第一篇:原子結構模型教學反思
“原子結構模型的建立”的教學反思 教材分析:
“原子結構模型的建立”選自浙江省義務教育教科書《科學》八年級下冊第2章“微粒的模型與符號”第3節“原子結構的模型”的第1小結內容(后面還有“揭開原子核的秘密”、“帶電的原子-離子”);
原子結構的模型是原子物理學的重要內容,也是進一步學習“原子核”和“離子”概念的基礎,所以本小節內容地位重要;
本小結課文首先簡單介紹了湯姆生推測的“棗糕式”原子模型,第二重點介紹了盧瑟福的α粒子散射實驗以及以此為基礎建立的“核式結構”原子模型,第三簡單介紹了玻爾對盧瑟福“核式結構”原子模型的改進,最后說明原子結構模型的建立是歷代科學家不斷努力和不斷改進的結果。學生分析:
從知識基礎來看,學生通過前面的學習,已經知識分子、原子等名稱,也已經知道它們是構成物質的基本微粒,這為學習本節內容奠定知識基礎;
從科學方法來看,通過前面的學習,學生已經經歷過從現象中推測、歸結原理的過程,這為從α粒子散射實驗現象中推測原子的“核式結構”模型奠定基礎; 從思維特點來看,初中學生屬于形象思維占優勢的思維水平,所以教學設計應該力求遵循從經驗到理論、從形象到抽象的教學過程,力求用圖片、板畫形象的表征抽象的微觀的知識與模型。教學目標 知識與技能
知道原子結構模型建立的歷史過程和重要人物; 知道質子的核式結構模型以及建立的實驗基礎 過程與方法
經歷從α粒子散射實驗現象中推測原子的“核式結構”模型的過程 理解從實驗現象中推測科學原理的方法 情感態度與價值觀
通過了解原子結構模型建立的歷史過程,體驗科學探究的艱辛
通過了解原子“核式結構”模型建立的歷史過程,體驗科學的質疑態度和嚴謹態度
四、教學反思
教師:在我們周圍存在各種各樣的物質,有的是動物,有的是植物,有的是生物,有的是非生物,不管是有生命,還是沒生命,在我們周圍形形色色的物質都是由粒子構成的。比如說水。
教師:水是由什么粒子構成的? 學生:水分子
教師:所以物質時由分子構成的,分子可分為? 學生:原子
教師:分子是由原子構成的。有些原子它可以直接的(學生:構成物質)構成物質,(板書)就比如說金屬鐵是由鐵原子構成的(學生:鐵原子),所以原子也是構成物質的一種微粒,究竟原子是一種怎樣的微粒呢? 學生:不知道
(第一環節:引入課題)教學目標:通過回顧原有知識,引入課題
教學內容:從物質、分子和原子之間的關系出發,引出“原子”名稱 活動設計:教師提問,學生回憶和回答
教學語言:語言用語準確,提問明確,師生問答互通良好 板書設計:
存在問題:沒有明確向學生明確課題,突出重點。如果明確了課題“模型”,下一個環節就可以以“模型”作為提問的立足點,這樣更能緊扣課題 究竟原子是一種怎樣的微粒呢? 學生:不知道
教師:它有什么特點?原子有什么特點? 學生:小
教師:原子小,什么很小? 學生:質量 教師:(所以)原子有質量 學生:體積
教師:原子有體積,還有呢? 學生:半徑很小。長度
教師:半徑,長度,就是說有? 學生:形狀。
教師:還有嗎?再想想? 學生:結構
教師:很好,原子還有一定的結構,你們認為原子是有質量的有體積,有形狀,有結構,這是你們認為的原子的模型,那么科學家認為的原子模型是怎么樣的呢?我們一起來看一下。(第二環節:學生對原子結構進行初步猜想)教學目標:學生對原子可能有的結構進行初步猜想 教學內容:學生猜想原子結構。
活動設計:以“特點”創設的情境和要解決的問題不夠明確,沒有緊扣課題“模型”;教師提問并啟發,學生猜想和回答,教師小結概括,引入下一個教學環節 教學語言:語言條理清楚,語言比較親切,感染力好,師生問答互通良好 板書設計: 存在問題: 教師:道爾頓,他是第一個建立原子模型的科學家他認為一切物質都是由最小的不能再分的粒子,也就是原子構成的。他認為原子時不可再分的,所以呢他建立的模型呢是這樣子的,原子是堅實的不可再分的實心球,他是一個實心球,所以我們把這個模型稱為實心球模型。這個模型呢影響了人們一百年的對原子的認識,直到后面有個科學家叫做湯姆遜(Thomson),他發現原子內部它還存在一種粒子,比原子更小的粒子叫做,電子。電子呢,它是帶負電的有一定質量的微粒,他普遍存在在各種原子中,每個原子中都有電子,那么電子到底是怎么分布的呢?你們來猜想一下。學生:不規則
教師:不規則的分布,還有其他可能嗎? 學生:有規則
教師:有規則他可以是均勻的分布在原子里面,也可以不均勻的分布在原子里面,能不能形象的比喻一下,比喻成水果。學生:西瓜 教師:西瓜,那什么是電子? 學生:西瓜子
教師:那還有什么水果? 學生:南瓜
教師:電子也可能分布在原子中心,那他可不可能分布在原子表面呢?(學生:也有可能)那湯姆遜是怎么認為的呢?哦,原子他是電中性的,而我們的電子是帶負電的,原子是電中性的,你們覺得它帶的負電去哪了? 學生:還有正電荷
