资源简介

“原子的构成”教学设计
一、教学目标
1、知识目标：
了解原子的构成，认识电子是按照能量的高低在核外分层排布，理解原子结构示意图的意义。
2、能力目标：
充分利用教材提供的图表资料，借助多媒体等教学手段，初步学会运用类比、想象、归纳、概括等方法获取信息并进行加工。通过参与科学家对原子结构的探究实验，提高学生的实验探究能力。利用原子结构示意图大胆思维积极交流，借助分析氯化钠的生成过程，认识离子的形成，进一步的体会电子在化学变化的作用。
3、情感目标：
树立物质无限可分的辩证唯物主义观点；学习科学家锲而不舍的钻研精神，体会科学在人类发展历程中的重要贡献。使学生体会化繁为简的思维方式，进一步深化微粒观念。
二、重点、难点
原子的构成和电子对原子的影响
三、教材分析
本课题包括原子的构成和原子中的电子两部分内容，第一部分重点介绍原子的构成，同时介绍了原子不显电性的原因。第二部分介绍原子中的电子。原子的构成是“物质构成的奥秘”这一主题下的最重要的内容，是学习物质结构理论和认识元素的基础。本课题的内容既能起到承上启下的作用，又是对前面内容的一个深入和延续。因此本课题对于学生的学习十分重要。
四、教学过程
环节一 创设情境——引发探究的欲望
【创设情境】让学生们拿一根1米长的绳子，拉直展示给学生，让学生思考，如果把这根绳子分成1亿段，一段有多长？
【设计意图】学生已建立起分子、原子的初步概念，知道分子、原子很小，通过小活动导入新奇、有趣又富有鼓动性，拉近师生距离，使学生积极参与学习活动， “分成1亿等份”让人觉得更难做到，难度更大，运用逆向思维，让学生更能体会到原子“真的太小了”。
【引入课题】如果把它等分为1亿份，其中的一份就是氧原子的直径。原子非常小，难怪近代化学之父道尔顿提出了没有人能将原子再分的论断。介绍近代科学原子论。那么原子到底能不能再分？原子具有怎样的结构呢？这就是今天我们要研究的课题。
【板书课题】第三节 原子的构成
【设计意图】顺理成章地给出道尔顿的论断，引入近代科学家对原子的认识，一切显得自然、合理。培养学生敢于质疑、敢于挑战的创新意识，激发学生探索、思考的兴趣，引发学生对微粒内部结构的猜想。
【提出问题】原子非常小，但确实是存在的，那么你想象中的原子是什么样的
【学生猜想】（说出乒乓球、篮球、象铅球、土豆、樱桃、桃、山杏、苹果、葡萄等。）
【设计意图】为了使抽象的概念生活化，采用原型启发。有利于充分调动学生的学习积极性，增大学生的参与面，暴露了学生的原始思维。通过想象，激发学生想探究原子内部结构的欲望。
【引导过渡】同学们对原子有不同的看法，那么原子内部究竟是什么样的呢？今天我们一起进入原子结构的探究之旅…
环节二 探究活动——体验科学的魅力
请同学们根据实验讨论分析：
1、这种微粒的带电情况如何？为什么？射出的这些粒子是原子吗？为什么？
2、你觉得原子能不能再分？原子中能不能只含有这种粒子？
请同学们特别注意观察图中射线在正负电极板间的偏转情况。并根据实验回答问题。
（小组讨论）
早在1897年汤姆森就做了这个实验，发现了这种带负电荷的微粒。这种微粒就是电子，电子的发现，打破了原子不可分的观点。
教师总结：原子是由带正电的微粒和带负电的电子构成的。这种带正电的微粒和带负电的电子怎样构成了原子就成了当时科学家们最关心的问题。在20世纪初已经提出了几种原子模型，其中最具有影响力的是汤姆森的西瓜模型。
【设计意图】将科学家做的实验保持本质不变的进行加工，抽取出初中生感兴趣、能理解的实验内容制成课件展示给学生，让学生身临其境地走入探究氛围，为学生的思维发展创设了最近发展区，最大限度调动了学生研究的热情。学生根据实验现象进行思考分析，大胆猜测，主动参与到教学活动中，更好的体现了科学探究所倡导的理念，最后再呈现汤姆森的和他的研究成果，平地中突现高山，让学生心理得到强烈地刺激，让学生充分体会到汤姆生发现电子对科学发展的重要性。
那么，汤姆森的西瓜模型是否科学呢？让我们继续进行探究。
实验探究二 a粒子散射实验
观察实验的模拟动画，描述所看到的现象。
【实验探究】flash动画展示a粒子散射实验
【学生描述】●大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的运动方向；
