原子的構(gòu)成課例及反思

1、原子的構(gòu)成課例及反思一、問題提出的背景本課題是初中化學第四單元物質(zhì)構(gòu)成的奧秘的第一課題，是雙基的重要組成部分。本單元基本概念集中，是今后學習的理論基礎(chǔ)，又是必不可少的工具，所以本單元對于學生十分重要。本課題第一部分重點介紹原子的構(gòu)成，要求學生能夠從原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)角度解釋原子不顯電性的原因，又形象的介紹了原子的大小，以及原子中各部分的大小和運動情況。很多教師在教學時認為本課題的重中之重就是讓學生知道并記住書中所描述的原子的構(gòu)成，至于這種原子核式結(jié)構(gòu)的由來和實驗基礎(chǔ)在初中教學中沒有必要涉及。然而本人在教學中發(fā)現(xiàn)越是勤于思考的學生在學習這部分知識時，越是困惑書中描述的原子的核式結(jié)構(gòu)怎么得出的？有相應的

2、科學依據(jù)嗎？如果不能幫助學生弄清這些問題，學生對微觀世界真實性產(chǎn)生懷疑，也會打擊學生探索未知領(lǐng)域，了解微觀世界的熱情，越來越習慣性的被動接受老師灌輸?shù)闹R。有鑒于此，我在第一課時授課中增加了各種原子模型介紹，以及原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程等化學史方面的教學內(nèi)容，尤其是著重介紹了盧瑟福的粒子散射實驗，讓學生沿著前人的足跡體驗知識的產(chǎn)生過程，感受前輩科學家們智慧的火花，同時也使其認識到所學習的原子核式結(jié)構(gòu)模型是有實驗基礎(chǔ)的，而不是虛幻的、憑空想象出來的。但既要切實解決實際教學中學生所提出的疑問，又要將艱澀的化學史教學變得生動淺顯，實屬不易。為了解決教學中遇到的這個問題，我作出了更具體細分。二、問題的分

3、析細分問題解決問題的必要性1、 如何設(shè)計問題變學生被動接受課本已有結(jié)論為學生主動探索思考原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)？保持學生對于化學學習持久動力，在學習過程獲取直接或間接經(jīng)驗的同時保持獨立思考2、 如何能有效引導學生借助自己研究宏觀物質(zhì)的經(jīng)驗去類比出研究微觀粒子？保證學生能夠在已有知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上構(gòu)建新的知識，幫助學生突破理解上的障礙3、 如何能將復雜的微觀研究裝置簡明的呈現(xiàn)給學生，使其了解它的工作原理？了解學生理解水平基礎(chǔ)上深入淺出地講述，能讓學生歷史上的科學家產(chǎn)生思想上的共鳴4、 如何幫助學生將抽象的實現(xiàn)現(xiàn)象與具體的實驗結(jié)論聯(lián)系起來？制定教學目標要符合學生的認知水平，對于過于復雜的內(nèi)容，要主動講解簡化

4、5、 如何能在教學設(shè)計中潛移默化地讓學生體會到人類對物質(zhì)世界的認識是隨著不同學科的發(fā)展，研究手段的進步而不斷更新的，科學領(lǐng)域是沒有絕對的權(quán)威的，應該崇尚對真理的追求？體現(xiàn)文化課堂的教學理念，豐富學科教學內(nèi)容。引導學生以發(fā)展的眼光看問題，以懷疑的態(tài)度學知識，形成勤于思考、終身學習的科研態(tài)度。三、問題的解決1、如何設(shè)計問題變學生被動接受課本已有結(jié)論為學生主動探索思考原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)？ 向?qū)W生展示一枚“明顯磨損的硬幣”設(shè)疑：由硬幣使用過程中的不斷磨損你能想到什么？以“撕紙”活動引發(fā)學生對構(gòu)成物質(zhì)最小微粒的思考，讓學生從身邊熟悉的物品入手，去體會前人對微觀世界最初的思考，進而產(chǎn)生去了解被認為是構(gòu)成物質(zhì)最小

5、微粒原子內(nèi)部構(gòu)成的沖動。2、 如何能有效引導學生借助自己研究宏觀物質(zhì)的經(jīng)驗去類比研究微觀粒子？當課堂教學推進到各種原子模型的介紹時，語言的描述越來越抽象難懂，為了幫助學生更直觀的理解“棗糕”模型，我事先利用竹簽將葡萄干固定到球形蛋糕的表面制作出實體模型，讓學生課堂上傳看，強調(diào)這個模型的優(yōu)點在于合理解釋了當時新發(fā)現(xiàn)的帶負電荷的微粒電子，整個原子模型內(nèi)物質(zhì)均勻分布。在開始介紹粒子散射實驗之前，作為鋪墊，開展“如何鑒別桃子內(nèi)是否有核”活動，激發(fā)學生思考并討論怎樣在不打破桃子外形的前提下，了解桃子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同學提出了各種方法，重點分析利用長的探針間接觀察桃子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法，并將這樣的思路遷移到微觀世

