课题1 原子的构成优秀教学设计

原子的结构发现之旅

翁浩南

§3.2原子的结构发现之旅——教学设计

一、

原子的结构发现之旅

课 型

新知识课

翁浩南

授课班级

初三1班

1.在哪：本节教学内容位于九年级化学上册人教版第三单元《物质构成的奥秘》第二节《原子的结构》。

2.课标分析：根据课程标准“能根据物质的组成和性质对物质进行分类”以及“能够按照不同的方法对物质进行分类”的要求，学生通过本节课的学习，认识到分类对于日常生活、科学研究等领域的重要作用，学会用分类的方法对信息进行加工，归纳总结其规律。

3.教材内容：原子的构成和相对原子质量两部分，第一部分重点介绍原子的构成，同时介绍了原子不显电性的原因，又形象的介绍了原子的大小，以及原子中各部分的大小和运动情况；第二部分介绍相对原子质量，由于原子的质量太小，书写和使用都很不方便，于是采用相对原子质量来表示原子质量的大小。。

4.作用和地位：教材在第三单元分子和原子之后安排本课题的内容，用以循序渐进地进入微观世界，深入原子内部去认识物质构成的奥秘，并且开始从量的角度认识物质世界，这为以后进一步学习离子知识及化学计算打下了基础。

5.教学活动内容的启示：学会运用生活中常见的物质，类比建构原子的结构模型。

1.教学对象是刚上初三的学生，学生在成长的过程中学习原子的构成

的有关知识，已建立起了原子结构的模型；在九年级化学的学习中，

已对物质的微观构成的奥秘有了一定的认识。这些是本课题学习的基

础。

2.学生在其他自然学科的学习和前几单元化学学习的过程中，学会了

科学探究的一般过程和方法。学生对九年级新开的化学有一定的新奇学生分感和兴趣，这正是我们教学的优势。

析

3.但从本单元起，化学学习从单纯的宏观物质认识进入到抽象的化学理论的学习，一些学生会由此失去兴趣甚至掉队，这是自本课题开始必须在教学中注意的问题。

4.物质是由微观粒子构成的，化学变化的本质是分子再分，原子重新组合的过程。

5.分子是保持物质化学性质的最小微粒，原子是化学变化中的最小微粒。

6.大多数学生通过学案导学预习和物理学习已经知道了原子是由原子核和电子构成的。

7.初步具备了学习化学概念的基础，能够应用观察、比较、分析、归纳、概括等方法学习知识。

课 题

授课人

教材分析

【知识与技能】

1.知道原子是由原子核和核外电子构成的，原子核带正电，电子带负

电。

2.了解原子核是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电，中

子不带电。原子的质量主要集中在原子核上。

【过程与方法】

1.了解原子结构模型的发展历程，体验模型方法再微观世界研究的作

用。

2.体验“发现问题（矛盾）-实验现象分析-建立模型-解释现象”过程，

初步运用模型的方法解决实际问题。初步应用现象到本质、宏观与微

观相结合的思维方法。

【情感态度与价值观】

教学目1.逐渐树立世界的物质性，物质的可分性的辩证唯物主义观点。

标

2.体会到人们对物质世界的认识是不断地深入，艰难曲折的，科学实验和科学探究在科学发展历程中起到了重要作用，并为科学家的创新精神所折服。

教学重通过再现科学家认识原子构成额发展过程。了解原子是由居于中心带点

正电的原子核和核外带负电的电子构成的，培养学生依据现象分析本质，宏观与微观相结合的思维能力。

教学难α粒子散射实验的分析

点

教学媒多媒体

体

教学策小组合

略

作学习

二、教学过程——板块设计

教学过程

学习任务

教师活动

板块一：实心球体模型的建立和应用

板块二：枣糕模型的建立和应用

板块三：【情景创设】复习原子的概念【提问】什么是原子

【提问】那如果我把化学变化这几个字去掉行不行？

【提问】为什么？稍等一下，我给你看一张图片（硅原子图片展示），现在人类借助工具能看到的最小的粒子是原子，比如说硅原子，原子内部有什么？你是怎么知道的？

学生活动

回答：原子是化学变化中最小的粒子。

回答：不行。

回答：原子由原子核和电子构成。

回答：物理上已经学过了。

设计意图

学生已经学习了原子的概念从学生已有知识入手。

引导学生构建分类标准及分

行星模型的建立和应用

板块四：模型建构的方法

板块五：相对原子质量的定义与应用

【总结】

哦，很好，物理上已经学过了，那么书上写的都是前人总结的。科学家们对于看不见的微粒究竟是以什么样的方法来研究的。主要是通过一种建立模型的方法来研究的（板书：模型）。那么今天就让我们一起踏着前人的脚印一起来学习一下原子的构成。（板书标题：原子的结构）。

