《从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型》的课例
《从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型》的课例
松江二中（化学学科）范汝广
电话：137********，信箱：frg1964@https://www.360docs.net/doc/1f10413343.html,
一、设计思路
本节的题目是《从……到……》，强调的是人类对原子结构的认识过程，我的教学设计也是按时间顺序进行的，但在进行这条明线研究的同时，也融入了另一条暗线，即科学研究方法的学习和探究能力的培养。
对于教学中的每一个科学模型，我是按照“科学事实——科学猜想——评价”这个探究过程进行的。
学生的认识过程，要经过三个层次要素的因果层次性，即：探索感知层次，研究加工层次，运用升华层次。从信息论的角度来看，首先是收集信息，为思维加工准备丰富的感性材料，其次是加工信息，掌握知识的规律与内涵，最后是升华信息，使自己的知识与能力得到具体运用，从而提高思维的品质。
设计思路简单表示为：
二、教材分析
在《课程标准》中，本节内容对“知识与技能”要求是A级，即“知道”，“过程与方法”
为B级，即“理解”，“情感态度与价值观”要求为B级，即“感悟”。
原子结构和构成物质的微粒，不仅是中学化学学科学习的基础，而且是培养学生从感性学习走向理性学习的开始。
在高中化学的学习中，“物质结构”是贯穿于始终的一条线：从“原子结构”到“化学键”，进而探究物质的结构（如：分子结构、晶体）。学生在学习和探究的过程中，能够逐渐形成有关物质结构的基本观念，认识到物质的结构和性质之间的关系，能够从“结构决定性质”的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质。学生还能够从科学家探索物质微观世界的过程中，学习科学探究的过程与方法，体验科学的态度与精神。
《从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型》，是“物质结构”的开篇，无论从化学的科学价值上，还是从化学的教育功能上，都有很重要的地位和作用。
三、学情分析
化学是在原子、分子水平上研究物质的一门科学，而化学成为科学是从道尔顿原子论开始的，所以在高中的第一课就安排了有关原子结构的启蒙知识，是符合这个学科特点的，也是符合学生认知规律的。
学生在初中的化学学习中，已初步掌握了一些化学用语，对原子、分子的概念有了初步的了解，，有了一定的研究能力，大多数同学也对化学充满着好奇与兴趣，这些都是学习和研究本课时内容的基础。本课时是高中与初中的衔接内容，它在考虑到学生已有知识的同时，也在为后面的物质结构知识的学习打基础，是物质结构知识的起点，它将引导学生逐渐走入原子的世界，就像本章标题所说的一样：“打开原子世界的大门”。
作为学生进入高中学习的开始阶段，学法指导也是很重要的。所以本节内容既是科学方法的学习，也是对学生进行学法指导、探究能力的培养的很好的载体。
四、教学目标
1、知识与技能：
（1）了解人类认识原子结构的不同阶段以及各主要阶段的观点；
（2）对一些主要观点进行简单的评价。
2、过程与方法：
（1）以化学史为顺序了解人类的对原子结构的探索过程；
（2）以此为载体了解科学研究中被广泛使用的模型方法和实验方法。
3、情感态度与价值观：
（1）增强辩证唯物主义的物质观；
（2）体验科学家严谨的态度和科学的精神，感悟创新在社会发展中的作用。
五、重点难点
重点：人类的对原子结构的认识过程。
难点：科学研究方法的提炼。
六、教学策略
以教材为线索，在教师的引导下，促进学生的自主探究。
七、课前准备
1、学生按预习提纲预习教材；
2、教学多媒体设备。
八、教学过程
