高中物理选修二节《原子结构》设计方案.docx

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高中物理选修二节《原子结构》设计方案

广东省2018年普通高中物理课堂教案设计参评课例

《第二节原子的结构》

粤教版教材选修3-5模块第三章第二节

<本设计荣获省一等奖）

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《教案设计》

【课题、课时】《第二节原子的结构》<1课时）

【教案内容分析】

1、课程标准对本节课的要求：

知道原子的核式结构模型。

2．教材的地位和作用：

本节主要内容是通过对

粒子散射实验结果的讨论分析，从而否定葡萄干布丁模型，构建出原子的核式结构。

它是第三章第一节：

《敲开原子的大门》内容之继续，是原子结构中物质结构的知识结论，是本章的重点内容之一。

本节是与本章中原子的能级结构处于并列的地位。

3．教材的编写思路：

从汤姆生发现电子引起人们对原子内部结构的思考开始，汤姆生提出了葡萄干布丁模型，卢瑟福通过运用多种研究方法，对

粒子散射实验结果的推理和验证，从而否定葡萄干布丁模型，构建出原子的核式结构。

教材编写让学生重走卢瑟福整个研究过程，体验研究过程。

教材的编写设计是发挥学生的主体作用，因而教师在教案过程要大胆放手于学生，教师起主导作用就行了。

4．教材的特点：

<1）本节注重培养学生根据实验现象进行分析归纳得出结论的逻辑推理能力。

<2）本节运用了多种科学研究方法。

5．教材的处理：

本节内容的编写过程较为接近学生的认知推理思维过程，所以教案过程的设计基本与教材同步。

变动的内容是教材53页“讨论与交流”，通过对

粒子散射实验结果的推理和验证，从而否定葡萄干布丁模型，构建出原子的核式结构。

这是教案的难点内容，为了降低问题的难度，插设小问引导出或给出要运用的知识<如：

α粒子特点、库仑力等），让知识跨度不大，有利于学生运用知识自主思考讨论，否定葡萄干布丁模型，构建出原子的核式结构。

还有在卢瑟福的

粒子散射实验这之前插入一系列的提问，引入卢瑟福设计

粒子散射实验时运用的科学方法“黑箱法”。

让学生知道了卢瑟福的

粒子散射实验为什么要这样做。

【教案对象分析】

1、学生的兴趣：

高二年级的学生分析思考、逻辑推理的能力相对较强，对探究新事物比较兴趣。

教案中抓住学生这个心里特点，在本节的教案中充分发挥学生进行根据实验现象分析推理否定原子的葡萄干布丁模型，构建新的原子模型。

2．学生的知识基础：

<1）学生已经学习了库伦力：

点电荷间的相互作用的引力或斥力。

但时间相隔很久，在知识应用前教师先设小问引出本知识。

<2）学生对

粒子的认识不足，导致对

粒子散射实验的设计原理的理解及实验结果的分析推理存在一定的困难，因此教师在此方面必须给予知识的补充或导引。

3．学生的认识特点：

<1）我校是属于本市四流的学校，学生的整体素质及物理基础相对较差，因此根据现有学生的具体情况设计学案或教案时，设计问题的知识的跨度不能过大。

<2）

粒子散射实验在课堂上无法直接演示，根据现有学生物理基础的理解能力，对模拟实验的装置、过程和现象，不容易看得懂，教师教案过程中必须注意说明或引导。

【教案目标】

<一）知识与技能

1．知道

粒子散射实验的实验方法和实验现象。

2．知道原子的核式结构模型的主要内容。

<二）过程与方法

1．通过对

粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析归纳得出结论的逻辑推理能力。

2．通过核式结构模型的建立及类比太阳系的行星结构，体会建立模型研究物理问题的方法。

3、培养学生自学的能力，获取知识信息的能力。

<三）情感、态度与价值观

1．通对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。

2．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。

【教案重点】

1．知道原子的核式结构模型及内容。

2．在教案中渗透和让学生体会物理学研究方法：

模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法

【教案难点】

引导学生自主思考讨论ɑ粒子散射实验的结果，从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构。

【教案策略设计】

本节课在教案的指导思想上，始终坚持“教师为主导，学生为主体”的原则，培养学生的创新精神，实践能力，终身学习能力和适应社会生活的能力，促进学生的全面发展。

在教案模式上，按“先学后论”的模式来设计教案，所谓“先学后论”就是教师按教材的内容及要求以一定的知识为线索拟出导学提问，以及为了探查学生对知识的了解程度，再设置相应的提问导析，让学生环绕问题先自学7分钟，之后，以学生为主体教师为主导的交流或分析讨论共同完成问题。