【提问】同学们还记得道尔顿吗？他提出了？

【总结】那他建立的原子模型是像这样的一个不可分的实心球体。当他建立起模型之后，其他的科学家发现用它所建立的模型能解释很多现象，比如说就很好的解释了在温度升高之后气体压强会变大，是因为原子或分子的运动速率变快。解释的很好，但是我们提出模型之后还需要进行验证，验证所提出的模型是否正确。

【提问】那道尔顿认为原子是不可分的，是一个实心球体，那到底原子可不可分呀？

【提问】那你觉得在当时那个年代，道尔顿知不知道？

【提问】那好，那么我们知道科学是不断地发展的。人们在生活中发现了很多现象，那么科学家和我们普通人不一样的地方就在于对生活中的一些常见的现象，能够进行深入的思考，我们一起来看一下是什么现象。

【提问】这个是大家物理上学过的内容。这是（展示橡胶棒）？

【提问】橡胶棒里面存在很多的原子。那橡胶棒我刚拿起来，没有摩擦，他带不带电呢，我们找人验证一下。你摸一下。请问你有没有触电？

【提问】

、

回答：恩恩，

原子论。

回答：

可分。

回答：

不知道。

回答：

摩擦起电。

回答：

橡胶棒。

回答：

没有。

类方法

那说明这里面存在的原子他带不带电？

【提问】

不带电是吧，那不带电的原子为什么经过我们毛皮的摩擦之后就带了负电呢，这会不会和原子的结构有很大的关系？就有很多的科学家在不断地思考这个问题，随着科学技术不断地进步。人们研制出了这样一个仪器。这是一个真空管。（实物展示，并准备演示这个实验）

在真空内有一个板，叫做荧光屏，当有粒子击中这个荧光屏的时候，它会显示出黄绿色的光，现在我给这个真空管加电压，请同学们注意观察现象，加强电压之后是什么现象（关灯），大家看到在这个荧光屏上会有一条线，是黄绿色的，说明有？

【提问】

那接下来我想问的第一个问题是真空管中的粒子流是不是原子？

【提问】

好，给出一个资料（PPT）：带电的粒子流在磁场中会发生偏转，那我们应该怎么操作？

【提问】

当我的磁场靠近真空管的时候，怎么样，发生偏转了，说明现在的粒子是不是原子？

【讲述】除此之外，通过粒子偏转的方向和角度可以测量粒子的电性和质量，那现在我们给出两个推论。

推论1：粒子流带负电

推论2：该粒子的质量比原子小很多，质量是氢原子的1/1836 【提问】

由此可以判断该粒子不是？

【讲述】它应该是一种带电的微粒，我们把这种带电的微粒叫做电子。

回答：

不带电。

回答：

有粒子打着它了。

回答：

不知道。

回答：

用一个磁铁。

回答：

不是。

回答：

不是原子。

（板书：原子：不带电）

而且经过其他实验测定，一个电子带一个单位的负电荷。

【提问】

接下来，我们看到黑板，在原子中，我们发现了电子，他的意义何在？

【提问】

那么在这儿同学们应该有一个思考吧，原子整个不带电，电子带负电，那还应该有带？

【提问】

在之前我们说了道尔顿提出的模型是原子是一个实心的球体，那么现在带正电的微粒与电子在原子中是如何分布？那么同学们你们能不能有自己的猜想？我给大家一个虚线圆球作为范围。你在这个虚线内作图，也可以两个人相互讨论一下，看大家的想象力、创造力，不要只拘泥于科学家提出来的模型。