教師:還有正電荷和負電荷抵消了,說明了在原子內部還存在著正電荷,那么這些正電荷這些粒子是怎么分布的呢?他是這么認為的,他認為原子還是一個球體,但是正電荷是均勻的分布在就像西瓜的瓤一樣,西瓜肉,均勻的分布在了整個球體當中,而電子呢就像西瓜子一樣鑲嵌在西瓜當中,就像上面這個這樣的模型。這是湯姆生建立的原子結構模型。(第三環節:介紹歷史上有關原子模型的兩種猜想)
教學目標:介紹歷史上有關原子模型的兩種猜想,初步了解原子結構模型建立的發展歷史 教學內容:介紹道爾頓、湯姆遜關于原子結構模型的猜想。
活動設計:教師講解與學生猜想相結合,但學生的猜想意義不大;兩種原子模型也有比較形象的圖片配合,教學語言:專業術語運用不夠科學準確,電中性不是正負電荷相互抵消。師生問答互通良好 板書設計:主體板書沒有,修改建議:刪去學生猜想,語言應該更加科學準確,用板畫配合講解可以讓學生更容易理解,最后應該有一個小結“以上是科學史上兩位科學家關于原子模型的猜想,湯姆生的模型能夠解釋一些現象,沒有直接的事實驗證,湯姆生有個學生叫盧瑟福,它為了驗證他老師的猜想,他做了一個實驗”,同時為下一個教學環節(教學重點)做鋪墊。
教師:湯姆生有個學生叫盧瑟福,盧瑟福他做了一個實驗,他發現了個有趣的現象,無法用湯姆生這個模型來解釋,所以他就開始質疑他的老師。他說我覺得你這個模型是對的,所以他也建立了一個模型,他做的這個實驗叫α粒子散射實驗,他用大量的α粒子去轟擊金箔,金箔知道是什么嗎?很薄的金(片),像紙一樣的,這個黑黑的是α粒子發射器,α粒子從里面發射出來,紅紅的就是α粒子粒子束,打在黃黃的金箔上面,這一圈是探測屏,如果有α粒子打在上面,他就會知道,它接收到。這個實驗做出了個有趣的現象,就像這樣的。這是金箔的一層原子,金箔是金屬,所以直接由原子構成,他發現的現象是這樣子的,大部分α粒子都直接地穿過了原子,都直接地穿過的原子,α粒子是帶正電的哦,還有少部分的α粒子啊它打在了原子上之后,發生了輕微的偏轉,但是呢,有極少數α粒子打在原子上之后被反彈了回來,或者偏轉角度很大,這是極少數的粒子,為什么會出現這種現象呢?原子內部究竟是怎么分布的?它究竟是怎樣的一個結構呢,同學們猜想一下。小組進行討論一下,為什么會出現這種現象? 小組討論??
教師:那個小組將你們猜想的結構畫出來?(請學生上黑板畫出他認為的結構模型)大家看他畫哦。
學生:首先我們看到,這是一個原子,它原子里面有一個原子核,那么為什么,我們是怎么知道這個原子核的呢?首先我們看這是α粒子,他打到的時候大部分是直接穿過去的,他沒有打到任何東西,原子大部分是空的,那我們再看這個α粒子粒子,他打中了原子核的一部分,他發生了偏轉。教師:他打中了它嗎? 學生:靠近教師:他靠近了,α粒子帶正電
學生:我們知道同性相斥,異性相吸,所以我們可以確定原子核是帶正電的,因為α粒子是帶正電的。
教師:為什么α粒子被反彈回來,而大部分直接穿過去了?因為原子核 學生:很小,雖然原子核很小,但是原子全部的正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核上。教師:(幾乎)全部的質量都集中在原子核,全部的正電荷也集中在原子核,所以這些粒子才有可能被反彈回來。很好。那我們來看一下盧瑟福是怎么來解釋的,他建立了這樣一個原子模型,他說在原子中心有一個很小的原子核,有一個很小的原子核(指著圖)而原子全部的原子核和幾乎全部的質量都集中在原子核內部,而電子呢,帶負電的電子繞著這個原子核轉,你們想到了什么? 學生:行星繞太陽
教師:行星繞太陽在做圓周運動,所以我們把這個模型也成為行星繞太陽模型,或者是行星原子模型。我們說電子是帶負電的,原子核是帶正電的,而整個原子電中性,不帶電,說明它們帶的電荷電量相等,說明它帶的電荷數量相等。所以原子會成電中性。(第四環節:原子核式結構模型的建立過程,這是本節課的教學重點環節)
教學目標:了解原子的核式結構模型及其建立過程,體會科學探究的過程和科學家的思想。教學內容:介紹盧瑟福α散射實驗及其現象,讓學生經歷原子的核式結構模型從α散射實驗現象中推出的過程。
活動設計:情境交代不夠清楚,尤其是板畫的金鉑的原子排列;要解決的問題交代比較清楚(依據實驗現象推測結構);學生活動比較充分(小組討論及代表發言),但結論得出邏輯性不夠強,教師補充也不夠完整(尤其是電子);師生問答互通良好,但教師總結與學生發言情境結合不緊密
教學語言:條理不夠清楚,教學順序應該是:介紹盧瑟福的目的、α散射實驗、實驗現象、實驗現象帶來的困惑、重新構建原子模型。
板書設計:講解與板畫配合較好,但主體板書沒有
修改建議:重新設計教學順序,教師總結應該更全面完整,補充主體板書。教師:我們接下來看下一個科學家建立的模型呢是在兩年之后,他修改了盧瑟福的原子模型,他認為電子是在原子核外沿著固定的軌道運行的,如果電子很多的話,他還是分層的繞核運動,中間這個是原子核,白色的是電子,這里分層地在繞著原子和運動。你們覺得電子會真的乖乖的繞著核運動嗎?