整节课的教案过程是按以一定的知识为线索设计的导学提纲的问题直接展开。

达到让学生学会了物理学科知识，同时培养了学生各方面的能力。

在教案的方法和手段上，以引导讨论为主，演示、讲授、、交流等多种方法综合应用。

并辅以多媒体等手段。

在学法指导上，让学生按思考问题、阅读教材、获取信息、分析概括、回答问题的过程进行。

经过这个过程，学生不仅学会了学科知识，也培养了各方面的能力，同时也领会了物理学的研究方法。

【教案用具】

多媒体辅助教案设备、多媒体课件

【教案流程图】

知识线索

提出问题引入课题

自学教材获取信息

提出问题引起研究

观察实验得出结果

分析推理构建新模

验证模型证实推理

课堂小结整理知识

【教案过程设计】

教案环节和教案内容

教师活动

学生活动

设计意图

[提出问题引入课题]

原子内部的结构是怎

样的？

讲述：

汤姆生发现电子，终于敲开了原子的大门，知道原子不是终极粒子，那，原子内部的结构是怎样的？

课题：

第二节原子

的结构

听

思考

提出问题，引入课题

[自学教材获取信息]

1、学生环绕导学提纲默看教材<7分钟）

1、展示导学提纲<见学案：

导学提纲）

2、要求学生环绕导学提问看书

3、等待

4、督促学生看书

默读

思考

1．培养学生自学的能力，获取知识信息的能力。

2．不求学生对问题全能解决，但求引起学生的注意。

3．改变学生脱离教材的坏习惯

4．让学生对知识有系统的初步了解。

5．通过学生的自学后，接着对知识的“论”有所侧重地进行，不再点滴具到。

[提出问题引起研究]

汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的“葡萄干布丁模型”。

应用意义：

解释一些实验事实。

<拉开了研究原子结构的帷幕）

问题：

葡萄干布丁模型是否合理？

问1：

1897年发现了电子。

从而人们知道原子是由带负电的电子和带正电的部分构成。

怎么知道另部分带正电？

问2：

_________首先提出原子结构模型，模型是______，有什么应用意义？

这个模型的设想是否合理？

<板书）汤姆生提出：

葡萄干布丁模型

课件展示模型：

查找

思考

回答

思考

猜想

1让学生了解物理学史。

2、让学生了解汤姆生的原子结构模型

3．见识性内容，让基础差的学生回答，让他体会学习的快乐。

4．提出问题引起研究。

[观察实验得出结果]

1、学会对问题的科学研究方法“黑箱法”<教材已具体说明）

2．α粒子散射模拟实验及现象：

a.绝大多数沿原来的方向前进，b少数发生了较大偏转，c极少数发生大角度偏转。

d.有的甚至几乎达到180º。

问1：

原子内部无法直接看到，其内部结构就像一个，为了研究其内部，一般的方法是有目的地向其内部，然后观测其反馈的，进行推断

问2A：

1909年到1911年，英国物理学家_______进行了_______实验。

教师介绍动画模拟ɑ粒子散射实验的实验原理、装置后演示模拟实验。

问2B：

看教材及模拟实验得到α粒子散射实验现象结果是：

a.绝大多数。

b.有少数。

c.有极少数。

d.有的甚至_。

<教师引导学生得出以上实验现象）

思考

回答

查找

观察

总结

1．让学生知道卢瑟福设计

粒子散射实验的科学方法“黑箱法”。

2．

粒子散射实验在课堂上无法直接演示，借助多媒体，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。

3、让学生知道实验现象

[分析推理构建新模]