6、界。將“桃子”縮小到“原子”那么大，如果能找到同樣縮小的“探針”，深入原子內(nèi)部，也能借助“探針”能否穿透原子的現(xiàn)象來說明其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。3、如何能將復雜的微觀研究裝置簡明的呈現(xiàn)給學生，使其了解它的工作原理？ 首先是“原子”的選擇，實驗中選擇金箔，是為了盡可能接近研究單層原子的情形，由于學生在實際生活中見過金箔，所以理解起來不困難。需要強調(diào)的是，選擇金原子也是因為金原子很穩(wěn)定，不會因為“探針”的刺入而瓦解。其次是“探針”的選擇，利用學生已有的科普知識，用放射性元素所發(fā)射出的微粒射線來替代“探針”的位置，可以讓學生理解成機槍連續(xù)射出的子彈形成了子彈流，而且這種“子彈”的體積和金原子數(shù)量級接近，符合我們

7、的實驗要求。最后是如何獲得實驗現(xiàn)象，要讓學生明白粒子也是微觀粒子，它是否穿過金原子肉眼仍然無法判斷，所以即使是用屏去截獲粒子也還需要通過特殊的放大鏡去觀察。而且讓屏在一個三百六十度的軌道上勻速運動，一段時間后就可以獲取各個方向出現(xiàn)粒子的概率。雖然學生沒有概率知識，但是有動畫的輔助說明，還是很容易接受的。至此，相對復雜的實現(xiàn)裝置就介紹完畢了。4、如何幫助學生將抽象的實現(xiàn)現(xiàn)象與具體的實驗結(jié)論聯(lián)系起來？學生在分析粒子散射實驗的現(xiàn)象時，存在較大的困難，我主要以類比的方法幫助其理解。學生對大角度偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象會認為是電子對粒子產(chǎn)生的吸引力所致，對此我采用高速公路上的汽車發(fā)生碰撞來類比：粒子好比是一輛小轎車，而

8、電子就仿佛是只蚊子，一群蚊子拉得動一輛轎車嗎？而集中了原子幾乎所有質(zhì)量的核就好像是載重卡車，如果粒子這樣的小轎車與之碰撞，則并行可能被撞得偏離方向，正碰則可能小轎車被撞飛彈回。這樣學生就會領(lǐng)悟到大角度偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象與原子中存在質(zhì)量很大的結(jié)構(gòu)有關(guān)。再結(jié)合大角度偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)的機會很小，就能分析出這種質(zhì)量很大的結(jié)構(gòu)在原子中所占的體積很小了。針對有同學提出核帶正電，電子帶負電，那為什么電子沒有被吸到核里面去的疑問，利用人造衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，行星繞著太陽轉(zhuǎn)的例子來類比，電子正是因為繞核做高速運動才沒有被吸到核里。最終幫助學生實現(xiàn)對各種抽象現(xiàn)象的正確理解。5、如何在教學設(shè)計中潛移默化地讓學生體會到人類對物質(zhì)世界的

9、認識是隨著不同學科的發(fā)展，研究手段的進步而不斷更新的，科學領(lǐng)域是沒有絕對的權(quán)威的，應該崇尚對真理的追求？為了達到我預期的效果，我在教學內(nèi)容中增設(shè)了原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史簡介：古希臘哲學家德謨克利特所最早提出的“原子”概念道爾頓的原子理論認為原子是不可分割的實心球體。1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子并提出“葡萄干蛋糕”模型并給予評價并展示實物模型強調(diào)湯姆生的模型核心是原子中正電荷及質(zhì)量是均勻分布，帶負電的電子如同蛋糕中鑲嵌的葡萄干一樣分布其中。簡述粒子散射實驗裝置結(jié)合粒子散射實驗動畫視頻講述實驗現(xiàn)象，幫助學生分析實驗現(xiàn)象初步建立原子核式模型 在總結(jié)出核式結(jié)構(gòu)后，我并沒有局限于此，作為拓展內(nèi)容，我補充介紹了在核