學生:不會,逃了,不規則的運動,教師:什么都有可能哦。最后一個模型叫做電子云模型,他呢用照相機拍了氫原子的結構,他發現原子核在中間,電子開始在這里,后來在這里,再后來在這里,這里,無規律的運動,而且在高速的運動,所以對外呈現電子云的狀態,所以電子不是在固定軌道運行的。但是現在我們學習呢認為電子是在繞著軌道運行的,這是我們現在所能學習的原子結構模型。到現在我們基本上能把原子給,內部的結構有了大概的概念。原子它還可以在分嗎? 學生:可以
教師:原子還可以在分為什么? 學生:電子,原子核。
教師:核外電子和原子核。原子核帶什么電? 學生:正電 教師:(板書)核外電子帶負電。所以原子帶 學生:正負電、不帶電 教師:原子不帶電 學生:老師,一個原子只有一個原子核。一個電子有幾個核外電子。
教師:不知道,每個原子電子數目是不同的,他說少的時候是有固定軌道,運行多的時候是分層的在繞核運動。
學生:所以核外電子會不會撞在一起。
教師:你們猜猜看,一切都有可能,這個你們等到課外在研究哦。我們現在來總結一下,我們這個原子模型建立的整個過程。我們一開始誰提出來的? 學生:道爾頓
教師:他提出了什么模型? 學生:實心球模型 教師:后來呢
學生:湯姆生,西瓜模型。盧瑟福,行星繞太陽模型,玻爾,分層模型。電子云模型。教師:那么從整個模型建立的過程,你們收到了什么啟發?有誰知到,有誰想到的。體會到了科學家們什么精神? 學生:堅持不懈 教師:對任何事物都抱有懷疑的態度??不斷地去修正呢,模型的建立是一個不斷完善不斷修正的過程,他一開始提出來可能是錯誤的,但是我們不斷的去糾正去完善它,最后是這個模型不斷接近事物的本質,這就是科學研究的過程。
教師:那我要問了,既然原子可以分為原子核和核外電子,那原子核可以再分嗎? 學生:可以 教師:那原子核都是由哪些粒子構成的呢,這些粒子都分別帶什么電?什么又是核電荷數?這些粒子帶的電荷數之間有什么關系?這些粒子的質量有什么關系,電荷數就是帶的電荷的數目。這些質量有什么關系,接下來閱讀書本第44頁,結合著這張圖,這張圖里面是氧原子的結構模型。回答者四個問題。師生討論??
學生:原子核有質子和中子構成,質子帶正電,中子不帶電 教師:那什么是核電荷數啊
學生:原子核所帶的正電荷數稱作核電荷數(學生舉手,老師示意學生起立回答)學生:和質子數與電子數一樣
教師:書上怎么講的?(揮手示意學生坐下)學生:(經過查書后)原子核所帶的電荷數稱為核電荷數
教師:對,原子核所帶的電荷數稱為核電荷數(示意學生看ppt),那這些粒子的數量有什么關系呢? 學生:質子數等于電子數
教師:請一位同學上來回答一下,誰?有誰?(做舉手狀,稍后指向某同學)你來 學生上臺
學生:質子數等于電子數
教師:質子數等于電子數?對不對?對的 學生:(隨著老師激光筆位置變化)原子核分為質子和中子
教師:質子帶,正電荷,那這里有八個質子,就有八個正電荷,那這里核外有多少個電子啊 學生:(異口同聲)八個
教師:八個電子,所以,電子帶什么點? 學生:負電 教師:所以? 學生:他們兩個相等
教師:哦,電子數和什么數相等啊? 學生:質子數
教師:所以他們所帶的電荷? 學生:相等的
教師:電荷數是相等的,所以? 學生:所以?
教師:所以整個原子呈電中性,因為他們是不是相等電荷抵消啦? 學生:是
教師:好,那你先下去吧 教師:各種粒子數有什么關系?原子核所帶的電荷數是?核電荷數,而原子核內只有質子是帶正電荷的,所以?所以,核電荷數等于?(手指向ppt上質子數字樣)學生:質子數
教師:那質子數為什么等于核外電子數呢? 學生:原子呈電中性
教師:一個帶正電,一個帶負電,整體呈電中性相互抵消,所以他們的數目是,相等的,中子數是因為,他不帶電,所以中子數不影響整個原子的電中性,所以它沒必要等于中子數。我們先來看,他們質量有什么關系(指向ppt第四題這些粒子的質量分別是多少)學生:差不多大
教師:什么和什么差不多大 學生:質子和中子
教師:質子和中子的質量差不多,那和電子比呢 學生:相差很大 教師:誰大 學生:中子 教師:質子和中子更大一點,所以為什么我們剛剛說所有的質量都集中在原子核呢?看這個(指向ppt上的字樣)質子和中子的質量遠遠地大于電子質量,而質子和中子構成原子核,所以原子核的質量才遠遠大于電子數,所以原子核集中了所有的質量,有沒有理解啊
教師:那么,我們說原子核是由質子和中子構成的(在黑板上寫下樹狀圖)那質子和中子還可以再分嗎 學生:(聲音雜亂)可以,夸克
教師:對,書上說啊,質子和中子是由更小的微粒,夸克構成,那么你們覺得,夸克(視頻結束)
第二篇:原子結構模型的教學設計
《原子結構的模型》教學設計
浙江省海寧市實驗初中
宋竺
《原子結構的模型》是學生在教師的指導下,進行自主的學習、合作學習。案例的動畫模型有直觀、形象的優點,動畫與單純用語言描述相比,教學效果較好。
一、教學分析
(一)教材分析
