3　氢原子光谱教学设计实例

《氢原子光谱》教学设计

恩平市第一中学

梁健锋

【教材版本】：

人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《物理》（选修3-5），第十八章《原子结构》，第三节《氢原子光谱》。

【课程分析】：

本节教材是在了解光谱、连续谱、线状谱的概念后（可以补充光谱的分类），进一步介绍原子的特征光谱和光谱分析，重点讲述氢光谱的实验规律。在此教科书给了巴耳末公式。应该明确，该公式的出现不是为了让学生练习计算，而是与前面学习碰撞时的意图一样，目的是从公式看出物理量之间的关系、看出物理量变化的趋势。即巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子辐射波长的分立特征。同时它也为下一节氢原子能量的分立性作了铺垫。而源自光谱的事实不能用检点物理学理论解释，必须建立新的原子模型。

【学情分析】：

要实现对氢原子光谱的深入理解，不能过于扩展相关应用，应紧扣教学大纲的基本思想，基本要求。

本节课在高考当中的地位较轻、新课标的要求也只是在停留在了解的程度，应紧扣大纲要求，无需过于扩展。

【学习目标】：

（1）了解光谱、连续谱和线状谱等概念。

（2）知道氢原子光谱的实验规律。

（3）知道经典物理的困难在于无法解释院子的稳定性和光谱分立特征。

（4）让学生进一步体会物理规律是在接受实践检验的过程中不断地发展和完善的。

【设计思路】：

遵循诱思探究学习方式的基本思路“观察（探究）→思维（研究）→迁移（运用）”，从而认识传承性课程；同时，还应反映出学生进行任何一个认知层次时，在师生共同创设的丰富多彩的教学情境下，在行为上“动手做、动眼看、动耳听、动笔写、动脑思”，全身心地投入学习过程，最终完成体验性课程。

根据物理课程的特点，用实验引起同学们的求知欲望，进行感知上的体验，再进行探究实验，最后总结实验结果及进行迁移应用。简要来说，本节课的思路为“体验→思考→探究→分析→应用”逐一展开，充分体现了STS教育理念。让学生们从中“知道什么”再到“怎样才能知道”最后“知道有什么用”。