1、α粒子是质量大，能量大，与电子碰撞后，

粒子速度几乎不变，只可能是电子的速度发生大的改变。

2．按葡萄干布丁模型

粒子在原子附近时，没有或很小的库仑力的作用；

粒子穿过原子时，原子两侧正电荷对它的斥力大部分互相抵消，使

粒子偏转的力不会很大，不可能大角度偏转。

从而否定葡萄干布丁模型。

3．极少数ɑ粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用。

结论：

正电荷、质量集中在一个中心上。

问A：

α粒子是质量大，能量大，带正电的粒子，出现大角度散射有没有可能是与质量很小的电子碰撞后造成的？

为什么？

问B：

整个原子呈什么电性？

葡萄干布丁模型的原子带正电部分是如何分布？

α粒子进入原子内主要受哪些力作用？

按照葡萄干布丁模型，

粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？

为什么？

画模型图说说。

教师课件展示α粒子分别穿过葡萄干布丁模型附近或内部出现情况的示意图。

从而否定葡萄干布丁模型。

<板书）葡萄干布丁模型：

无法解释α粒子散射实验大角度偏转。

问C：

你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？

为什么？

推理

判断

回答

思考

分析

推理

回答

观察

理解

猜想

推理

总结

1．这部分是教案难点，为了降低难度，设成三个问题回答讨论，老师还插设小问引导出或给出要运用的知识<如：

α粒子特点、库仑力等），让知识跨度不大，有利于学生运用知识自主思考讨论，对于ɑ粒子散射实验的结果结合画图分析从而否定葡萄干布丁模型。

2．模型示意图帮助学生形象直观地理解出现情况。

从而否定葡萄干布丁模型。

2．让学生通过推理构建出原子的核式结构。

[完整模型]

1、卢瑟福原子模型：

原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子在核外空间绕核旋转。

2．原子核的半径只相当于原子半径的万分之一。

形象比例：

足球场与一枚硬币<极少数1/8000）

卢瑟福原子模型是

问A：

内容是：

。

<板书）卢瑟福提出：

核式模型

原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子在核外空间绕核旋转

课件展示模型：

问B：

原子与原子核的大小关系如何？

推断依据是什么？

问C：

为什么卢瑟福还设想到电子在核外绕核旋转？

不旋转行吗？

查找

查找

回答

分析

理解

回答

1、由卢瑟福结论分析再找依据，让学生知道卢瑟福是通过推理分析得出原子的核式结构模型，同时也补充了学生由实验的结果难于得出完整的原子核式结构的推理过程。

2.加深对卢瑟福原子的核式结构的理解。

[验证模型证实推理]

1．运用核式模型解释α粒子的散射：

库仑斥力是影响偏转的原因，α粒子离原子核越近产生的斥力越大，偏转角度越大。

问A：

为什么α粒子有不同程度的偏转角度？

你能结合核式模型说明？

教师课件展示α粒子在核式模型中散射示意图，结合图讨论问题。

问B：

卢瑟福的原子“核式模型”与汤姆生的“葡萄干布丁模型”比较哪个较合理?

为什么？

画图

分析

说明

观察

对比

判断

1．验证结论，证实推理的合理性，同时探查学生的理解程度。

2．两模型形成强烈的对比，加深对卢瑟福原子的核式结构的理解。

类比太阳系的行星结构与原子的核式结构：

1、模型：

不是真实的情况，而是通过推测去建立的模型。

2、行星结构：

能观察得到及确定其运行轨道。

问：

太阳系的行星结构与原子的核式结构，它们有什么类似之处？

为什么行星结构不叫“模型”而原子的核式结构称为“模型”？

对比

总结

1．让学生形象直观地了解原子核式结构模型

2．让学生了解科学研究方法“模型法”的意义。

3．让学生知道类比的方法是学习和探究物理规律的重要方法

[课堂小结整理知识]