●也有一小部分α粒子改变了原来的运动路径；
●甚至有极少数的α粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点而被弹了回来。
请同学们根据实验结果判断：原子的西瓜模型是否成立？并大胆猜想：原子具有怎样的内部结构？
（小组交流，讨论并展示）
早在1911年卢瑟福就做了这个实验，这个居于原子中心、体积很小、质量很大的微粒就是原子核，原子核的发现否定了汤姆森的西瓜模型，从而确立了原子的核式结构。
【课件展示】卢瑟福及其行星式原子结构模型
总结：在原子的中心有一个带正电荷的原子核和核外带负电的电子构成的。原子核的体积很小，核外有相对很大的空间。原子的质量主要集中在原子核上。
假如把原子比喻成十层大楼，而原子核仅相当于十层大楼中的一粒樱桃。那么在原子核的外面就有一个相对来说很大的空间，这个空间就被电子所占据，电子就绕原子核做高速运动，速度之快，近似光速。
【设计意图】培养学生分析实验、进行探究的能力，同时体会原子的有核模型是如何通过实验建立起来的。使学生意识到任何科学原理的创立都要付出巨大的努力。引导学生理解科学的发展是无止境的，原子结构模型也在不断的完善着。
在探索原子奥秘的过程中，人们用智慧竖起来一块块新的里程碑，但是人们并未因为一时的胜利而停下前进的脚步。这时科学家们关心的问题是原子核还能再分吗？请同学们看屏幕。
课件展示原子弹爆炸的场面
原子弹的爆炸告诉我们原子核是可以再分的。科学实验证明：原子核是由质子和中子两种微粒构成的。其中质子带正电，中子不带电。
【设计意图】从形象生动的图片资料入手，抓住学生的好奇心，学生感到兴奋，探究之欲油然而生。
【交流共享】通过刚才的学习，我们对原子的结构有了更新的认识，下面请同学们以小组交流的方式，阅读表格完成下列问题？
粒子种类 电性 质量(kg)
原子核 质子 每个质子1个单位正电荷 1.6726×10-27
中子 不带电 1.6749×10-27
电子 每个电子1个单位负电荷 9.1100×10-31 （占质子质量的1/1836）
1、根据原子中各微粒的带电情况，能否得出在原子中，核电荷数、质子数、核外电子数三者的大小关系？
2、为什么说原子的质量几乎都集中在原子核上？
【交流讨论】
1能得到核电荷数=质子数=核外电子数。核电荷数即原子核所带的电荷数。每个质子带一个单位的正电荷，中子不带电，因此此核电荷数即为质子数。每个电子带一个单位的负电荷，与核电荷数相等才能使原子不显电性。
2组成原子核的质子和中子质量差不多，电子的质量要比它们小的多，约为质子的1/1836，所以原子的质量主要集中在原子核上。
【设计意图】根据客观事物的观察分析，提出假设，这是人们在研究问题时常用的方法。既巩固了“原子的构成”的知识，又让学生在讨论中发现了新问题，将核电荷数、质子数、核外电子数三者的大小关系设置成问题探究的形式，为了培养学生的自学能力、资料的加工整理能力、处理信息的能力。
环节三 构建新知——揭开电子的面纱
【过渡】在原子中电子是体积小、质量轻的一种小粒子，电子在原子中是如何运动的呢？
【分析材料】一个氧原子的原子核内有8个质子和8个中子。核外有8个电子，其中2个电子能量相近都较低，另6个电子能量相近且能量稍高。这些电子都同时绕原子核高速运动。
根据你对材料的理解，请你描述一下这些电子是如何运动的？
【讨论交流】氧原子的8个电子是在一个平面上运动还是在一个立体的区域运动？电子的分层排布与什么有关？能量的高低与离核远近有什么关系？电子层对原子的体积有何影响？
【设计意图】通过分析给定的材料，使学生学会提取有用的信息，在讨论与交流中，帮助学生建立“电子是在原子核外一定区域运动”的思想，形成一个空间的立体观念。通过分析材料、小组交流、教师讲解，再借助课本的图片、文本和多媒体动画，帮助学生树立空间概念，探索、理解电子的分层排布，向学生渗透理想模型法的科学方法。这样处理能化难为易，变枯燥为乐趣，变结论性知识为探究性学习，让学生饶有兴趣地、自主地进行科学探究，使生硬的　化学概念变得栩栩如生，易于理解。学生逐渐对学习化学产生渴望之情，能主动参与探究，建构新知，从而逐步提高解决问题的能力，形成科学态度和掌握一定的科学方法。