[引言]2010年上海世博会的标志性建筑是“中国馆”，表达了中国文化的精神与气质。而在1958年比利时布鲁塞尔世界博览会上，也有一个表现人道主义的光芒、渴望人类和平利用原子能的一个标志性建筑——原子球。
[展示] “中国馆”和“原子球”的图片。
（设计意图：世博会标志性建筑的呈现，既是课堂的引言，更是对学生进行两纲教育的一个契机。）
（课堂实录：看到这两幅图片，学生感到很兴奋。我又加了一句：“每一个原子球都是一个世博会的展馆，球与球之间是通过装有电梯的管道连接的。”学生中有很好奇的声音。） [过渡]原子真的是这样的形状吗？让我们把时光倒流，从我国的战国时代出发，一路走来：
（课堂实录：“原子真的是这样的形状吗？”一步到位，课堂立即安静下来，引发了同学们的思考。）
[投影]说明惠施、墨子、德谟克利特有关物质结构的观点。
[学生1]惠施——物质可无限分割。
墨子——物质不可无限分割，终点叫“端”。
德谟克利特——物质是不可以无限分下去的，它的最小单位叫原子。
[提问]如果惠施的观点可以用图示“”来描述，那么墨子的观点可以怎么描述？
[学生2]（板演：短线逐渐变短，最后是一个“点”）
（设计意图：这是课堂教学效果的及时反馈与巩固。）
[投影]（道尔顿图片）简述道尔顿原子学说的要点；
[学生3]（直接从书上念出了要点）
[投影]从你现有的知识看，道尔顿原子学说的是否合理，请逐条进行评价。
[学生4]“化学元素均由不可再分的微粒构成，这种微粒称为原子”。我的理解是原子还可以再分为原子核和核外电子，所以这句话不对。“原子在一切化学变化中均保持其不可再分性”，我感觉这句话是对的。
[引导]如果原子通过电子的得失而发生化学变化，原子不就分出电子了吗？比如金属钠与氯气的反应中，钠失去了电子，就相当于把钠原子分成了Na+和自由电子。所以这句话也是不完善的。
（学生点头。）
[讲述]“同一元素的原子在质量和性质上都相同，不同元素的原子在质量和性质上都不相同”，这个观点也是不对的。我们在第二节学习了同位素的知识后就明白了，比如碳元素有12C、13C、14C这几种原子，它们的质量和性质就不完全相同。
[引导]我们知道H2O2吧？请大家思考“不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物”这句话对不对？
[学生5]不对，H2O2分子中H与O的简单整数比为1︰1，如果这句话正确的话，过氧化氢的分子式应该为HO了。
[表扬]你用反证的方法思考问题，很好！
（受到表扬，该学生很得意。）
（设计意图：培养学生的评价能力。）
[过渡]电子的发现宣布了“原子不可再分”论点的错误。英国科学家汤姆孙经过研究，提出了“葡萄干面包模型”。
[投影]（汤姆孙图片）简述汤姆孙的葡萄干面包模型的主要观点。
[学生6] （直接从书上念出了要点）
[追问] “葡萄干”指什么？“面包”指什么？
[学生7] “葡萄干”指电子，“面包”指整个原子。
[提问]如果你就是汤姆孙，能否把你研究问题的思路说一下？
[学生8]（略）
（设计意图：这是对学生的演绎能力的培养。）
[讲述]“葡萄干面包模型”表明了原子是有结构的，人类在对原子结构的探索中还在继续进行着，X射线和元素的放射性的发现，进一步证明了原子可分。
[过渡]射线有多种，a射线、β射线、γ射线就是其中的三种。请大家根据课本P5，填写下面的表格。
[投影]
是什么（本质）带电情况
a射线
β射线
γ射线
（实录：学生把a射线填写为He2+，未能给学生及时纠正，应为“He2+的粒子流”，而He2+只能叫a粒子。这一点很遗憾。）
[提问]在课本P6的图1.8中，为什么a射线偏向阴极，β射线偏向阳极，γ射线不发生偏转？[学生8]（从微粒带电方面回答，正确。）
（设计意图：及时巩固与反馈教学效果。）
[拓展]这三种射线的穿透能力如何呢？请看投影：
[过渡] a粒子好像炮弹一样，英国科学家卢瑟福做了一著名的“a粒子散射实验”：
[动画] a粒子散射实验
[投影]
[讨论]（投影展示问题）在a粒子的轰击金箔的实验中，发现：（1）绝大多数a粒子，这说明了；（2）但有极少数的a粒子，有的甚至，这说明了。[学生9]我们认为，……。
