶成膜, 所得的膜层更为致密。第一次合成, 载体表面吸附了一些NaA分子筛晶粒, 可以作为第二、第三次晶化的晶核, 有利于晶体围绕这些晶核生长。因而, 多次合成是膜层厚度及致密度增加的原因, 不仅在于附着生长在载体表面的分子筛晶体数量增加, 还在于在已生成的分子筛晶体二次成核的促进作用下, 大大增加了分子筛聚晶孪生于载体表面的几率。
2.4 NaA型分子筛膜的表征
图1a、1b、1c分别为α-Al2O3载体、NaA型原粉和NaA型分子筛膜的x-Ray谱图。对照图1a和1b可以看出表征A型分子筛膜的9条衍射峰在A型分子筛膜的x-Ray谱图中都可找出, 表明采用水热合成技术能成功地合成A型分子筛膜, 且结晶度也较高。对照图1a, 1b和1c, 可以看出, 在NaA分子筛膜的衍射图上, 对应于衍射角25.6、35.15和37.8的位置上, 比NaA型分子筛原粉的x-Ray谱图上多出了3条衍射峰, 这是从α-Al2O3载体的特征峰 (图1c) , 即分子筛膜的谱图表现出了A型分子筛和载体的组合性质。
图2是NaA型分子筛膜的SEM照片, 由图3 (a) 可以看到, 从图中可以看出在多孔陶瓷载体表面生长出一层规整的NaA型分子筛晶粒, 立方体形状的NaA型分子筛晶体聚晶堆积在陶瓷管载体的内表面而形成分子筛膜, 以非常紧密的畸晶形式孪生在一起, 分子筛膜几乎不存在晶粒间隙。其晶粒尺寸分布在3~5um范围。图3 (b) 表明, 在陶瓷载体的表面上附着了一层厚度约为15~20um的分子筛膜, 各部位的膜层厚度大致相近, 说明膜层的分布较为均匀。
2.5 NaA沸石膜的气体渗透及分离性能
通过对N2、H2等单组分气体透过膜的渗透速率的测定, 可以计算得到两种气体的理想分离系数, 了解膜扩散机理, 判断所合成分子筛膜有无缺陷。并考察了压力的变化对气体渗透性能的影响规律。图3是不同压力下N2、H2二种气体透过A型分子筛膜的渗透速率JN2和JH2及二者的理想分离系数的关系曲线。
由图3看到H2透过膜的渗透率在5.5×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1左右, 随着压力变化略有增高, 说明H2通过A膜是部分粘性流和努森扩散共同作用的结果;N2的渗透率基本不随压力变化, 由图3可以看到, 膜管对H2/N2的理想分离因数分别在3.36左右, 略低于对应的努森扩散因数3.74。
3 结论
3.1采用水热合成技术, 在多孔α-氧化铝陶瓷管内上合成了NaA型分子筛膜, 经XRD、SEM等表征结果表明, 所合成的为NaA型分子筛膜, 其厚度为10-15um。
3.2气体渗透表明, 碱度降低有利于成膜, 使膜的性能提高;增加合成次数有利于减少膜的缺陷, 提高膜的气体分离系数。
3.3 NaA型分子筛膜对H2、N2的渗透是以粘性流和努森扩散共同起作用。在系统压力 (0.02-0.10Mpa) 下H2透过膜的渗透率在5.5×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1左右, 膜管对H2/N2的理想分离因数分别在3.36左右, 略低于对应的努森扩散因数3.74。
参考文献
[1]Lai R, Yan Y, Gavalas G R.Micro.and Meso.Mater., 2000 (37) :9～19
[2]Jung K T, Shul Y G.Membr.Sci.2001 (191) :189-197
[3]Nomura M, Bin T, Nakao S, Sep.Purif.Technol., 2002 (27) :59～66
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[5]Lechuga F T, Téllez C, Menéndez M, et al.Membr.Sci.2003 (212) :135～146
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[7]程志林, 晁自胜, 方维平等.无机材料学报, 2003, 18 (6) :1306～1312
[8]梁玉秀, 鲁金明, 李邦民等.过程工程学报, 2003 (3) :251～255
[9]Masuda T, Mara H, Kouno M, et al.Micro.Mater.1995 (3) :565～571
篇9：初中物理分子热运动教学设计
一、分子热运动
分子热运动扩散现象――――――→快慢影响因素温度分子间的作用分子之间的引力分子之间的斥力
篇10：初中物理分子热运动教学设计
