滬科版化學(xué)高一上《打開原子世界的大門》教案

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1、 2019 最新滬科版化學(xué)高一上《打開原子世界的大門》教案 1． 1 從葡萄干面包模型到原子結(jié)構(gòu)的行星模型 教學(xué)課時： 2 課時 教學(xué)目標： 1．了解人類探索原子結(jié)構(gòu)奧秘的歷史階段與過程 ,了解有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的知識是怎 樣得來的 2．通過對原子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)過程所涉及的方法的理性分析 , 了解科學(xué)探索的一般過程 和科學(xué)方法 3．感受科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的過程中所表現(xiàn)出的鍥而不舍的攀登精神 踏實創(chuàng)新 的科學(xué)精神 , 激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣與熱情 , 培養(yǎng)求真、求實的科學(xué)態(tài)度教學(xué)重點和難點： 1

2、．科學(xué)實驗對原子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的作用 ,每種原子結(jié)構(gòu)模型提出的依據(jù) ,模型的不足及 發(fā)展 2．學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力 ,發(fā)現(xiàn)能力的培養(yǎng) 教學(xué)方式： 探究、討論的教學(xué)模式 【引言】 化學(xué)既是一門古老的科學(xué) ,又是一門新興、還在不斷發(fā)展的科學(xué)。說它古老 ,是因為 人們早在古代就已經(jīng)思考物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的 ,由此還形成了不少有關(guān)物質(zhì)構(gòu)成的觀 點。 【設(shè)問】 那么同學(xué)們是否知道 ,化學(xué)真正成為一門科學(xué)是從什么時候開始的呢？ (是從道爾頓提出近代原子學(xué)說 , 阿佛加德羅提出分子概念 ,形成了原子 -分子論以 后。 ) 【講解】 當(dāng)然 ,我們現(xiàn)在都知道原

3、子中有原子核和電子組成 ,但 20 世紀初 ,人們連原子都看不 見 ,怎么會知道原子中有一個比原子還小得多的核呢？又如何知道原子核的性質(zhì)的呢？ 現(xiàn)在就讓我們打開原子世界的大門 ,沿著前輩科學(xué)家的道路走一走 ,一起來了解人 們探索原子結(jié)構(gòu)奧秘的歷史階段與過程 ,了解有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的知識是怎么得來 的。從而感悟一下科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)奧秘中的科學(xué)方法。 1 / 5 【板書】一、從古典原子論到葡萄干面包原子模型 【教師】 對物質(zhì)的構(gòu)成 ,早在古代就有不少的觀點 ,請同學(xué)們看書第 3 頁 1、 2、 3、 4 段。

4、并請同學(xué)們談?wù)効磿蟾邢? (啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生 ,讓學(xué)生感到在科學(xué)發(fā)展的今天 ,看他們的觀點當(dāng)然有很不完善的地 方 ,甚至是錯誤的。但在科學(xué)十分落后的當(dāng)時 ,他們能提出這樣的觀點 ,實在是一件 了不起的事情 ,體現(xiàn)了先輩們敏銳的洞察力和豐富的想象力。是值得我們后人學(xué) 習(xí)的。 ) 【問題】 最早提出原子論的是古希臘哲學(xué)家德?？死?,他認為物質(zhì)是由許多微粒組成的 ,這 些微粒叫原子 ,意思是不可分割。但為什么最終古代原子學(xué)說無法確立 ,其原因是什 么呢？ ( 任何科學(xué)結(jié)論確立必須由實驗來驗證 ,古代的原子學(xué)說只是憑想像并無實 驗根據(jù)。這是一個原因 ,另

5、一個原因是當(dāng)時人們崇尚上帝 ,并不相信科學(xué)。 ) 【教師】 化學(xué)開始成為一門科學(xué) ,是道爾頓提出了近代的原子學(xué)說現(xiàn)在請同學(xué)們看書第 5 段 , 并請同學(xué)們憑借你現(xiàn)有的知識對道爾頓的原子學(xué)說來作一個評價。 (學(xué)生看書后討 論) 【思考】 道爾頓的原子學(xué)說曾經(jīng)起了很大的作用 ,但我們現(xiàn)在知道原子并不是實心、不能再 分的小球 ,而在當(dāng)時人們認識到這一點是因為 1897 年英國科學(xué)湯姆生從陰極射線 的研究中發(fā)現(xiàn)了電子 ,從此 ,人們認識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒 , 原子也有一 定的結(jié)構(gòu)。同學(xué)們思考一下怎么會從電子想到原子是有結(jié)構(gòu)的呢？ (物質(zhì)在通常情

6、況下顯電中性 ,而物質(zhì)中既然存在帶負電的電子 ,那么一定還存在帶 正電荷的部分。對原子來說 ,它所帶的正電荷的電量必然與其電子的負電荷的電 量相等。 ) 【猜測】 那么原子的結(jié)構(gòu)到底是怎樣的呢？如果你處在當(dāng)時情況 ,你會怎樣想象原子的結(jié)構(gòu) 呢？ 【學(xué)生討論】 ???????? 【教師】 為了研究原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ,1903 年湯姆生提出了一種葡萄干面包原子模型。他認為 整個原子就好象是一個均勻分布的正電荷的球 ,而電子則均勻地分布在這些正電荷之間。就好象葡萄干面包一樣。 雖然湯姆生的原子模型與我們現(xiàn)在知道的大不相同 ,但畢竟它指出了原子是有結(jié)構(gòu)的