【讲述】展示学生画的图（用同频技术），规定好时间。（100秒钟画图）。好我把大家画的模型投放到黑板上哈。

有同学认为这里面带正负电的微粒自由的随机分布；还有一个中间有一个是正电的，电子呢有一圈，还有的认为带正电的在一端，带负电的在另外一端。好，我们看一下发现电子的科学家汤姆生他建立的原子模型是怎样的，他是在道尔顿的基础上也就是实心球体的表面镶嵌了一些电子，就像是葡萄干一样。（PPT展示）。

【提问】

在这儿有这么多的猜想，到底哪一种猜想是正确的呢？原子的内部结构我们看不到，看不到，我们怎样进行研究呢？好，接下来我们请一位同学上来玩一个游戏，目的是看看同学们对于科

回答：

电子的发现证明原子是可分的。

回答：

带正电的微粒。

回答：小组讨论，展示自己画的原子结构。

学家研究的方法有没有一点想法？好，你现在看不见了，我们就好开始研究了，现在想研究原子的结构，我们也是看不见的。我这里有一个自制的玩具。现在底下的同学就是给他出主意，但是不能告诉他这里有没有东西。现在呢在你面前有一个和电风扇大小的圈，现在我想让你猜一猜，这个圈当中有没有物体，可能是空的，可能有层膜，可能有一些小物体，现在既不准摸，也不准看，你有什么办法能够知道这里面有没有物体。底下的同学们只能提供给她方法，但是不能告诉结果。

【提问】

你愿意去试试吗？

【提问】

好，我现在给你一些轻小的物体（粉笔）哈，来自己摸里面有什么，摸清楚这里面的轻小物体了吗？

【讲述】好现在这个圈与你肩大约同高，然后你可以向前投掷它试试。

【提问】

其他同学能不能再给他出一个好点的方法？

【讲述】很好，可以试试看。

【讲述】但是仍然没有击中任何物体。

【提问】

那你现在是否能判断这个圈里有没有物体呢？

【提问】

好现在你可以把眼罩摘下来了。也就是说你投了很多次，并不能判断这里面有没有物体，但是实际这里面是有物体的，如果你想判断的话，你觉得自己需要怎么改进？

回答：

用物体去撞击，如果出现撞击声就说明有物体。

回答：

恩恩。

回答：

粉笔。

回答：好的，投掷了很多次都没有击中。

回答：一把粉笔投掷。

回答：恩恩。

回答：

我感觉应该是没有的。

回答：

投掷很长时间，进行多次实验。

【讲述】也就是说，这里面存在一个击中的几率问题是吧。好，请坐。通过这个游戏可以知道，我们能借助于一些实验工具来帮助我们研究，接下来，我们一起来看一下，科学家们他们是怎样设计实验的。（α粒子实验）

这是一个铅块儿，里面放的是α粒子发射源（也就是我们的小粉笔盒）。这周围是铅块是可以吸收这些α粒子。在这个铅块上只留一个小洞，保证只有一束这种α粒子可以射出来。

α粒子具有一些这样的性质：

（1）α粒子他带正电荷，质量是金原子质量的1/49。

（2）在磁场中发生偏转的方向同电子的方向相反，经过计算，知道一个α粒子是一个电子的电荷量的2倍，质量是电子的7000倍。

板书（质量大小关系）金原子>α粒子>>电子

我们接下来看一下这周围一圈是一个探测屏，当α粒子击中它的时候，会出现绿点。

这是金箔，我查了一下数据。它是由2000个金原子紧密的排列在一起。

（播放视频）

【提问】

接下来我们看一下，这个实验会有什么现象？

【提问】

那这些现象对于我们分析原子结构有没有什么帮助呢？接下来给同学们2分钟的时间以4人为一组，试着通过这些现象来分析一下原子的结构？要对每一个现象都分析是为什么？

【提问】

（1）大多数α粒子不改变原来的方向都直接穿过去了，说明了什么？

回答：

大部分穿过，极少数偏转，极个别反弹回来。

学生讨论。

说明原子内是有

【提问】

那少数α粒子被弹开这是为什么呢？

视频播发

【讲述】我们基本上都猜对了。板书，有存在两种微粒（原子核：质子（正电，1个单位的正电荷），中子不带电）

【讲述】

通过进一步的研究发现，我们知道原子核的成分是由中子和质子构成的。接下来我们一起总结一下科学家研究原子的结构的方法是：猜想——建立模型———实验验证。

现在我们已经知道了原子的结构，我们一起来总结一下这里面存在的等式：（1）电性等式：电子数=核电荷数=质子数（2）质量等式：原子的质量=质子的质量+中子的质量+电子的质量≈质子的质量+中子的质量。