一、分子热运动
分子热运动扩散现象――――――→快慢影响因素温度分子间的作用分子之间的引力分子之间的斥力
篇11：分子的热运动的教学设计
教学重点：知道分子不停地无规则热运动，知道布朗运动和扩散运动
教学难点：布朗运动和扩散运动的`微观解释
一、扩散运动
1、演示实验
空气与二氧化氮气体间的扩散现象
2、概念：扩散现象
3、扩散现象的微观解释：分子的无规则热运动
4、计算机演示扩散过程
5、对比实验：红墨水在热水和冷水中的扩散快慢。
结论：温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快
6、列举日常生活中的扩散现象：如香水味等
二、布朗运动
1、学生观察布朗运动现象
2、微观解释布朗运动：分子撞击不平衡
3、观察布朗运动与温度高低、颗粒大小关系：温度越高，布朗运动越显著；颗粒越小，布朗运动越显著．
4、计算机演示布朗运动现象以及产生原理
例：关于布朗运动，下列说法正确的是
A、布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的运动
B、布朗运动是指液体分子的运动
C、布朗运动是液体分子无规则运动的反映
D、布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒的无规则运动
答案：CD
评析：熟知布朗运动的实质是解决本题的关键．
三、热运动
由布朗运动和扩散运动说明分子的无规则运动与温度的关系．
篇12：利用纳米微粒观察蛋白质分子运动
科学家使用黄金纳米微粒, 这些纳米微粒犹如微小的“纳米天线”能够发射微弱的辐射, 通过这种微弱的辐射“感知”无标记的蛋白质分子, 并产生极其微小的辐射频率变化, 即辐射的“颜色”发生变化。
此项研究成果的主要贡献是, 成功地“看”到这种微弱的“变色”现象, 并由此观察蛋白质分子的运动情况。这种观察单个蛋白质分子运动的新方法为许多新的研究领域打开了道路, 比如, 可以对蛋白质涂层的荧光现象和蛋白质分子的吸附现象进行实时分析。
据介绍, 利用这种新的手段, 可以观察到蛋白质分子的运动、对接和蛋白质分子的折叠过程, 使“目光”进入分子的世界, 对化学、医学和生物学研究具有重要意义。
篇13：高中物理分子的热运动教案设计
课 题 7.2 分子的热运动 第 3 课时 计划上课日期：
教学目标 (1)知道并记住什么是布朗运动，知道影响布朗运动激烈程度的因素，知道布朗运动产生的原因;
(2)知道布朗运动是分子无规则运动的反映;
(3)知道什么是分子的热运动，知道分子热运动的激烈程度与温度的关系。 教学重难点 学生观察到的布朗运动不是分子运动，但它又间接反映液体分子无规则运动的特点。这是课堂上的难点。这个难点要从开始分析显微镜下看不到分子运动这个问题逐渐分散解疑。 教学流程内容板书 关键点拨
加工润色 1.下列事例中，属于分子不停地做无规则运动的是( ).
A.秋风吹拂，树叶纷纷落下
B.在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味
C.烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡
D.室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬
解析 树叶、灰尘、黑烟(颗粒)都是由若干分子组成的固体微粒，它们的运动都不是分子运动，A、C、D错，B对.答案 B
2.在下列给出的四种现象中，属于扩散现象的有( ).
A.雨后的天空中悬浮着许多小水珠
B.海绵吸水
C.把一块铅和一块金的接触面磨平，磨光后，紧紧地压在一起，几年后会发现铅中有金
D.将大米与玉米混合在一起，大米与玉米“你中有我，我中有你”
解析 扩散现象指不同的物质分子彼此进 入对方的现象，很明显A、B、D不是分子进入对方的现象，C属于扩散现象.答案 C
3.在房间的一端打开一瓶香水，如果没有空气对流，在房间的另一端的人并不能马上闻到香味，这是由分子运动速率不大造成的.这 种说法正确吗?为什么?
解析 气体分子运动的速率实际上是很大的，常温下在105 m/s左右，之所以不能马上闻到香味，是因为分子运动无规则，与空气分子不断的碰撞，运动方向不断改变，不能向某一方向一直运动，大量的分子扩散到另一位置需要一定的时间，而且人要闻到香味必须香味达到一定的浓度才行.
知识点二 布朗运动与分子热运动
4.在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛直接看到悬浮在空气中的颗粒的运动是
( ).
