1、第九章 9.1 原子 执教：上海市闵行区第五中学 周卫红 一、教学任务分析 “原子”是第九章“从原子到星系”的第一节内容，是人类对物质微观结构的认识， 是初中物理关于物质结构的最后一部分内容。 学习本节内容需要以科学中的黑盒实验、粒子模型为基础，学习物质的微观结构。 本节内容是物质结构的一部分，为高一级学习物质的微观结构奠定基础 。 本节内容的学习，以初步认识“原子组成”为知识基础，通过学生的“布袋”实验、 “锥刺”实验等活动，引导学生像科学家一样猜测、推理和探究原子内部的结构，让学生 了解看不见、摸不着的“原子结构” ，认识典型的原子模型和体验原子核式模型的建立过程。 本节通过介绍科学家建立
2、“原子模型”的过程，突出了人类探索物质构成奥秘艰难曲 折的历程，说明了科学研究的长期性和艰巨性，并通过学习，了解原子的内部结构，感悟 科学的物质观。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）知道几种典型的原子模型。 （2）知道原子的基本结构。知道原子的组成，原子和原子核大小的数量级。 （3）知道核能以及获得核能的两种方法核裂变和核聚变。 2、过程与方法 （1）通过“布袋”实验，猜测和推理布袋中的物体，认识物理学家探究原子内部情况 的科学方法。 （2）通过“锥刺”实验，模拟科学家发现原子核式结构的过程，认识科学理论是物理 学家根据新的实验现象不断地修正与完善的。 3、情感、态度与价值观 （1）经历人
3、类对物质结构的认识历程，感悟科学研究的长期性和艰巨性。 （2）在认识物质的微观结构的过程中，体验科学是不断发展的、知识是逐渐深化的， 从而激发科学探究的热情，感悟科学的物质观。 三、教学重点和难点 重点：原子的基本结构、原子的典型模型。 难点：“原子核式模型”的建立过程。 四、教学资源 1、器材：布袋若干（锥子、纸包、刻度尺等） 。 2、课件：自制 PPT 幻灯片， 粒子散射实验动画（引用） 。 3、音像：自制科学家探究物质构成的音像资料。 五、教学设计思路 本节是从已有知识出发，通过学生的“布袋”实验、 “锥刺”实验等活动，引导学生像 科学家一样探究物质结构建立原子模型为突破点，让学生了解
4、“原子结构” ，体验 “原子核式模型”的建立过程。因此本节课力图将自主探究、实践体验、合作交流的学习 方式与接受性学习方式的有机结合， “做” 、 “想” 、 “讲”有机统一，利用各种课程资源和信 息技术进行学习，实现学习方式的多样化，落实二期课改的教学理念。 本设计要突出的重点是原子的基本结构及典型模型。方法是通过“布袋”实验，让学 生模拟和体验科学家根据宏观的实验现象，猜测和推断研究原子内部结构，通过播放音频、 师生讨论，让学生认识原子的基本结构及典型模型。 本设计要突破的难点是“原子核式模型”的建立过程。方法是通过判断纸包内是否 “有核”的“锥刺”实验，模拟科学家发现原子核式结构的历程，
5、认识到物理学家由原子 理论分歧到进一步研究原子内部结构，根据新的实验现象，猜测、推断和想象原子内部的 情况，逐步认识原子的内部结构，建立了形象的“原子核式模型” 。 本设计通过从学生的体验和感悟出发，培养学生的探究能力与精神，让学生了解物质 微观结构“原子模型” ，感悟科学的物质观，了解科学的历史与本质。以多媒体课件展 示原子结构的发现历程，为学生呈现形象的原子模型，把原子内部结构情况在人脑中的抽 象的想象图转化为形象的模型，使学生的形象思维能力得到提高。 完成本设计的内容需 1 课时。 六、教学流程 1、教学流程图 活动 I “布袋” 实验 葡萄干 蛋糕模型 情景 II 音频 II 情景 I
6、II 音频 III 活动 II “锥刺” 实验 情景 动画 情景 I 音频 I 电子 情景 动画 情景 “枪击” 演示 核能原子核 行星 模型 2、流程图说明 活动 “布袋”实验 通过“布袋”实验，学生体验科学家探究无法打开、观看的原子内部结构的科学 方法。 情景 音频资料 1 播放人类探究物质构成的资料 1，知道道尔顿提出的原子模型光滑而坚硬的圆 球体。 情景 视频资料 2 汤姆逊发现电子的存在，打破了原子不可分的观念。提出的原子模型葡萄干蛋 糕模型。 情景 音频资料 3 播放音频资料 3，知道科学探究过程中，会有不同的观点或理论发生冲突，1903 年日本物理学家长冈半太郎提出了与汤姆逊观点