根据理解，请你把氧原子的结构以最简洁的方式画出来。
【画图】学生根据自己的理解画出氧原子的结构图。
【强调】明确原子结构示意图的各部分涵义
分析原子结构示意图我们深刻的体会到：几条曲线、几个数字就简洁明了的表达了许多的化学信息，形象智慧的体现了原子内部的结构。可见原子结构示意图的使用，为我们研究化学提供了很多方便。
【设计意图】通过画结构图示，展示自己对电子分层排布的理解，同时在比较中找到最简洁的图示。认识原子结构示意图的重大意义，体会使用简单的形象图能够表达丰富信息的做法。
【跟踪训练】你能把钠原子的核外电子分层排布形象的表示出来吗？
一个钠原子的原子核外有11个电子，其中2个电子能量接近都较低，8个电子能量相近且能量稍高，1个电子能量最高。这些电子都同时绕钠的原子核运动。
小提示：当原子最外层电子数等于8时，原子最
【设计意图】通过钠原子和钠离子的结构示意图，挖掘教学内容，认识区分它们的不同，强化学生的探究欲，使学生思维呈上升趋势，并利用动画、图示把钠原子和氯原子发生电子转移形成氯化钠的过程简明呈现，理解离子的形成过程，体会电子在化学变化中的作用。理解电子的得失生成新的微粒—离子，离子相结合形成新物质，体会离子也是构成物质的一种微粒。
【交流共享】通过以上的学习，你对原子中的电子有哪些新的认识？
电子是有能量的;电子在原子核外是分层排布的;电子决定了原子的体积大小;电子的得失使原子变成离子;电子决定了原子在化学变化中的表现......
总结：小小的电子，微乎其微，但是它却影响着原子结构、原子性质的方方面面。原子仅仅靠几个电子的改变，就使原子与原子之间随时发生聚散离合，世间也因此形成了数不尽的化学反应，从而缔造了数千万种的新物质。
【设计意图】使学生对于原子中的电子有进一步的认识，体会电子的重要作用。通过生生交流、讨论，培养学生的表达交流的能力，提高学生归纳总结和获取信息的能力。学生在交流展示时展现自己的思维过程，教师对知识的掌握情况，利用学生间的相互修正、质疑、补充、完善，达到反馈纠正的目的。
环节四 拓展延伸——关注科技的发展
【拓展延伸】现代人们对原子的认识到达了什么层次了呢？现代原子结构学说——电子云。电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围，所以，人们形的把他叫做电子云”。
人类认识原子结构的历程：道尔顿实心球——汤姆森西瓜模型——卢瑟福有核模型——薛定谔电子云模型——？
人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了许多像他们一样的科学家不懈探索，才使人类对事物的认识一步步走向深入，走向本来....未来人们对原子的认识将会怎样，这肯定不是终点，我们还有很长的路要走。
1964年盖尔曼发现了质子、中子等微粒是由夸克构成的。20世纪七八十年代各国的科学家又提出比夸克更深层次的微粒称为亚夸克。美国一位科学家曾建议把亚夸克更深层次的微粒称为“毛粒子”，这是为了纪念伟大的领袖毛泽东同志所倡导的“物质无限可分”的哲学论断。但目前对亚夸克的研究尚未有新的发展，希望同学们学好科学知识，将来为祖国的尖端科技做出应有的贡献。
【设计意图】介绍一些原子方面的科学家的资料。通过这些资料，可以让学生了解原子结构的演变历史;还可以通过修正各种观点使刚学过的知识得以应用和巩固升华，让学生在轻松愉快的环境中学习；并且还可以通过各位科学家的成就，了解科学的发展是在不断修正和补充中进行的，对学生进行人生观和价值的培养。
【畅谈收获】通过我们今天的学习，你还有哪些收获和感想，请与大家交流一下。
【设计意图】通过学生以拟人化的方式谈我在原子大家庭中所见所闻，更加深了学生对原子构成的认识，形象而生动的比喻化枯燥为愉悦。
【板书设计】
原子的结构
道尔顿——实心球
汤姆森——西瓜模型——电子
卢瑟福——有核模型——原子核
二、原子中的电子
1、原子结构示意图
2、离子的形成

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