A.布朗运动
B.分子的热运动
C.自由落体运动
D.气流和重力共同作用引起的运动
解析 布朗运动的实质是液体或气体分子对其中的悬浮颗粒的不断撞击，因作用力不平衡而引起的颗粒无规则运动，布朗运动只能在显微下才能看到.本题中悬浮在空气中被眼睛直接看到的尘埃颗粒，其体积太大，空气分子在各方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是由气流和重力共同作用 下所做的复杂运动.故D项正确.答案 D
5.关于分子的热运动，以下叙述正确的是( ).
A.布朗运动就是分子的热运动
B.布朗运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度相同
C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈
D.物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越激烈
解析 布朗运动是指固体小颗粒的运动，A错.温度越高，分子无规则运 动越激烈，与物体的种类无关，B错、C对.物体的微观分子热运动与宏观运动速度大小无关，D错，故选C.
答案 C
6.A、B两杯水，水中均有微粒在做布朗运动，经显微镜观察后，发现A杯中微粒的布朗运动比B杯中微粒的布朗运动激烈，则下列判断中，正确的是( ).
A.A杯中的水温高于B杯中的水温
B.A杯中的水温等于B杯中的水温
C.A杯中的水温低于B杯中的水温
D.条件不足，无法判断两杯水温的高低
解析 布朗运动的剧烈程度，跟液体的温度和微粒的大小两个因素都有关，因此根据布朗运动的激烈程度不能判断哪杯水的温度高，故D对.答案 D
知识点三 分子热运动
7.下列所举的现象，哪些能说明分子是不断运动着的( ).
A.将香水瓶盖打开后能闻到香味
B.汽车开过后，马路上尘 土飞扬
C.洒在地上的水，过一段时间就干了
D.悬浮在水中的花粉做无规则的运动
解析 扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停 地做无规则运动，香水的扩散，水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中的花 粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确，而尘土不是单个分子，是颗粒，尘土飞扬不是分子的运动，故B错.
篇14：《运动的水分子》教学设计
1.教学目标
1.知道物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。知道分子热运动的快慢与温度有关。
2.能够识别并能用分子热运动的观点解释扩散现象。3.知道分子之间存在相互作用力
2.教学重点/难点
重点：扩散现象和分子热运动；难点：分子间的相互作用力
3.教学用具
多媒体、板书
4.标签
教学过程
一、导入环节
（一）导入新课，板书课题
缉毒犬，就是指经过专门训练，能够按照警犬训导员的指挥，能在各种不同场所对不同的行李物品进行查缉，从中发现隐藏有毒品的物件的专业犬。缉毒犬在国外早以被广泛的应用，随着我国日渐严重的毒品犯罪活动。缉毒犬以它特有的经济、快速、高效、准确的工作，被各级公安机关、海关、边防武警部队等部门列为查毒、禁毒的有器，并开始被广泛的采用，已收到了显著效果。
缉毒犬为什么能嗅到包装严密的毒品和爆炸物呢？也许你会说这是因为它具有灵敏的嗅觉。其实“嗅”与分子的运动密切相关，通过这节课的学习我们来解开这个谜。
（二）出示学习目标
课件展示学习目标，指导学生观看。
过渡语：了解了学习目标，请根据自学指导认真自学课本，时间约7分钟
二、先学环节
（一）出示自学指导
课件展示自学指导，请同学们带着下列问题看课本P2-5页内容，勾画知识点并记忆，可查资料但要独立完成：
1.阅读课本p2“物质的组成”，了解、知道物质的基本组成及分子的大小。2.阅读课本p3“分子热运动”，认识扩散现象，并知道扩散现象说明的分子热运动。
3.阅读课本P4“分子间的作用力”，知道分子之间存在这相互作用力，并了解固、液、气体分子作用力的不同。
利用10分钟时间，比谁能正确完成检测题。学生自学教材（师巡视）。
（二）自学检测反馈
要求：10分钟完成自学检测题，让4个小组的的同学到黑板前展示，书写成绩和题目成绩记入小组量化，要求书写认真、规范，第4小题要写出过程，下面同学交换学案，小组长组织成员用红笔将错误画出，准备更正。