本節為浙教版初中《科學》八年級(下)第一章《粒子的模型與符號》的第3節第一課時,本節兩個課時,第一課時主要對學生學習原子結構模型的建立完善。讓學生沿著科學家的道路去構建原子模型,同時滲透模型的構建方法。通過對有關科學家和其研究的介紹,培養學生的科學興趣,使學生體驗、學習科學家提出問題、建立假設、修正模型的研究方法。教會學生學會觀察、學會分析、學會總結,幫助學生認知,從而幫助學生構建知識。
本節的基本概念和基礎原理多,如原子結構的概念,這些內容抽象,肉眼不可見,遠離學生的生活,所以運用了大量的圖片和動畫來展示或模擬結構,使之形象化,便于直觀認識。
本節還密切聯系現代生活、生產和科學技術的實際,有著濃郁的生活氣息和時代氣息。使學生更好地理解科學與生活、科學與社會的關系。
(二)學生分析
從知識水平來看,本節內容抽象,肉眼又不可見,遠離生活,學生難以理解,但學生在學習了前面的模型、符號的建立與作用,物質與微觀粒子模型的基礎上,繼續來學習原子結構的模型,有一定的微觀認識基礎。
從人的思維發展階段看,初中的學生還處于具體形象思維的階段,要使他們形成正確的微觀的結構表象和概念,需要教師提供直觀的動畫模型,幫助學生由感性認識上升到理性認識,幫助學生構建知識。
從學生的學習興趣看,本節的豐富內容,精美的圖片,與生活、科技緊密接合的事例,激起了學生探索科學的興趣。
(三)網絡教室
學生上課時可以直接查找網絡或到自主學習網站學習,方便快捷,課堂容量大。
二、教學目標
知識與技能:
1.了解原子的構成、原子結構模型及其在歷史上的發展過程,體驗建立模型的思想
2.了解a粒子散射實驗和盧瑟福的原子核式結構。
過程與方法:
1.培養學生的空間想象能力、抽象思維能力、科學的分析推理能力及對所學知識的應用能力。培養學生自主學習的能力。
2.結合教學內容,進行科學思維方法的教育,培養學生的創造意識。3.了解原子的構成、原子結構模型及其在歷史上的發展過程,體驗建立模型的思想,體會原子結構模型建立的過程是不斷完善和修正的過程。
情感、態度、價值觀:
1.使學生感受人類對微觀世界的認識是不斷擴大和加深的。
2.組織學生探索發現并掌握(運用)“不斷完善、不斷修正,接近事物本質”的過程。
3.從直觀的角度解釋微觀現象及原子結構模型發展中的思維演繹過程。
三、教學重難點 1.教學重點:
了解原子的構成、原子結構模型及其在歷史上的發展過程,體驗建立模型的思想。
2.教學難點:對原子結構知識的初步了解
四、教學用具:
多媒體電腦、學生電腦、網絡教室 保齡球(瓶子)實心球 雞蛋 燒杯
五、教學模式:
“主導一主體”的教學模式
六、教與學的過程設計如下:
教師活動案例的教學媒體學生活動設計的意圖
出示一只雞蛋并設問:假如你以前從來沒有吃過雞蛋,甚至沒有見過雞蛋,你想知道蛋殼里面是什么,有什么辦法嗎?
學生們異口同聲地回答:把它打碎!
又問:如果你不想打破它但又想知道這里面是什么,有什么辦法呢?
學生議論,提出實驗方案:透視、搖晃、稱量??等等
【引言】分子是由原子構成的,那么原子又是由什么構成?科學家是怎樣揭開原子結構的秘密呢?
為了探索原子內部的構造,科學家們進行了無數次的實驗。他們使用原子模型來表示原子并用實驗不斷地修正模型。【媒體展現】片頭。教學媒體展現了從哲學家德漠克利特提出來的“物質是由原子產生”的哲學思想到道爾頓、湯姆生、盧瑟福、波爾、薛定諤提出的原子模型整個過程中各科學家頭像、原子模型圖片和視頻。觀看媒體、聽講,對原子結構模型的建立與修正的過程進行情緒體驗。導入新課,激發學生學習興趣和學習動機。學生通過了解這些赫赫有名的科學家在認識原子結構的成就和貢獻,思想得到了熏陶。引發學生對新知識的探求情感,使學生產生學習的需要。
【過渡】湯姆生、盧瑟福、玻爾都是諾貝爾獎獲得者。面對這些偉大的科學家、面對人類認識原子結構的歷史。面對如此之多的原子模型,我們該學習和掌握原子的哪些結構呢?請同學們結合教材,利用INTERNET自主學習原子結構模型的建立。
讓學生明確學習的任務和目標;引導學生把原子結構模型的建立與修正的過程和本節要學習的內容聯系起來。
一段時間后學生匯報學習結果。教師總結。【導言】原子的構成是怎樣的呢?
【解釋】現在大量的科學實驗已經證明,原子是由一個居于中心的帶正電荷的原子核和在核周圍空間作高速運動的帶負電荷的電子所組成。一個電子帶一個單位負電荷,整個原子呈電中性。【媒體展現】
【文字】原子是由居于原子中心的帶正電荷的原子核和帶負電荷的核外電子構成;原子核和核外電子所帶的電荷總數相等,電性相反,整個原子顯電中性
【動畫】氫原子的動畫模型
【媒體說明】不停運動的黑色的小球是核外電子,中間的是原子核。理解“原子的組成結構”表述,觀看動畫,分析、歸納、對照、總結原子的組成結構與動畫模型,學生面對動畫模型情景的刺激而初步產生了“原子的組成”認識結構,構建微粒帶電情況的認識結構。創設情景,激發學生學習興趣。向學生提供動畫情境,用來豐富學生感知,啟迪學生思考探究,引導學生聯想和想象;動畫模型情景的刺激幫助產生學生認識結構和氫原子的動畫模型中組成微粒上的“+”“一”號自然遷移到構成原子微粒帶電情況。【思考】原子核外有2個電子,你能建立一個氦原子的模型(用圖表示)嗎?