7、,使人們對原子結(jié)構(gòu)認識又進了一步。 人類對原子結(jié)構(gòu)的探索有重要突破 ,是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的。 2 / 5 【板書】二、從 X 射線到元素放射性的發(fā)現(xiàn) 【閱讀并討論】 先指導(dǎo)學(xué)生看書第 4 頁至第 6 頁。然后引導(dǎo)學(xué)生討論以下問題： 【問題 1】元素的放射性現(xiàn)象是誰發(fā)現(xiàn)的 ( 法國的物理學(xué)家貝可勒爾在研究熒光礦物的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)的 ,它在研究熒光礦物的 性質(zhì)時發(fā)現(xiàn) ,硫酸鉀鈾能夠發(fā)射出一種穿透力很強、并可使照相底片感光的不可 見射線 ,這種現(xiàn)象就稱為天然的放射性現(xiàn)象。物質(zhì)發(fā)射出射線的性質(zhì)叫放射性 ,

8、具 有放射性的元素叫做放射性元素 ,人們發(fā)現(xiàn)原子序數(shù) 84 以后的所在元素都具有天 然放射性。 【問題 2】從放射性元素中放射出來的射線有幾種？射線從哪里來的？它們的帶電情況如 何？ (從實驗裝置圖中看出射線的種類有三種。因為射線在電場的作用下分成了三束 它們分別稱為 α 射線、 β 射線、 γ 射線。它們的帶電情況 α 射線帶正電 ,β 射線 帶負電、 γ 射線不帶電。進一步的研究表明： α 射線是一種高速的 α 粒子流 ,而 α 粒子就是氦的原子核 ,它帶 2 個單位的正電荷 ,β 射線是一種高速的 β 粒子流 ,β 粒子就是電子 ,帶一個單位的負

9、電荷。 γ 射線則是一種高速的 γ 光子流 ,即波長很短的電磁波 ,具有很大的能量 ,它不帶電 ,因而在電場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 【問題 3】電子的發(fā)現(xiàn)和元素的放射性現(xiàn)象說明了什么？ (原子不是不可再分的微粒 ,原子還可以再分 ,原子是由結(jié)構(gòu)的 )。 【板書】三、原子結(jié)構(gòu)的行星模型 【講述】 為了研究原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ,1903 年湯姆生提出了一種原子模型 ,即葡萄干面包原子 模型。然而這僅僅是一種猜測 ,到底這么樣 ,還必須用實驗來證明。科學(xué)研究的一般 過程是：發(fā)現(xiàn)問題 - 提出假設(shè) -實驗驗證 -得出結(jié)論 -推廣應(yīng)用。為了證實湯姆生的原 子模型 ,英國

10、科學(xué)家盧瑟福和他的合作者做了用 α 粒子轟擊金箔的實驗 ,這就是著名 的α 粒子散射實驗。 (利用多媒體演示 α 粒子散射實驗。 ) 【討論】 α 粒子散射實驗的目的是什么？ (驗證湯姆生的原子模型。 ) 【討論】如果湯姆生的原子模型成立的話 ,實驗結(jié)果應(yīng)該怎樣？ ( 由于電子質(zhì)量很小 ,α 粒子碰到它影響不大 ,即電子不可能使 α 粒子發(fā)生大角度散 射；又因為正電荷分布均勻 ,α 粒子受到原子內(nèi)部兩側(cè)正電荷的斥力大部分抵消 , 故運動方向不會發(fā)生明顯改變。所以帶正電荷的高速 α 粒子應(yīng)當(dāng)都能穿過金箔 , 3 /

11、 5 就如子彈打在面包上能直接穿過去一樣。 【問題】什么叫 α 粒子散射現(xiàn)象？ ( 絕大多數(shù) α 粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進 ,少數(shù)卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn) ,并有 極少數(shù) α 粒子偏轉(zhuǎn)角超過 900,有的甚至被彈回 ,偏轉(zhuǎn)角幾乎達到 1800,這種現(xiàn)象叫 α 粒子散射現(xiàn)象 【分析】 α 粒子散射實驗分析： (1)絕大多數(shù)絕大多數(shù) α 粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進說明什么？ (原子是中空的 ) (2)極少數(shù) α 粒子偏轉(zhuǎn)角超過 900,有的甚至被彈回說明什么？ ( 原子中存在著很小的帶正電荷的核