1．【物质的组成】常见的物质是由_______和_______构成的；分子的直径只有百亿分之几米，通常以_______m为单位来量度。
2.【分子热运动】
（1）不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做___________现象。（2）扩散现象能发生在__________之间、________之间和___________之间。（3）扩散现象表明：①_______物质的______都在不停地做____________运动。②分子之间存在_______。
（4）分子的热运动跟_______有关，_______越高，分子的这种无规则运动越剧烈。3．【分子间的作用力】
（1）铅柱实验表明，分子之间存在这______力。这种力使固体和液体的分子不致散开，因此固体和液体能保持一定的_______。
（2）固体和液体很难被压缩，表明分子之间还存在_______力。（3）
①固体被压缩时，分子间距变_____，作用力表现为_____力；固体被拉伸时，分子间距变_____，作用力表现为_____力。固体分子间距小，不容易被压缩和拉伸，具有一定的_______和________。
②气体分子间距很远，彼此之间_______________，因此，气体具有__________，容易被压缩。
③通常液体分子间距比气体____，比固体_____，以此分子间的作用力比固体的_____，比气体的____。液体较难被压缩，没有确定的______，具有一定的_______，并且液体具有_______性。
三、后教环节
（一）出示学习任务和指导
1.如何理解扩散现象和分子热运动，小组交流并说出几种扩散现象的例子。2.分子之间的引力和斥力有什么样的变化规律？
小组成员充分挖掘教材，组内讨论得出小组内的统一见解。然后组间展示和点评。教师疑难点拨。
（二）预设生成和点拨
四、训练环节
过渡语：请同学们合上课本，完成学案上当堂检测题。10分钟完成。
（一）学生练习，教师巡视。
1.下列现象中，属于扩散现象的是（）
A．春天刮起沙尘暴，飞沙漫天 B．三九寒天下雪时，雪花飞舞 C．煮稀饭时，看到锅中米粒翻滚 D．槐树开花时，周围香气弥漫 2.（2014•汕尾）关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（）A．扩散现象只发生在气体之间 B．液体分子间只存在吸引力 C．固体的分子间没有空隙 D．宇宙天体、分子都在不停息地运动 3.（2014•泰州）常见物质是由大量分子组成的．扩散现象是由于分子______形成的；一定量的水和酒精混合总体积变小，是由于分子之间存在_______；固体和液体很难被压缩，是由于分子之间存在_________．
4.（2014•淮安）如图所示，是由微颗粒（1-50nm）制备得到新型防菌“纳米纸”．在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾．与此现象有关的判断正确的是（）
A．组成“纳米纸”的分子间没有间隙 B．油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力 C．“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动 D．油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
5.（2014•怀化）公共场所禁止吸烟．这主要是考虑到在空气不流通的房间里，即使只有一个人吸烟，整个房间也会充满烟味，这是因为（）
A．分子很小 B．分子间有引力
C．分子间有斥力 D．分子在不停地做无规则运动（教师利用多种方式统一展示答案）
（二）学生展示，反馈矫正。
（调查学情，统计疑难问题，先让其他小组补充矫正，教师更正或点拨。）
篇15：《运动的水分子》教学设计
将DFT方法计算得到的量化参数和分子连接性指数联合应用到60个醇类化合物的溶解度和辛醇/水分配系数的QSPR研究中,分别通过逐步回归得到具有显著统计意义的4个参数和5个参数的QSPR方程.以此4个参数和5个参数分别作为输入参数,采用BPNN,RBFNN方法建立了QSPR预测模型,使用Latin-partition交叉验证方法评价模型的预测能力.BPNN,RBFNN模型对溶解度预测的.相关系数分别为0.993和0.994,而对辛醇/水分配系数预测的相关系数分别0.990和0.997,结果令人满意.