【解釋】我們看到的是氦原子的模型圖片。【媒體展現】
【圖片】氦原子的模型圖片。
【框架】“原子的組成”的框架。觀看氦原子的模型圖片和框架文字,循序漸進逐步加深對“原子的組成”和微粒帶電情況的理解。幫助學生進一步鞏固由“原子的組成”認識結構和氦原子的模型圖片中構成原子微粒帶電情況。
【解釋】我們剛提到氫原子的動畫模型中原子核的比例其實并不恰當,因為原子核非常小。如果假設原子是一座龐大的體育場,則原子核只相當于體育場中央的一只螞蟻.如果把原子比作一座摩天大樓,那么原子核相當于摩天大樓中心的一粒綠豆。正如盧瑟福所說的“空蕩蕩的’。【媒體展現】
【圖片】摩天大樓圖片。
【框架】“原子的組成”的框架。
綠豆也好、螞蟻也好都是說明原子核相對于原子來說非常小。學生直觀的比較摩天大樓和摩天大樓中央的綠豆大小關系,領會原子與原子核的大小比例關系。根據奧蘇貝爾的同化說,知識的獲得過程是以文字或其它符號表征的意義同學習者認知結構中原有相關的觀念相聯系并產生相互作用后轉化為個體的意義的過程。摩天大樓和綠豆大小比例是學生認知結構中已有的觀念。
【導言】我們知道原子核相對于原子來說非常小,那原子核又是由什么構成的呢?
【解釋】由于原子核很小,又帶正電荷,因此,要認識原子核的結構就更困難了,科學家提出用高能量的離子撞擊核的方法來揭示原子核的秘密。
【導言】原子核中的質子和中子分別是帶什么電荷呢?【媒體展現】
【動畫】模擬高能量的粒子撞擊核的動畫
【動畫】氧原子核的動畫模型
【文字】原子核由質子和中子構成,其中質子帶正電,中子不帶電
學生與教師一起觀察情境,學生分析教學媒體所傳遞的信息。創設情境,以培養學生的科學性思維。建構主義認為知識是不能傳遞的,教師傳遞的是信息,學生通過觀察情境主動建構知識一一原子核的結構。
【導言】你知道每個質子、中子和電子的質量嗎? 【導言】你們看電子、質子、中子的質量非常微小。
【媒體展現】
【動畫】科學家測定質子、中子和電子的質量 【文字】原子中電子的質量在整個原子質量中所占的比重極小,幾乎可以忽略不計,原子的質量主要集中在原子核上。觀察動畫,比較質子、中子和電子質量。觀察動畫。學生根據動畫所示集體回答問題,體會質子、中子和電子之間質量關系。布魯納的發現學習理論:“認識是一個過程,而不是一種產品”。學習不僅是讓學生掌握這些知識,更在于讓學生去體驗知識原理的過程。
【思考】分析表中一個原子中哪些數目總是相等的?
【媒體展現】
【表格】一些原子的核電荷數、質子數、中子數和核外電子數表
【文字】核電荷數=質子數=核外電子數
學生根據表格思考各項數目的關系層層推進,由“原子的組成”推進到“核電荷數、中子數、質子數、核外電子數”以及它們之間的關系,學生不斷充實知識系,擴充學生的認知結構。
【導言】科學家們又對質子和中子的構成進行研究【媒體展現】
【導言】現在請同學一起來練一練。
教師將學生分成若干個小組,每小組輪流講出結果并說明理由。
教師根據學生練習與發言中反饋的信息,及時發現問題、調整教學策略。【媒體展現】
【文字】略。
【練習】略。
【練習答案】略。學生做練習。學生認真聽取別人的發言,分析其中的正確與錯誤,積極思維及時篩選、吸收別人有益的東西,整理和組織自己的發言,闡述自己的觀點、看法。鞏固知識。建構主義認為:對知識的意義建構要借助別人的幫助,即在協作活動課堂中開展,小組內部成員相互合作,小組與小組之間相互競爭,相互交流,相互合作。
【總結】
布置作業。作業本A第3節
(一)提倡和鼓勵學生在因特網上問問題。【媒體展現】
片尾。
介紹相關網址。學生自我測評。通過E-MAIL.QQ聯系,學生在因特網搜尋資料。培養學生獲取信息的能力,促進發散思維,培養學生信息素養。
七、案例分析 信息技術在案例《原子結構的模型》中,從頭至尾都發揮了作用,重在信息技術模擬微觀結構的突破和創新。
案例主要有以下幾個特色方面: 1.控制方便。
案例中有“播放”、“停止”、“倒退”等按鈕,在教學時,能非常方便的控制講課的進程。
2.教學目標明確,解決了教學中的重點,難點問題。
在案例中應用信息技術解決了科學教學中重點難點問題,信息技術模擬的微觀結構使抽象的概念變為直觀具體生動的動畫形象,有了這些動畫模型,這些內容不再難教了。
3.教學設計注重合理精湛。
案例中注重合理組織教學內容結構,自然導出基本概念,在教學設計中花了不少功夫,運用了大量的學習理論,應用了大量的教育技術,符合學生的認識規律。
4.版面設計能有效激發學生學習興趣
運行可靠、穩定、文字字型大小恰當,教學資料典型、珍貴,提供的圖像、影像、背景音樂恰當,有效運用動畫解釋教學內容,對學生有吸引力,教師學生易于操作。
5.恰當合理地滲透情感
原子結構模型地建立和修正過程中牽涉到的科學家都是赫赫有名的,學生都早有耳聞。縱觀湯姆生、盧瑟福、玻爾的師生間科學活動,盧瑟福不是停在老師湯姆生的理論上,而是有所創新,玻爾也同樣在老師盧瑟福的理論基礎上有所突破,這有力的證明了“青出于藍而勝于藍的”這個道理。
著名教育家夸美紐斯提出:“讓一切教學用書充滿圖像”。案例中用幾幅圖片便展現了核技術在核電、醫藥、農業育種等方面的應用,以加強科學課程與社會生產的整合。6.學生反應較好
學生感到從電腦里展現出來的有很多動畫,能直觀形象的展現微觀結構和科學實驗等內容,動畫旁邊結合出現這個知識點的文字說明,覺得這樣容易懂、記得牢,上起課來比較輕松,學生喜歡,教學效果較好。
第三篇:原子結構教學反思
原子結構教學反思
首先復習提問“
1、分子和原子的概念