10、式模型之后的波爾原子模型以及電子云原子模型。 讓學生認識到原子結(jié)構(gòu)模型是科學家根據(jù)自己的認識，對原子結(jié)構(gòu)的形象描摹。一種模型代表了人類對原子結(jié)構(gòu)認識的一個階段。人類認識原子的歷史是漫長的，也是無止境的。四、課例教學反思很多教師認為本課題的教學不必要講粒子散射實驗，認為這不是課本內(nèi)容，浪費時間又增加了學生的理解負擔，然而本課例的設(shè)計正是在歷年教學中由學生處反饋的問題基礎(chǔ)上形成的，雖然比傳統(tǒng)授課方式時間上花費多一些，但從教學效果上看還是值得的，本節(jié)課不僅完成了教學目標中的知識與技能的傳授，還讓學生在學習實驗裝置的設(shè)計時體驗到科學家通過宏觀實驗了解微觀世界的思維方式，并通過對實驗現(xiàn)象的分析鍛煉了思維

11、；另外在親歷整個原子結(jié)構(gòu)的探索過程中，同學們體驗到了科學研究的嚴謹性，也會逐步樹立正確的物質(zhì)觀。從過程與方法、情感態(tài)度價值觀這兩個維度的目標上也達到了預期的目的。當然，本課的備課與實施對教師提出了很高的要求，怎樣做到準確嚴謹、深入淺出、通俗易懂，怎樣解答課堂上學生提出的各種問題，都需要教師不斷提升自己的專業(yè)素養(yǎng)，并充分預設(shè)各種問題，如果處理得當，本課例的教學是能夠被初中生接受的。附錄：原子的構(gòu)成教案教學目標A. 知識與技能：了解原子由質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成，知道質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、電子數(shù)的關(guān)系。B. 過程與方法：通過分析粒子散射實驗的現(xiàn)象，推測原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，逐步提高學生的分析、推理能力。C情感態(tài)

12、度、價值觀：讓學生親歷整個原子結(jié)構(gòu)的探索過程，體驗科學研究的嚴謹性、感受前人智慧的火花。教學重點：原子的構(gòu)成教學難點：盧瑟福粒子散射實驗的裝置介紹、現(xiàn)象分析。教具投影儀、模型、多媒體教學方法（1）探究討論法新的課程標準積極倡導自主、合作、探究的學習方式，培養(yǎng)學生自主探究、團結(jié)合作、勇于創(chuàng)新的精神。探究討論促進學生多渠道地獲取知識。師生不斷問答，學生積極討論，老師適當點撥和評價。這種教學方法有益于培養(yǎng)學生分析問題的能力，促進學生形成良好的學習習慣、學習態(tài)度和學習策略。教學中我主要采用這種教學方式。（2）情景教學法心理實驗表明，人在滿懷興趣的狀態(tài)下學習，注意力集中，思維最活躍，接受最快，記憶最好。

13、所以在教學中創(chuàng)設(shè)良好的學習情境、激發(fā)學生的學習興趣相當重要。本課題內(nèi)容抽象，對學生有一定的難度，所以在教學過程中我注意創(chuàng)設(shè)學生熟悉的學習情境，激發(fā)學習興趣，設(shè)置有效地討論，激活學生思維，點燃學生智慧的火花。（3）分析比較法以時間為線索讓學生親歷整個原子結(jié)構(gòu)的探索過程，比較不同歷史時期的原子模型，讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題，并老師的幫助下，部分地解決問題。教學內(nèi)容教師活動學生活動活動目的以“撕紙”活動引發(fā)學生對構(gòu)成物質(zhì)最小微粒的思考觀察思考問題創(chuàng)設(shè)情景引發(fā)興趣介紹古希臘哲學家德謨克利特所最早提出的“原子”概念以及道爾頓的原子理論傾聽講解了解事實讓學生了解有關(guān)原子研究的歷史提問：你認為原子是否可以再分？講

14、述1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子并提出“葡萄干蛋糕”模型并給予評價并展示實物模型思考問題觀察模型傾聽講述將抽象的微觀模型形象化以“鑒別桃子”活動，引導學生利用間接觀察的方法獲得結(jié)論，并將這樣的思路遷移到微觀世界思考問題設(shè)計并表述方案難點突破以宏觀入手化解理解障礙簡述粒子散射實驗裝置講述實驗現(xiàn)象幫，助學生分析實驗現(xiàn)象初步建立原子核式模型觀看Flash總結(jié)、分析實驗現(xiàn)象鍛煉學生的觀察能力分析總結(jié)能力進一步細化原子核式模型引導學生關(guān)注原子核所帶電性、體積以及質(zhì)量，讓學生對該模型獲得更為清晰的認識，最終給出完整的模型描述傾聽講解體驗成就提高學生的理解能力補充介紹：盧瑟福原子模型中對于電子運動描述的由來盡情想象暢所欲言激發(fā)學生的想象力歸納總結(jié) 原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)成微粒、各種微粒的空