7、不同的“土星型模型” 结构。 活动“锥刺”实验 用锥子刺纸包，判断其中有无“核” ，寻找判断原子有无核的实验方法。 情景 播放动画 观看动画，知道氦核（ 粒子）轰击金箔实验。分析氦核（ 粒子）大角度散射 的原因，从而得出原子有核，知道原子核式模型及原子核直径约为 10-1410-15 米。 情景 “枪击”演示 教师演示，枪击自制有核球体。 情景 播放动画 观看动画，了解获得核能的两种方法核裂变和核聚变。 3教学的主要环节 本设计为两个主要的教学环节： 第一环节 通过音频和讲解，认识几种典型的原子模型。 第二环节 通过“锥刺”实验，以及 散射实验，认识原子核式结构。 第三环节 通过观看动画和教师
8、讲授，了解获得核能的两种方法核裂变和核聚变。 七、教案示例 （一）引入 设问：世界上还有许多未知的奥秘等着我们去揭开。有些是我们无法直接观察的，其 中奥秘怎么知道呢？ “布袋”实验：猜测“布袋”内的物体并交流推断的结果和依据。 要知道原子的内部结构，就像布袋实验一样需要通过宏观的实验现象来猜测和推理。 （二）新课 1.原子组成 问题 1：通过化学学科的学习，我们已经初步知道了原子的概念，那么你认为原子是 否可以再分成更小的粒子呢？ 2. 原子模型 问题 2：早在两千多年前，人类就对物质的构成进行了思考。谁最先提出原子的?“原 子”的本义是什么？ 学生阅读课本：古希腊哲学家德谟克利特。 播放音频
9、 1：学生倾听并交流，古希腊哲学家德谟克利特最早提出原子不可再分，我 国古代思想家庄子则提出了 “物质无限可分” ，1803 年英国科学家道尔顿建立了科学的原 子论，第一个提出原子模型圆球体，把原子结构具体化和形象化。 道尔顿原子模型光滑而坚硬的圆球体 学生交流：道尔顿 问题 3：原子是否真的不可再分？是谁又进一步认识原子结构，提出新的原子模型？ 汤姆逊原子模型葡萄干蛋糕模型 1889 年英国物理学家汤姆逊发现了从原子中跑出来质量比氢原子小得多的带负电的电 子的存在。打破了原子不可分的观念 。1904 年他推测正电荷像液体一样均匀分布在原子 里，带负电的电子像葡萄干一样浸在其中，这一模型被人们
10、称为葡萄干蛋糕模型。并根据 此模型估算出原子直径大约为 10-10 米。 问题 4：在当时的物理界，汤姆逊的原子观点成为主流观点，但有一位科学家却提出 反对意见，认为原子有核。原子中到底有核无核？ 1903 年日本物理学家长冈半太郎认为正负电子不可能相互渗透，提出了电子均匀地分 布在一个环上，环中心是一个具有大质量的带正电的球，被他称为“土星型模型”结构。 卢瑟福原子模型行星模型 “锥刺”实验：判断纸包中是否有核并交流判断结果。 播放动画：认识氦核（ 粒子）轰击金箔实验，观察氦核（ 粒子）大角度反射。 显微镜轨道 氦核轰击金箔实验 氦核 放射源 金箔（极薄） 分析氦核（ 粒子）大角度散射的原因
11、。小组讨论原子核的特点并交流。 1911 年，卢瑟福受“大宇宙与小宇宙相似”的启发，把太阳系和原子结构进行类比， 提出了一个原子模型 “行星模型”。原子是由原子核和绕核旋转的带负电的电子组成。 卢瑟福提出核式模型，根据实验现象推理计算原子核直径大约为：10 -1410-15 米。 学生活动：通过计算知道，如果把原子放大成排球这么大，那么原子核比沙粒还小得 多。 师：科学家通过实验进一步研究发现原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成， 提出电子云模型。 3核能 观看动画，了解获得核能的两种方法核裂变和核聚变。 核能：蕴藏在原子核中的能量叫做核能。 核裂变：质量大的原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量。 核聚变：质量小的原子核互相聚合，生成新的质量更重的原子核，并释放能量的一种 核反应形式。 （三）知识运用 学生小组讨论：从人类对原子结构的探究历程，我们能得到什么启发？ 课后作业：P31思考与练习