2、原子是化學變化中的最小微粒,原子還可以再分嗎?”引入,然后引出探討原子內部結構的話題。由學生自學課本并講解“原子內部有一個體積很小但質量很大的核”。讓學生想象原子結構像什么?引起了學生很大的興趣有的說像地球,有的說像蘋果,有的說像太陽系,然后引導學生比較它們的異同,效果較好!交給學生講解是成功的,而且以后還可以讓更多的學生參與進來,把課堂交給他們,讓他們做主人,效果會更好。
數據分析環節學生不是很活躍,主要原因是學生對于兩個等式的結論已經有所了解,所以討論和交流的并不熱烈。這也是本節課一個難以突破的地方,因為問題挑戰性不強,所以學生的積極性不高。
課后,有老師提出本節課懸念不足,總是有一個固定的結論引導著學生,使他們不能展開想象和打開思維;也有老師提出學生活動還不夠。其實這兩個問題是一類問題,就是如何充分調動學生。由于原子的構成是抽象和微觀的,所以不能由學生進行動手實驗,生動性和趣味性減少了很多。不過我利用一些圖片和動畫來模擬展示,在一定程度上做了彌補,但總的來說值得繼續探討的地方還很多,有收獲更有遺憾。
雷林華
第四篇:大學無機化學原子結構模型
師生三代共建原子結構模型
19世紀末20世紀初,隨著X射線、電子、放射性現象的發現,在物理學領域內爆發了一場舉世矚目的大革命。在不太長時間內,新理論風起云涌,新實驗層出不窮,一位位科學巨匠應運而生。在這批科學巨人所創建的科學大廈中,湯姆生、盧瑟福、玻爾師生三代精心雕琢起來的原子結構模型,至今依然光芒閃耀。1897年,剛剛40歲的湯姆生證明了電子的存在,轟動了科學界,一舉成為國際物理學界的佼佼者。然而,他并沒有因此而停步不前,仍一如既往、兢兢業業,繼續攀登科學的高峰。1904年,湯姆生提出,原子好像一個帶正電的球,這個球承擔了原子質量的絕大部分,電子作為點電荷鑲嵌在球中間。這種“葡萄干蛋糕”式的無核模型是湯姆生企圖解釋元素化學性質發生規律性變化而反復思考得出的。
湯姆生既是一位理論物理學家,又是一位出色的教育家。他在擔任英國卡文迪許實驗物理學教授及實驗室主任的34年間,培養出了眾多優秀人才,在他的弟子中,有9位獲得過諾貝爾獎,盧瑟福 就是其中之一。1906年,英國人盧瑟福做了一次極為著名的實驗,他用α粒子(即氦粒子流)作“炮彈”去轟擊金屬箔片制的靶子,他發現α粒子穿過箔片后,大多數沒有改變方向,如入無人之境,暢通無阻,這說明原子內部是很“空”的。同時他也發現竟有少數α粒子在偏離原方向相當大的角度散射出來,有極少數甚至被反彈回來,這是湯姆生原子模型所無法解釋的,由此盧瑟福證明了正電荷不是分散分布在一個較大的球體內,而是集中在一個很小的核心上,這個核心被他稱作原子核。原子核的發現使盧瑟福感到驚訝,而科學家的敏感和追根問底的性格使他始終抓住這個問題不放,并經過周密的思考后于1911年大膽地提出了有核原子模型。他設想原子可以和一個小行星系統相比擬,原子模型的中心是一個帶正電荷的核,這個核幾乎把整個原子的質量集中于一身,原子核的半徑在10-14m~10-15m間,是整個原子半徑的萬分之一至十萬分之一,帶負電的電子散布在核的外圍,圍繞原子核旋轉。這種模型被后人稱之為行星式原子結構模型。盧瑟福的實驗室被后人稱為“諾貝爾獎得主的幼兒園”。他的頭像出現在新西蘭貨幣的最大面值——100元上面,作為國家對他最崇高的敬意和紀念。盧瑟福的原子模型雖比湯姆生模型前進了一大步,但是仍然沒有擺脫宏觀物體運動規律的框架,所以在解釋原子的穩定性和光譜規律性上同樣遇到了難以逾越的困難。而提出解釋這一困難辦法的是丹麥物理學家玻爾。玻爾曾在曼切斯特大學的盧瑟福實驗室工作過。他非常贊賞他的老師的學問和為人。受盧瑟福的影響,玻爾的主要興趣就集中在原子和原子核問題的研究上,于1913年提出了“電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動”原子模型學說,使原子結構理論為之一新,在整個物理學界引起了“轟動性效應”。愛因斯坦曾高度贊揚玻爾的原子結構模型是“最偉大的發現之一”。玻爾原子結構模型仍是當今大學、中學物理、化學教科書中必不可少的內容。
值得一提的是,1919年,盧瑟福和他的另一位學生查威克在原子核里發現了質子,1932年,查威克又在原子核里發現了中子。至此,“原子不可再分”的形而上學的觀念徹底被瓦解。
湯姆生、盧瑟福、玻爾師生三代創建的原子結構模型雖已被后人“科學演變”,但他們對科學發展的貢獻仍功不可沒,在科學發展的歷史上譜寫了光輝的一頁。
第五篇:原子結構模型的演變教案
原子結構模型的演變
知識目標:
⒈ 了解原子結構模型的發展歷史,從而加深對現代原子結構模型的理解。⒉ 把握現代原子結構模型,理解宏觀物體與微觀粒子的區別和聯系。技能目標:
⒈ 多創設情景讓學生自主學習,使學生在討論和爭辯中體驗科學研究發展的全過程,了解科學家探索原子結構的艱難。
⒉ 通過湯姆生原子結構模型、盧瑟福原子結構模型等的學習,體驗科學實驗、科學思維對創造性工作的重要作用。
⒊ 利用多媒體手段給學生提供豐富多樣的素材,幫助學生理解抽象的概念,并且培養學生運用信息技術的能力和意識。情感目標:
從科學家探索物質構成奧秘的史實中體會科學探究的過程和方法,并培養學生對科學探索的熱愛。教學過程: 【展示圖片】
【引言】無論是“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”的廬山香爐峰瀑布,還是“攀荷弄其 珠,蕩漾不成圓”的一滴小小的露珠,它們都是由什么組成的? 【答】都是由水分子組成的。【問】水分子是由什么組成的? 【答】由氫原子和氧原子組成的。【問】原子又是由什么構成的?