[讲述]很好！你们讨论的结果就是卢瑟福的原子行星模型——
[投影]（太阳系行星图片）原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，质量很集中，占据整个原子的极小一部分空间，而电子带负电，绕着原子核高速运动，如同行星绕太阳运动一样。
（设计意图：通过实验进行推理。）
[拓展]原子核带正电荷，核外电子带负电荷，二者相互吸引，但事实上二者并没有吸在一起，猜想可能的原因。
（学生讨论。教师提醒：“你们坐过过山车吗？为什么过山车运行到最高点时人不会掉下来？”）
[学生10]电子在高速运动着。
[追问]你感觉卢瑟福的原子结构的行星模型有什么漏洞？
（学生讨论，好像思维没有方向。教师提醒：“你在操场上跑步，如果让你永远跑下去，你能做到吗？”）
[学生11]噢，电子好像永动机一样永远在运动着，是不可能的。
（设计意图：让学生知道，科学探索是无止境的，既培养了学生思维的深度，也是情感教育的一个方面。）
[过渡]在前面的研究中，使用了两种基本研究方法：实验法和模型法。
[投影]方法：模型法和实验法
过程：问题→提出假设→设计并进行实验→结论假设的三种命运：①上升为定律，②进行再次的修正和验证，③被否定。
（边投影边讲解，其中讲到“假设被否定”时，穿插了一个小故事：爱迪生试验了一千多种材料才找到钨丝作为灯泡的材料，他的助手沮丧地说：“我们前面的试验都是失败的。”爱迪生纠正说：“不对！我们已成功地证明了那一千多种物质不能作为灯泡的材料。”） （设计意图：学习方法和研究方法的归纳与指导。）
[总结]科学给人以知识，科学的历史给人以智慧。本节课，我们通过化学史认识了原子的结构及相关知识，……（边讲解边板书，见板书设计）。
[结课]让我们齐声朗读马克思的一段名言：
[投影]在科学的道路上没有平坦的大道可走，只有不畏艰辛沿着陡峭山路勇敢攀登的人，才有希望到达光辉的顶点。
（设计意图：对本节课进行总结与升华。）
九、板书设计
从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型
十、课后练习
1、首先发现原子具有可分性的科学家是
A、德谟克利特
B、道尔顿
C、汤姆孙
D、卢瑟福
2、（1）本节课我们学习了哪几个模型？
（2）根据你的想象，用图形表示道尔顿、汤姆孙、卢瑟福的模型。
3、课本P7的《思考与复习》。
十一、课例说明
这节课是我于2009年9月23日开设的一节区级公开课，参与听课的老师有60多人，除本区的化学教师外，还邀请了上海市著名的特级教师陈基福进行点评。
在这节课之前，我们学习的是《物质的量》，目的是做好高中与初中化学的衔接。
十二、教学反思
教学过程基本上是按预设进行的，学生思维积极，气氛浓郁，我灵活地处理了许多课堂上一些生成性问题，根据课堂实际，适当地拓展和引申了教学内容，做到了预设与生成的灵活结合。课堂的引入用世博会标志性建筑——“原子球”，只有了一句话“原子真的是这样的吗？”，直接明了。教学过程在体现自己人文特色的基础上，尽量做到了有思想、有激情，师生互动也达到了较好的效果。由于本节内容属于化学史的教学，我本着“科学给人以知识，科学的历史给人以智慧”的思想，尽量在方法、感悟方面着力，也收到了预期效果。
在教学中，我注意仔细观察学生的感受，通过多种方法进行教学的反馈：学生的回答、学生的表情、学生的板演、习题的诊断。在教学过程中不断校正自己的教学安排，使“教”
与“学”和谐共生。为了提高学生的兴趣，我使用一些形象化的语言，体现课堂教学的人文化的色彩。
用一个课时完成本节教学内容，只能是对有关原子结构化学史的轮廓的勾画，所以教学的线条显得粗了些。在教学细节上，个别地方的需要处理，比如“a粒子”和“a射线”的区别就应该给出明确的交待，对于“a粒子的散射实验”与“原子结构的行星模型”没有注意史实的先后顺序，等。