作 者：崔鹏 崔秀君 郭英娜 袁星 张卓勇 CUI Peng CUI Xiu-jun GUO Ying-na YUAN Xing ZHANG Zhuo-yong 作者单位：崔鹏,CUI Peng(吉林大学化学学院,吉林长春,130012)
崔秀君,郭英娜,CUI Xiu-jun,GUO Ying-na(东北师范大学化学学院,吉林长春,130024)
袁星,YUAN Xing(东北师范大学城市与环境学院,吉林长春,130024)
张卓勇,ZHANG Zhuo-yong(东北师范大学化学学院,吉林长春,130024;首都师范大学化学系,三维信息获取与应用教育部重点实验室,北京,100037)
篇16：《运动的水分子》教学设计
运动训练可诱导骨骼肌产生可塑性变化。耐力训练能够诱导外周和中枢发生适应、改变神经的募集方式、新陈代谢的底物、肌肉酸碱平衡和线粒体的生物合成,引起肌肉的生物能量发生深远的变化。这些生理上的适应性变化可增加骨骼肌糖原的储备,并能够在此最大强度运动时增加脂肪的氧化,节余糖原的利用,维持肌体长时间的抗疲劳的能力。而重复性的力量训练诱导骨骼肌典型性适应为增加肌肉的横截面积和改变神经募集的方式。通过细胞蛋白含量的增加和新的肌肉细胞的形成,可从质和量上控制肌肉肥大[1]。
这两种训练方式诱导适应的分子机制可能不同,激活各自特异的信号通路和相关的基因[2]。耐力训练选择性激活信号途径和线粒体的生物合成密切相关,主要信号通路为AMP激活的蛋白激酶(AMPK);力量训练促进肌肉生长激活的信号途径和蛋白激酶B(PKB/AKt)有关。力量和耐力训练代表适应的两个极端,训练适应具有特异性。因此,力量和耐力进行组合训练时可诱导细胞内信号通路产生拮抗,从而抵消骨骼肌对运动的适应,即分子间产生干扰机制[2]。但是,这两种不同的收缩方式激活的信号途径可能存在信号间交互方式。
2 大强度间歇训练
大强度间歇训练方法基于三个关键的因素:间歇运动的强度和时间、间歇期强度和时间和总功率。通过操纵这些数据的变化可刺激有氧或无氧代谢系统,训练的强度范围可在85-130%VO2peak。取决于训练的强度,一次全力运动可持续的时间几秒至几分钟,通常情况下,间歇期的运动强度较低,持续时间为数分钟。大强度的间歇训练由于能够对机体产生较大强度刺激,而被广泛采用。大强度间歇训练不能够诱导典型的肌肉肥大[3]。研究发现2周大强度间歇训练可显著增加线粒体酶的活性和提高运动成绩[4]。Burgomaster等人[5]研究发现6周大强度间歇训练可诱导与糖和脂肪酸转运和氧化相关的蛋白成分增加,在同等负荷下,减少非氧化性能量的提供。
3 大强度间歇训练潜在的分子适应机制
3.1 PGC-1α与大强度间歇训练
过氧化物酶体增殖物受体γ共激活因子1α(PGC-1α)被认为是促进氧化代谢相关酶表达的关键共激活因子[6]。PGC-1α在不同的组织表达调节细胞生物功能,包括骨骼肌线粒体的生物合成。骨骼肌特异PGC-1α高表达可诱导“白肌(糖酵解型)”向“红肌(氧化型)”转换,并伴随氧化型基因或蛋白的表达迅速上调,如细胞色素C基因和细胞色素C氧化基因[7]。这一现象同样见于经过长期耐力训练的骨骼肌,因此诱导PGC-1α表达能够为运动训练提供有益的效果[6]。
大强度间歇训练能够迅速上调骨骼肌的氧化代谢表型。这一训练方式的分子代谢的适应似乎和耐力训练方式类似。最近,Gibala等人[8]研究结果显示短暂的大强度间歇运动(4×30s Wingate 测试,间歇时间4min)能够诱导PGC-1αmRNA的表达上调。急性的实验研究表明骨骼肌持续活动1h才能够诱导PGC-1αmRNA发生变化。因此,小运动大强度的间歇训练和低强度持续时间超过1h运动都能够充分诱导PGC-1αmRNA表达上调。De Filippis等人[9]研究结果显示4组8min中等强度(70%HRmax),2min大强度(90%HRmax)和2min主动恢复间期可诱导PGC-1αmRNA上调在运动后5h增加8倍。Gibala等人[8]研究结果显示在运动后3h,PGC-1αmRNA增加2倍。表明大强度间歇训练的强度和量可能影响PGC-1αmRNA的表达。