激起求知欲定义概念，实验探究，区别比较，知识迁移，

望，诱发探探究奥义

总结归纳，

深入了解

解决实际问

索未知现象

题

1

【教学策略、教学过程设计、教学导向、教学资源、媒体的选择与设计】：

课时安排

40分钟

教学对象

高二（9）班

日期

2018-05-21

（1）了解光谱的定义和分类。

知识与技能

（2）了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

（3）了解经典理论的困难。

教

学

过程与方法

通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷

目

（1）结合有关作用力和反作用力的生活实例，培养学生独立思考、标

情感态度

实事求是、勇于创新的科学态度。

与价值观

（2）通过诱思探究的课程设计，让同学们交流讨论和实验探究，培养学生团结协作的科学精神，感受物理学科研究的方法和意义。

教学重点

教学难点

氢光谱的实验规律。

经典物理无法解释原子的稳定性和光谱分立特征

1.实验探究法：结合诱思探究理念，实施实验探究。

2.指导阅读法：理解题目用意，用正确物理语言回答问题。

3.定性到定量的过程法：从设计实验到实施实验的过程。

4.转化法：将未知的问题转化成已知的知识。

（1）教师教具：气体放电管。

（2）学生用具（按小组准备）：无。

（3）媒体多媒体课件。

设计意图

回顾知识

激发学生思维和探究欲媒体应用

口头叙述

PPT

教法

教具和媒体

过程

教师活动

学生活动

1、卢瑟福所提出的原子核是结构什么根据所学知样？

识回答。

2、电子在原子周围怎样运动？

3、电子运动过程中是否有电磁波发射

出去？那能量是否会减少？

引

今天我们将学校氢原子的光谱，来进

入

一步揭示原子内部的秘密……

看PPT。

课

创设情境，引入课题

[引入问题] 题

“光谱”：

提问：谁发现的？

早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。

望，引出学习

课题。

2

学生分组展引导学生进

开了激烈讨行发散思维，自主探究，合作揭秘

论及相关内积极回答问

课件同步与容

。

题。

[学生阅读] 相应图文解

。 P54页“光谱”内容：

答。

教

要求：独立完提问：1、光谱的准确定义。

让学生产生

学

成—小组讨2、什么是线状谱？

过

论—举手展对科学的求3、什么是连续谱？

知欲，乐于探课件中明确程

示—生动讲4、什么是特征谱线？

究日常用品导向性信息。

设

解—仔细聆5、认识特征谱线有什么作用？

和新器件的

计

听—补充发6、什么是光谱分析？

用途。

言—无需重

。

复

知识梳理，考点归纳

明确定义好

用光栅或棱镜把各种颜色的光按波长

的概念，加以课件中展示光谱、线状

分开，得到光的波长（频率）成分和强度比较。

谱、连续谱、课程相关图分布的记录，叫光谱。

特征谱线等片。

连续谱：由连续分布的一切波长的光

等内容。

组成的光谱

线状谱：只含有一些不连续的亮线的小组讨论，得

光谱。

传感器实验出解决答案。

仪器的简介各种原子的发射光谱都是线状谱，不

同原子的亮线位置不同，这些亮线称为原及应用。

选出代表，进传感器的运

子的特征谱线。

行回答。

用将同变化

实时显现。更

迁移应用，能力提升

巩固知心，做直观、更完

钨丝白炽灯的光谱、铁电极弧光灯的题提升分析善。

光谱、分子状态的氢光谱、原子状态的氢

问题能力

光谱、氖光谱、钡光谱的辨析。

自主探究，合作揭秘

P54页“科学足迹”内容：

课件中明确

提问：1、夫琅和费发现了什么？

导向性信息。

2、基尔霍夫怎么解释了这个现象？

自主探究，得

3、基尔霍夫的光谱分析方法有什么出答案。

意义？

要求：独立完成—小组讨论—举手同学之间讨

教

展示—生动讲解—仔细聆听—补充发言—

论交流、相互

学

无需重复

协作找出特回顾学习过过

点。

的知识，巩固

程

知识梳理，考点归纳

小组讨论，得基本概念。

设

出解决答案。

计

选出代表，进

行回答。

为研究相互

一、光谱

3

作用力的性

质一样而特

设的两组实

共同总结，升验。较直观的

华内容

方式理解。

比较学习，勾

起巩固牛顿课件同步实

第三定律的验器材与相

应用。

应图文解答。

迁移应用，能力提升

互动式教学课件同步实漆碗：第三文化层（距今6500~6000通过应用理法。

验器材与相

年）利用红外光分析其表面，其光谱和马解光谱分析

应图文解答。

文堆汉墓出土漆皮的裂解光谱图相似。

法。

”

越王宝剑：X射线照射激发荧光，通突破难点。

本题综合性

过分析得知其成分。

较强，可以将

相互作用力

二、氢原子光谱的实验规律

与二力平衡

观察实验，寻找答案

相比较。

课件同步实

定性到定量验器材与相[气体放电管]：玻璃管中稀薄气体的

分子在强电场的作用下会电离，成为自由

过程方法

应图文解答。

移动的正负电荷，于是气体变成导体，导归纳实验现

电时会发光。象，寻找相同

这样的装置叫做气体放电管。

讨

点。

为了提高学实验观察，与P

生的发散实论结果，

验能力，在学PT光谱对照可进一

理解实验器习中发现，在研究，步验证原子

材的原理，了发现中学习。

的分立特征。

解科学研究

方法。

让学生在合

教

作学习过程。

学

中动手、动

[摄谱仪设备原理]：望远镜观测其现过

脑、动口，并

象，标度管可设定预设光谱波长，光源发程

发现问题，解

光即可在望远镜观察其光谱特征。

设

决问题，以实

计

验变式培养

总结规律，诠释原理

学生的创造

1885年，巴耳末对当时已知的，在可

同学之间讨性思维和实

见光区的4条谱线作了分析，发现这些谱

论交流、相互验探究、操作

线的波长可以用一个公式表示：

协作找出特能力，表达能

111

点。

R2,n3,4,5,...

2力，综合分析2n



能力。

其中R=1.10×107m-1叫里德伯常量

自始至终，P

4

特点：a、每一个n值分别对应一条谱线

PT同步进度

提高学生综

b、n只能取正整数，不能取连续值，说明

合解决问题

了原子光谱波长的分立特性

能力

除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在

红外和紫外光区的其它谱线也都满足与巴

耳末公式类似的关系式。

提高学生综

小组讨论，得合解决问题

三、经典理论的困难

出解决答案。

能力

自主探究，合作揭秘

课件中明确选出代表，进

阅读P55页“经典理论的困难”

提问：1、核式结构模型的弊端。

导向性信息。

行回答。

使学生初步

2、原子核是否稳定？矛盾原因在哪

认识科学技

儿？

巩固知心，做术对对人类

3、经典理论分析，电子最终会怎题提升分析

生活的影响。

样？

问题能力

4、根据电磁理论，电子辐射频率特

起到首尾呼

点？

应培养运用

5、最终你得出的结论是什么？

要求：独立完知识解决问

成—小组讨教

按经典理论电子绕核旋转，作加速运论—举手展题的能力。

总结归纳。

学

动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的示—生动讲培养学生的

信

过

能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，解—仔细聆信息意识、息素养。

程

最后落入原子核中。

听—补充发

设

轨道及转动频率不断变化，辐射电磁言—无需重

计

波频率也是连续的，

原子光谱应是连续的复

光谱。实验表明原子相当稳定，这一结论

与实验不符。实验测得原子光谱是不连续的谱线。

总

一、连续光谱、线状光谱、光谱分立

结

特性、光谱分析法。

二、巴耳末系。

回

三、经典理论困难。

顾

总的来说，整个教学过程仍旧比较保守，但这节课设的创新点较多，根据教自

我

学大纲要求，结合诱思探究教学理论，本节课的探究部分，对于大部分学生都没评

有太大问题。导向性信息比较简单，结合了普通理科班的特点——接受较慢，思价

维保守等特点。所以结合考纲的特点没有参加进去特别多的内容，夯实基础即可。

【教学反思】：

对于学生的未来，现在所学的知识很多会忘记，但帮助学生形成良好的思

5

维习惯和思维方法能在未来的学习、工作和生活中，解决陌生的问题。课堂学习的时间是有限的，如何在掌握基础知识和技能的基础上，最大限度的提升学生思维能力。

教学是一门遗憾的艺术。经常进行教学积累和反思，是每位教师提高素质、取得成功的根本途径。优秀教师的素质，不仅要有以本学科专业知识为核心的广泛的理论知识和教师必备的心理学、教学论等业务性知识，更要有丰富的具体进行教学的实践性知识。所以本课程结合了诱思探究教学理论的支持，让学生自己动手动脑总结归纳等步骤进行了教学。收效非常好，学生真正体验到了学习的乐趣，更加的体现了新课程标准的内容，如，导向性信息的明确与否，学生为主体的思想明确与否等等诸多问题。

美中不足的是，在教学进行的过程中，学生讨论与思考的部分甚为薄弱，需要在多多进行诱思探究式的教学，能够让学生真正加入到学习的乐趣中。

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