1．汤姆生提出：

葡萄干布丁模型

2、推理否定葡萄干布丁模型。

2．卢瑟福提出：

原子核式模型

问：

同学们，我们这节课主要学习了哪些知识？

回顾

总结

1、培养学生把知识由“繁”到“简”的系统整理。

2、让学生构建他们自己的知识框架。

【板书设计】

第二节原子的结构

1、汤姆生提出：

葡萄干布丁模型

2、葡萄干布丁模型：

无法解释α粒子散射实验大角度偏转。

3、卢瑟福：

核式模型

原子的中心有一个带正电的原子核，

它几乎集中了原子的全部质量，而电子

在核外空间绕核旋转。

【学案】第二节原子的结构

导学提纲

.知识铺垫

1.库伦力：

点电荷间的相互作用的引力或斥力。

2.α粒子：

是带正电的粒子。

它的质量约为电子的7300倍

一）、汤姆生的原子结构模型

1、1897年发现了电子。

从而人们知道原子是由带负电的

电子和带正电的部分构成。

怎么知道另部分带正电？

2、_________首先提出原子结构模型，模型是______，有什么应用意义？

这个模型的设想是否合理？

二）、α粒子散射实验

1．原子内部无法直接看到，其内部结构就像一个，为了研究其内部，一般的方法是有目的地向其内部，然后观测其反馈的，进行推断。

2.α粒子散射实验

A.1909年到1911年，英国物理学家_________进行了________实验。

B.看教材及模拟实验得到α粒子散射实验现象结果是：

a.绝大多数。

b.有少数。

c.有极少数。

d.有的甚至_____。

3．葡萄干布丁模型无法解释实验现象

A．α粒子是质量大，能量大，带正电的粒子，出现大角度散射有没有可能是与质量很小的电子碰撞后造成的？

为什么？

B．整个原子呈什么电性？

葡萄干布丁模型的原子带正电部分是如何分布？

α粒子进入原子内主要受哪些力作用？

按照葡萄干布丁模型，

粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？

为什么？

画模型图说说。

C．你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？

为什么？

三）.原子的核式结构的提出

1．卢瑟福原子模型是：

；

A．内容是：

。

B．原子与原子核的大小关系如何？

推断依据是什么？

C．为什么卢瑟福还设想到电子在核外绕核旋转？

不旋转行吗？

2．α粒子散射现象的解释

A．为什么α粒子有不同程度的偏转角度？

你能结合核式模型说明？

B．卢瑟福的原子“核式模型”与汤姆生的“葡萄干布丁模型”比较哪个较合理?

为什么？

3．太阳系的行星结构与原子的核式结构，它们有什么类似之处？

为什么行星结构不叫“模型”而原子的核式结构称为“模型”？

【教案反思】

本节课是本人在本学期以来，在教案过程中不断地摸索，不断地改善，大胆地对自己的物理课堂教案运用了“先学后论”的方法，并把它做为自己课堂教案的一种模式。

所谓“先学后论”就是教师按教材的内容及要求以一定的知识为线索拟出导学提问，以及为了探查学生对知识的了解程度，再设置相应的实例提问导析，让学生环绕这些问题先自学7分钟，之后，以学生为主体教师为主导的交流或分析讨论共同完成问题。

整节课的教案过程是按以一定的知识为线索设计的导学提纲的问题直接展开。

达到让学生学会了物理学科知识，同时培养了学生各方面的能力。

本节课最大的成功之处有：

<1）、真正把课堂还给了学生，体现了“教师为主导，学生为主体”的新课堂。

<2）、给了一定的时间于学生自学，从而培养了学生自学的能力，获取知识信息的能力。

同时改变了学生脱离教材的坏习惯。

<3）、整节课的教案过程是按以一定的知识为线索设计的导学提纲的问题直接展开，整节课都是在“导”中进行，在“论”中完成，在“论”中学会知识，在“导”中学会了方法，在“导”中培养了能力。

<4）、教师从课堂中解脱了出来，上课非常的轻松。

教师只是按导学的问题提问，或适当的引导和说明。

<5）、学生反馈说：

“‘问题’拉住了我的心”。

<5）、通过动画模拟了卢瑟福的

粒子散射实验，突破了传统教案中本实验不够条件做，只能通过图片介绍的不足；使学生获得形象直观的切身体验，留下深刻的印象。

<6）导学提纲的问题设置成多小问，让知识跨度不大，降低难度，适合对于学生自学、导学。

如：

教案的难点，引导学生自主思考讨论ɑ粒子散射实验的结果，从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构。

本节课最大的不足：

<1）、本模式的教法与传统的传授式的教法比较，在时间的花费上相对较多，在知识的容量上相对较少。

<2）、α粒子散射实验在课堂上无法直接演示，学生对模拟实验的装置、过程和现象，不容易看得懂。

因此教师在教案过程中必须注意说明或引导补充与实物演示之差距的不足。