尽管短暂的大强度间歇运动可诱导PGC-1αmRNA表达上调,但PGC-1α蛋白表达无变化。运动持续1h或3h中等强度的自行车训练也未能诱导PGC-1α蛋白表达[3]。但是,De Filippis等人[9]研究结果显示大强度间歇运动后30min和300min,PGC-1α蛋白表达分别增加20%和40%。Mathai等人[10]研究结果显示一次急性中等强度的自行车训练直至力竭,运动后PGC-1α蛋白表达增加,持续到运动后的24h。动物的研究结果表明大强度间歇运动和低强度的耐力训练均可诱导PGC-1α蛋白表达增加[3]。这些研究表明超过一定运动量的大强度间歇运动才有可能诱导PGC-1α蛋白表达增加。Burgomaster等人[5]研究结果显示6周大强度间歇运动与传统的耐力训练同样可诱导PGC-1α蛋白表达。但Suwa等人[11]研究结果显示大强度的耐力训练和低强度的耐力训练均可增加慢肌纤维和快肌纤维线粒体成分。大强度的耐力训练并不伴随PGC-1α的表达增加。但考虑到PGC-1α自身含有6个磷酸化的位点,可能存在转录后蛋白修饰。Wright等人[12]研究发现2h游泳运动后即刻,核内PGC-1α蛋白含量增加,而PGC-1α总蛋白不变。这些研究表明运动诱导PGC-1α的表达变化可能取决于训练的刺激。
3.2 相关激活的信号通路与大强度间歇训练
与运动诱导PGC-1α的激活和线粒体生物合成相关信号途径包括AMPK、丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)和钙/钙调素依赖的蛋白激酶(CaMK)等信号途径[13]。运动或刺激动物骨骼肌通常激活AMPK的α1和α2催化亚单位,人类更敏感于AMPKα2催化亚单位。其原因可能和肌纤维的募集、运动的强度以及骨骼肌磷酸化的能力有关[3]。Gibala等人[8]研究结果显示大强度间歇运动能够增加AMPK的α1和α2催化亚单位的磷酸化。另外,大强度间歇运动同样能够激活α2/β2/γ3AMPK。Wright等人研究表明p38 MAPK可能是CaMKⅡ的下游信号分子,增加胞浆内的Ca可增加PGC-1α,抑制p38 MAPK可阻滞Ca诱导的线粒体的生物合成。另外,p38 MAPK和AMPK是PGC-1α上游磷酸化激酶,耐力训练同样可激活p38 MAPK和AMPK。因此,长期耐力训练诱导骨骼肌分子适应机制可能存在p38 MAPK/ AMPK-PGC-1α-线粒体的生物合成这一信号途径,但尚缺大量试验直接证据。Gibala等人[8]研究结果显示大强度间歇运动同样激活p38 MAPK信号途径,但未能检测到CaMKⅡ发生变化。因此,Gibala认为[3]尽管大强度间歇运动有时被等同于力量和耐力训练,但不同于激活和力量相关信号途径。一些研究结果显示大强度间歇运动不能够激活PKB和蛋白合成的下游目标分子,如P70S6K和4E结合蛋白1(4EBP1)[14]。P70S6K是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它能催化40S核糖体蛋白S6高度磷酸化,促进蛋白质合成。4EBP1和P70S6K的磷酸化状态启动翻译过程。磷酸化的4EBP1可解离释放eIF4E,从而使后者结合于mRNA5'端起始点启动翻译。但是力量训练诱导PKB磷酸化的变化最为争议,力量训练后任何时间未能诱导4EBP1Thr70发生改变[14]。因此,尽管目前研究表明大强度间歇训练激活信号途径可能与长期耐力训练相似,但仍需进一步证实。另外,运动诱导骨骼肌反应可能存在复杂信号网络,不同运动方式激活信号途径可能存在信号间交互方式、前反馈和后反馈调节等。
4 大强度间歇训练的意义
目前,对大强度间歇训练的分子适应机制的认识有助于制定相关的训练方法。这种方式训练一方面可提高有氧耐力适应,另一方面,又可提高无氧耐力适应。Bhambhani等人[15]进一步研究发现如果总的运动训练量相等,持续训练和间歇训练提高有氧耐力的能力相等,但间歇训练有可提高肌体的无氧代谢能力以及无氧代谢的功率。而持续训练仅提高有氧代谢的能力。Burgomaster等人研究表明大强度间歇训练和长期耐力训练存在相似分子代谢适应[5]。Chilibeck等人[16]评定12周运动训练对20只大鼠腓肠肌线粒体功能产生的影响,10只进行大强度间歇训练,另10只进行持续有氧耐力训练。研究结果发现两组均增加脂肪酸氧化作用效率,但大强度间歇训练与持续有氧耐力训练相比,其脂肪酸氧化作用效率增加更为明显(P<0.05)。上述研究结果表明大强度间歇训练比持续有氧耐力训练更能够诱导脂类代谢。
因此,足球、篮球、曲棍球和橄榄球等项目对有氧能力和无氧的能力要求都非常高,采用大强度间歇训练可以获得较高有氧能适应,而又不损害无氧代谢的能力,而持续性低强度耐力训练可干扰力量或爆发力的提高。
5 小结与建议