12、。原子的全部正電荷及幾乎全部質(zhì)量都集中 在核里 ,只有電量和質(zhì)量都較大才會這樣。 【教師】 為了解釋大角度散射的實驗結(jié)果 ,盧瑟福在 1911 年提出了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的全新模 型即 -行星模型。 行星模型： 在原子的中心有一個很小的原子核 ,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì) 量都集中在核里 ,帶負電的電子在核外空間里作高速旋轉(zhuǎn)。依據(jù) α 粒子散射實驗 可以估算出原子核大小約在 10-15~10-14m, 原子的半徑約為 10-10m 。兩者相比 , 原子核的半徑是原子半徑的萬分之一。如果說 ,一個原子像一座十層高樓那樣大 的話 ,那么原子核只有一粒豆

13、子那么小。 盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型較好的解釋了 α 粒子大角度散射問題。 但人們還有疑問：電子帶負電 ,原子核帶正電 ,異性電荷相吸 ,為什么運轉(zhuǎn)中的電子 不會掉到原子核上去呢？玻爾根據(jù)科學(xué)實驗和物理學(xué)的理論指出 ,原子核外有固 定的軌道 ,電子只能在這些固定的分層的軌道上運動 ,原子核外有多個電子時 ,這些 電子的排布遵循一定的規(guī)律。我們現(xiàn)在書中的原子結(jié)構(gòu)示意圖表現(xiàn)的就是玻爾 的原子模型。 幾代科學(xué)家都投身于原子結(jié)構(gòu)的研究 ,經(jīng)過近百年的努力 ,人們認識到 ,原子中的電 子以極高的速度在極小的原子核外空間運動 ,它們的運動狀況并不像宏觀物體那樣

14、有固定的軌道 ,它們的運動狀況只能用電子在核外某空間單位體積中出現(xiàn)機會的多少來描述 ,電子只是在些區(qū)域出現(xiàn)的機會較多。 后來 ,人們又發(fā)現(xiàn)構(gòu)成原子的微粒不只是質(zhì)子、中子、電子 ,還有正電子、介子、超子等基本粒子。 20 世紀 70 年代以美籍華人丁肇中教授為首的實驗小組又發(fā)現(xiàn) 4 / 5 新的基本粒子 -J 粒子和膠子。 人類對原子結(jié)構(gòu)的認識還在不斷深化 ,科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)一個個涌現(xiàn) ,原子王國的秘密 一個個被揭開 ,為了徹底揭開原子的秘密 ,科學(xué)家仍在不斷努力。 【學(xué)生總結(jié)】 回顧人們認識原子結(jié)構(gòu)的過程：

15、 觀察、猜測 α 粒子散射實驗 電子與放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 大量實驗 古 代 原 道 爾 頓 的 湯 姆 生 的 盧瑟福的原 葡 萄 干 面 子結(jié)構(gòu)的行 子學(xué)說 原子論 包 原 子 模 星模型 型 【結(jié)論】 光憑猜測而沒有實驗得出的結(jié)論是不能確立的。而一個正確結(jié)論的推出首先要有 豐富的想象力 ,然后用實驗來證明 ,而且當(dāng)發(fā)現(xiàn)新的問題時 ,還要不斷的實驗 ,不斷的 推測 ,假設(shè) ,并再用實驗來證明。這實際上是一個實踐、認識、再實踐、再認識的過 程

16、。 教后感 從初中到高中 , 從具體到抽象 , 學(xué)生掌握起來有點難度 , 內(nèi)容顯得比較枯燥 , 學(xué)生不感興 趣。怎么使這節(jié)課生動有趣呢 , 我從人物著手 , 一步一步引導(dǎo)學(xué)生。效果還可以。 本節(jié)課是高中學(xué)生的第一節(jié)化學(xué)課 ,這節(jié)課的內(nèi)容偏于講述 ,有別于學(xué)生們經(jīng)常上的化學(xué) 課的模式。因此 ,這節(jié)課對于學(xué)生來說學(xué)習(xí)的難度并不難。然而 ,高中學(xué)習(xí)與初中學(xué)習(xí)是不同 的,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式將由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。但是這個過程是需要時間的 ,學(xué)生一時無 法立刻轉(zhuǎn)變 ,由學(xué)生做課堂主人 ,他們還夠。我要做的更多的事是指導(dǎo)學(xué)生和解決學(xué)生遇到的 問題。正好可以通過這節(jié)讓學(xué)生們體會到高中學(xué)習(xí)的方式 ,方法。感受與初中學(xué)習(xí)的不同。 這節(jié)課可以培養(yǎng)他們的自學(xué)能力 ,更好地為今后學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 原子結(jié)構(gòu)這部分內(nèi)容其實是在初中的知識上的繼續(xù)學(xué)習(xí) ,學(xué)生應(yīng)該能把 1-20 號元素背出 來,但是事實上并非所有學(xué)生都能背 ,還需要在以后強化。原子結(jié)構(gòu)重點是元素符號各個角標 的意義 ,包括質(zhì)子數(shù) ,中子數(shù) ,質(zhì)量數(shù)等等之間的關(guān)系?？此茖W(xué)生在課堂上已經(jīng)掌握的內(nèi)容 ,反 應(yīng)到作業(yè)上還是沒有掌握。因此需要反復(fù)訓(xùn)練才能讓學(xué)生較好的掌握。 5 / 5