【答】是由原子核和核外電子構成的,絕大多數的原子核內有質子和中子。【講述】當我們從圖片中宏觀的水回答到微觀的質子、中子和電子時才用了幾十秒鐘的思考 時間。在座的同學有人知道科學家們對原子結構的認識用了多少時間呢? 【答】2500年
【過渡】這是一段艱難而漫長的歷史。那么,在早期科學家們眼中的“原子”是什么樣的?對于這個稱不能稱、尺不能量的“原子”,科學家們又是用什么樣的方法去了解它的內部結構的呢?今天就讓我們抹去腦子里已有的原子知識,回到2500年前開始我們探索原子結構的旅程。
【講述】公元前5世紀,古希臘哲學家德謨克利特在他的筆記本上寫下了這么一段話。By convention colour, by convention sweet,by convention cold,: but in reality atoms and space.感覺上,存在的是繽紛的色彩、濃郁的芳香、刺骨的寒冷,但實際上,存在的是原子和空間。
從這段話中知道,德謨克利特認為世間萬物都是由原子構成的。(原子atom:indivisible 不可分割)。當有人問及為什么世界上諸多事物彼此不一樣呢?原子論回答說:這是因為組成他們的原子在大小、性質、數量上不一樣。比如說有人問水為什么能流動?因此水的原子平滑呈圓形;為什么被火燒到會有刺痛的感覺?因為火的原子是多刺的。【過渡】這樣的原子論在古希臘只是哲學家們的猜想,沒有事實根據。
【講述】時間推移到1803年,英國化學家道爾頓在綜合研究了質量守恒定律、定組成定律、當量定律等通過化學實驗得出的定律后,提出定量的化學原子論。主要觀點如下: ①物質由原子組成,原子不能被創造,也不能被毀滅;
②在化學反應中,原子不可再分割,僅僅是重新排列,保持本性不變。【道爾頓原子模型】原子是堅實的、不可再分的實心球。【過渡】這種原子模型在當時條件下看來十分的正確,但在今天的我們看來還有很多的不足,受當時條件的限制。好在19世紀末,由于電的發現,科學家可以研究物質在通電條件下的性質,陰極射線就是當時最著名的實驗。
【陰極射線實驗】把氣體充到一個密封的玻璃管中,抽氣讓管中的氣體變的非常的稀薄,再在兩端通上高壓電,這時就會有一束粒子從電極陰極通過氣體到達陽極,這樣的射線就被我們叫做陰極射線。【講述】那這些射線究竟是什么東西呢?英國科學家湯姆生做了一系列的實驗。他發現在磁場和電場的作用下,陰極射線會發生偏轉。通過不同的磁場和電場的作用下的偏轉,他發現這些射線帶負電。他又通過實驗測得射線的電荷與質量之比很大。根據他的實驗結果,我們能得出什么結論呢?
【思考】在教師引導下,學生依次思考下列問題:
1、這些帶負電的射線是哪來的?
2、為什么不管用什么電極材料,什么氣體所得到的射線都一樣?
3、其電荷與質量之比很大又說明了什么? 【結論】
1、陰極射線是由極小的帶負電的電子組成。
2、電子應來自管中的氣體原子內部或者電極原子內部。
3、電子是構成所有原子的一種基本微粒。
4、由于電荷與質量之比很大說明電子質量很小。
【講述】電子帶負電,原子帶電嗎?那你就要解決另一個問題了,原子中的正電荷去哪了?湯姆生就提出了葡萄干面包模型。【湯姆生原子模型】
正電荷均勻地分布在原子之中,而電子就象葡萄干面包中的葡萄干一樣散布在原子的正電荷之中——葡萄干面包模型。【過渡】葡萄干面包模型很好地解釋了電子管的現象,但隨之而來的放射現象又對它提出了挑戰。其中對于原子結構貢獻最大的就是盧瑟福的α粒子散射實驗。
【α粒子散射實驗】為了能夠間接地“看到”原子內部的結構情況,盧瑟福采用了高速飛行的α粒子(α粒子是氦離子,帶2個單位正電荷)去轟擊金箔。根據α粒子飛行路徑的改變,便可算出靶原子的構造概況。整個實驗的安排大致如圖所示。作為“炮彈”使用的α粒子由放射源提供,而金箔則作為被轟擊的靶。四周放了涂有ZnS的屏幕,若α粒子擊中屏幕就回發出熒光,而顯微鏡則用來觀察這樣的閃光。【媒體展現】α粒子散射實驗
【思考】根據湯姆生模型預言的α粒子散射實驗的結果是怎樣的?