【讲述】

1个氢原子的质量约为1.67×10-27

kg；1个氧原子的质量约为2.657×10-26 kg 如果让你用这些数据去计算你会怎么样？

【讲述】

原子的真实质量计算不方便，因此，我们提出了相对原子质量。

首先我们一起来看看，相对原子质量的定义。

定义：以一种碳原子（碳12）质量的1/12为标准，其他原子跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量。

相对原子质量的单位是1，省略不写。

相对原子质量=原子的真实质量÷（碳12原子的质量的

1/12）

很大一部分是空的。

我觉得可能是α粒子遇到了什么东西，之后被弹开，也就是说这个物质的质量比α粒子要大。

回答：书写和使用很不方便

【讲述】

但是实际计算过程中，我们发现

直接用定义也比较难算。所以我

们一直在寻找有没有更加简便

的方法计算。

【讲述】

一个质子质量1.6726×10-27

kg，一个中子质量1.6749×10-27

kg，一个碳12原子的1/12质量回答：1；1。

1.66×10-27 kg。由此可以推出

质子的相对质量为？中子的相

对质量为？

【提问】

在此之前我们得到这样一个公

式：原子的质量≈质子质量+中回答：相对原子质子质量；质子的质量=质子数×量≈质子数+中单个质子的质量；中子的质量=子数

中子数×单个中子的质量。试着

用公式推导相对原子质量和质

子数、中子数的关系？

回答：1 【提问】

回答：12

通过观察表3-1，可以得知氢原回答：16 子的相对原子质量是？

回答：23 碳原子的相对原子质量是？

氧原子的相对原子质量是？

钠原子的相对原子质量是？

【讲述】

除此之外我们通过观察可以得到以下规律：（1）氢原子中没有中子（2）质子数=电子数=核电荷数（3）质子数不一定等于中子数。

最后送给同学们一句话：知识总是在不断地发展着，有关原子的形状和结构的理论200多年来一直在变化，至今还没有定论，未来的化学需要你们！这就是我今天上课的内容谢谢大家。

2.3原子的结构

板书设计

教学反思

1.为什么要让学生形成微粒观？学生形成微粒观有什么意义？ （1）微粒观建构的哲学价值：至今人们没有真的看到原子的样子，所有对微观粒子的认识都来自于对宏观现象的推测。因此，透过现象看本质的思维意识的形成，是本课题特有的优势和价值。 （2）微粒观建构的学科价值：化学反应纷繁复杂，到底魔术还是真实存在，老师对生成新的物质的化学变化，老师讲得多么的生动形象，学生看实验看得多么兴奋。但是学生只有认可微粒真实存在，才能理解那些化学变化是真的生成了新的物质、新的分子。让学生认识微粒的存在，学生才能认可物质的真实存在，才能更好地认识化学变化。这也就是我理解的微粒观的学科价值。 （3）情感、态度激发的价值：学生遇到科学家们经历的问题会变得很兴奋，如果自己能解决这些问题会有很大的成就感。 2．怎样形成微粒观呢？

老师讲存在分子、原子，学生只能把分子、原子当作知识记住，并不能真的理解这两个概念。我们希望的是学生观念的形成而不是记住知识，就得让学生亲自体验知识形成的过程。 （1）在获得感性认识的基础上，学生应自觉地将观察到的宏观现象与物质的微观变化联系起来思考，进而从微观角度加深对概念的理解。 （2）科学家进行科学认识的基本方式是探究活动，科学知识是科学家在探究基础上获得的，因此学生科学学习活动的基本方式应该是探究活动，学生理解科学及其科学本质的学习活动也应该是科学探究。也就是科学的发展过程和学生的认知过程是可以达成一致的，我们可以从化学史中挖掘素材，让学生和科学家当时占有的素材相同，也就可以让学生像科学家一样进行思考。 （3）这节课要求学生具有较高水平的思维能力，尤其是逻辑推理能力，所以比较适合育华学校的学生。如果其他学校或教师参考本节课的教学设计，要结合学生的特点和水平进行调整。