3　氢原子光谱优质课一等奖

《玻尔的原子模型》教学设计

彭璐

一、

教材分析

玻尔的原子模型是人教版物理选修3-5第十八章《原子结构》的第4节内容，本节内容安排在电子的发现、原子的核式结构模型、氢原子的光谱之后，按照科学探究发展的历史顺序编排，生动体现对事实认识，在实践中检验，再认识的科学探究过程。本章内容是本章的重点，也是难点，玻尔理论的内容不易理解。尽管玻尔模型后来被证明不完善，但仍是人们认识原子结构的一个重要里程碑，玻尔理论解决了原子的稳定性和光谱分立性问题，引入的量子观念、定态和跃迁概念对人类在认识微观领域上观念的转变作出了重大贡献!它进一步说明

微观世界中原子范围内的现象要用量子理论才能更好地解决。

二、

学情分析

在中学物理课和化学课中已经学过原子结构，但并不了解这些知识是怎样获得的。在第十七章的学习过程中，学生初步掌握了量子理论，对原子结构的探索认知过程有了一定的了解。但将量子化引入到原子结构模型解释经典电磁理论与原子核式结构的矛盾，学生在理解上存在困难。再则微观物理世界比较抽象，学生难以想象。

三、

设计思路

基于以上原因，同时参阅多种版本的内容编排，本节课重点是让学生在掌握原子核式结构的基础上，初步形成量子化的观念。根据教材分析和学情分析，采取立足教材但创新教材的设计理念。“玻尔的原子结构”的设计思路按照科学假设的线条进行。氢光谱的不连续性（事实和已有的理论）——玻尔原子结构的三条假说（理论假说）——解释氢原子光谱（解释已有事实）——玻尔模型的局限性（修正理论（甚至建立新的假说）。在对这部分知识教学时，不仅要注重知识的传授，更要渗透科学研究方法的教育，通过设置“情境”让学生沿着玻尔提出假说的思路，步步探索，主动发现，并掌握有关知识。这样一方面可使学生加深对玻尔原子理论的理解，另一方面让学生体验科学家创造思维的全过程和探索科学奥秘的艰苦劳动，提高学生分析问题和解决的能力。

在新课引入环节，通过播放量子卫星“墨子号”发射视频，培养民族自豪感。创设“情境”揭示矛盾。通过师生共同活动，揭示宏观实验和经典电磁理论间尖锐的矛盾，激发学生求知欲。

至于玻尔原子假说的形成和理解，主要以教师引导、师生互动为主，让学生体会玻尔提出假设的原因和过程。教学过程中进行模型的展示，使抽象的概念形象化。人类对真理的探索是永不停止的，学生阅读教材，理解真理的相对性，并分析玻尔原子理论的局限性。

本节课将活动分为发现问题、提出假设、解决问题三个板块。以“墨子号”为引入，依靠“问题”串接每个“活动”，每个“活动”又通过“问题”不断推动教学的开展，充分体现了“教师为主导，学生为主体”的新课程理念。

四、

教学目标

（一）知识与技能

1．知道玻尔原子理论基本假设的主要内容。

2．了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。

3．能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型。

4．了解玻尔模型的不足和原因。

（二）过程与方法

1.

提高学生分析问题和解决的能力。

2.

初步建立量子化模型，理解模型提出的主要思想，体会揭示矛盾、建立理论是物理学研究过程中常用的研究方法之一。

（三）情感态度与价值观

1.

培养学生的名族自豪感和爱国主义情怀。

2.

理解人类对原子的认识和研究经历了十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程，通过教学让学生体验科学探究过程，领会科学方法和科学精神。

3.

联系社会，培养学生的社会责任感。

五、教学重难点

（一）重点：玻尔的原子模型、能级

（二）难点：玻尔的原子模型、能级

六、教学方法

讲授法、演示和启发式综合教学法、讨论分析归纳法。

七、教学器材

氢气放电管、分光计、螺线转动存钱罐、自制原子结构演示器材、自制跃迁演示仪。

八、教学过程

（附表格）

九、板书设计

玻尔的原子模型

一、

玻尔的原子模型

（一）轨道量子化与定态

（二）频率条件：hv=Em-En 二、

玻尔理论对氢光谱的解释

三、

玻尔模型的局限性

教学环节

（一）

创新引课

提出问题

（6min）

教师活动

学生活动

设计意图

培养学生的民族自豪感、责任感。激发学生的学习兴趣、拉近和学生的距离，增强学生的体验感。

阅读教材

交流讨论

分析数据

观察实验

回答问题

渗透科学假设的思想。通过已有的数据归纳一般规律，加深学生对量子化的理解。借助模型使学生将抽象的微观世界形象化。另一方面让学生体验科学家创造思维的全过程和探索科学奥秘的艰苦劳动。

【活动1】播放墨子号发射的视频。

观看视频

【提问】1．如何解释氢原子光谱不观察实验

连续的现象。

【活动2】师生共同演示：观看氢回答问题

原子光谱。

【板书】玻尔的原子模型

【活动3】阅读学习

【板书】轨道量子化与定态

【提问】1：轨道半径要符合什么条件？

【活动4】分析氢原子轨道半径遵循的规律

【活动5】师生共同演示：

硬币的运动、小球在圆盘上的运动

【活动6】画能级图，分析氢原子能级间的规律。

交流讨论

分析数据

（二）

玻尔的原子模型

（轨道量子化与定态）（）

动手画出原子能级图，突破难点，同学分析数据加深学生对能级图和能量量子化的理解。

培养学生的知识迁移能力

渗透能量守恒的观点

启发学生思考

【活动】

7演示：小球下落类比原交流讨论

子跃迁

【提问】1氢原子从高能级向低能级跃迁，会产生什么现象？

【问题】2原子从高能级向低能级跃迁，能量如何变化？

【问题】3减少的能量以哪种形式释放

【板书】频率条件

分析数据

（三）玻尔理论对氢光谱的解释

【提问】1学习了玻尔的假说，你能用它解释氢原子光谱的不连续性吗？

【板书】玻尔理论对氢光谱的解释

【活动】

8借助能级图解释氢原子交流讨论

回答问题

培养学生利用已有假说或理论去解释现象、解决问题的能力。

借助模型使原子受激发的过程形象化

首尾呼应

巴尔末线系。

【活动】9 演示小球圆盘模型模拟原子受激发过程

【问题】2氢光谱实验中，加高压的作用是什么

（四）玻尔模型的局限性

（五）局限的突破与发展

【活动】10阅读玻尔模型的局限性

阅读思考

培养学生的阅读分析资料、总结归纳的能力

【活动11】播放量子技术前沿设想

观看视频

拓展学生视野

联系生活实际

激发学生的好奇心

首尾照应