[點撥思路]α粒子穿過湯姆生原子模型有兩種可能:①與電子相碰 ②受到靜電斥力.【問】根據湯姆生模型的計算,α粒子穿過金箔后偏離原來方向的角度是很小的,因為電子的質量不到α粒子的1/7400,α粒子碰到它,就像飛行著的子彈碰到一粒塵埃一樣,運動方向不會發生明顯的改變。又因為正電荷是均勻分布的,α粒子穿過原子時,它受到原子內部兩側正電荷的斥力大部分相互抵消,α粒子偏轉的力就不會很大。
【過渡】但盧瑟福和他的助手做了無數次實驗,得到的現象卻是“當用一束平行的a粒子轟擊金箔,絕大多數α粒子穿過金箔后仍按原來的方向前進,少數α粒子卻發生了較大的偏轉,并有極少數α粒子偏轉超過90度,有的甚至被彈回。”這個實驗現象可是著實讓盧瑟福大吃一驚。用當時的一種流行說法就是你對著一張紙射出一顆重磅炮彈,卻被反射回來的炮彈擊中自己一樣地不可思議。如果說用湯姆生原子模型去解釋的話,α粒子會發生偏轉,但絕對不會彈回。那這就對葡萄干面包模型提出了挑戰。根據α粒子散射實驗你覺得原子結構模型是不是葡萄干面包那樣?正電荷均勻地分布在原子之中嗎?如果不是,那又會是什么樣呢? 【思考】在教師引導下,學生依次思考下列問題:(1)為什么?粒子會彈回?
(2)為什么絕大多數?粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進,只有極少數的?粒子被金箔彈回?
(3)為什么?粒子被金箔彈回,而金箔中的正電荷卻沒被彈出?
【討論】學生分組討論:根據?粒子散射的實驗現象,學生提出自己的原子結構模型。并由代表發言。
【追問】原子核帶正電,電子帶負電,原子核要把電子吸到核上,為什么又沒有吸上去呢? 【講述】就象太陽和行星一樣,電子在繞著核做高速的運動。【結論】根據a粒子散射實驗,盧瑟福的主要觀點是:
(1)每一個原子都有一個體積很小的核,叫原子核。原子全部正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核上;
(2)電子在原子核的周圍運轉,就象行星環繞太陽運轉一樣。【講述】盧瑟福在做了大量的實驗和理論計算和深思熟慮后,他才大膽地提出了有核原子模型,推翻了他的老師湯姆生的原子模型。【盧瑟福原子模型】
原子中心有一個帶正電荷的核,它的質量幾乎等于原子的全部質量,電子在它的周圍運轉,就象行星環繞太陽運轉一樣。
【思考】 根據實驗事實盧瑟福原子模型否定了湯姆生原子模型,那么兩者有沒有相同之處和不同之處呢?
【答】相同點:①原子都由帶負電的電子和帶正電的物質組成,且正負電荷相等.②電子質量很小,原子的質量幾乎全部集中在帶正電的物質上.不同點:①有核和無核.②電子轉與不轉(繞核).【講述】因此盧瑟福是肯定了湯氏原子模型的正確方面,否定了不切實際的部分后提出自己的學說的.這是在肯定的基礎上的否定,使認識向前發展.【過渡】但是,這個看來完美的模型卻有著自身難以克服的嚴重困難。根據經典的電磁場理論,在核外做運動的電子會不斷輻射出能量,它本身的能量會越來越小,會逐漸地離核越來越近,最終落在核上。有人經過計算發現,行星模型連存在一秒鐘都不可能。原子模型需要更好的解釋。這次輪到誰呢?他的弟子玻爾出場。
【講述】玻爾把化學、放射性和光譜學方面的實驗事實與原子結構模型聯系在一起,在研究氫原子光譜產生的原因中發展了原子結構理論。1913年,玻爾提出了新的原子結構模型:
【玻爾原子模型】原子核外,電子在一系列穩定的軌道運動。每個軌道都具有一個確定的能量值;電子在這些穩定的軌道上運動時,既不吸收能量,也不放出能量,處于一種穩定狀態。【過渡】 玻爾的原子結構模型理論也不是十分完美,在解釋氫以外的多電子原子的光譜線時,就只能做出近似的估計,無法定量計算。隨著科學的不斷發展,我們知道電子除了有粒子性之外,還有波動性。也就是說電子既是粒子也是波。電子具有波粒二象性,它在核外的運動速度可以與光速相比,很難同時準確地測定它的速度和位置,只能用統計的方法來描述,因而引入了“電子云”的概念。【媒體展現】電子云
【講述】電子云是一種形象化的比喻,電子在原子核外空間的某區域內出現,好象帶負電荷的云籠罩在原子核的周圍,人們形象地稱它為“電子云”。氫原子電子云,用小黑點表示氫原子外一個電子在核外某空間單位體積內出現機會的多少,離核近處,黑點密度大,電子出現機會多,離核遠處,電子出現機會少。【回顧】原子結構模型的發展史 【問】人們一般都認為:物質是由分子構成的,分子是由原子構成的,原子是由電子、質子、中子組成的。電子、質子、中子就是原子內部最小的粒子嗎?
【講述】20世紀60年代,美國物理學家提出了中子、質子是由更小的粒子——夸克(quark)組成的。夸克和電子就是最小的粒子了嗎?我們的科學旅程還將繼續。【思考】原子結構模型的演變歷史給我們的啟迪?
【答】①化學認識發展的形式與科學認識發展的形式一樣是繼承、積累、突破和革命。
②實驗方法是科學研究的一種重要方法,實驗手段的不斷進步是化學發展的一個
關鍵。
③科學研究、科學發現是無止境的。
【反饋練習】
1、盧瑟福α粒子散射實驗的結果()A、證明了質子的存在
B、證明了原子核是由質子和中子組成的
C、說明原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上 D、說明原子的電子只能在某些不連續的軌道上運動
2、原子的核式結構學說,是盧瑟福根據以下哪個實驗或現象提出來的(A、光電效應實驗 B、氫原子光譜實驗 C、α粒子散射實驗 D、天然放射現象
3、當α粒子被重核散射時,如圖所示的運動軌跡哪些是不可能存在的(【回家作業】 模塊作業本 第三單元 第1課時))