资源简介

第十二章 小粒子与大宇宙
第一节 走进微观
（一）教学设计
课题 12.1 走进微观 课时 1课时
设计者 课型 新授课 设计时间
学习分析 1.课程要求 1.能了解微观世界的大致尺度，了解原子的核式结构模型。 2.能体会物理学研究中建构模型的重要性，了解人类探索微观世界的大致历程。
2.教材解读 《走进微观》是《小粒子与大宇宙》的第一节内容，主要学习从微观的角度去探究物质的结构与物体的尺度，使学生能简单说明物质是由分子、原子组成的，原子由原子核和电子组成，知道原子的核式模型;了解物质世界从微观到宏观的尺度的数里级;大致了解人类探索微观世界的历程，并知道这种探索将不断深入;通过宏观现象分析分子的微观状态；有质疑创新的意识。
3.学情分析 在前面的学习中，学生逐步了解了宏观世界，本章开始将把学生带入微观世界。初中学生第一次认识微观世界，要从他们所熟悉的电子显微镜开始带领他们认识微观粒子，了解宇宙中各种各样物质的构成。
学习目标 1.知道物质是由分子和原子组成的。 2.知道原子是由原子核和电子构成的，了解原子的核式模型，大致了解人类探索微观世界的历程，并认识到这种探索将不断深入。 3.对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的数量级的概念。 4.能体会人类对微观世界的好奇，能为人类对未知世界探索的不懈追求而感动。 5.能关注人类探索微观世界的新进展，体会科学家在探索微观世界历程中质疑、创新的科 学精神。
达成评价 1.能在课上独立思考并回答老师的问题 2.能独立完成课后习题
教学重难点 重点： 1.物质是由分子和原子组成的。原子的核式结构模型。 2.原子的核式结构模型。学生对微观世界“小”的概念的建立和探索微观世界的科学方法的形成过程。 难点： 1.学生对微观世界“小”的概念建立。 2.探索微观世界的科学方法的形成过程。
教学准备 教师：课件、实物投影仪、图片等 学生：预习学案
（二）教学过程
教学环节 时间安排 师生活动 设计意图
创设情景 引入新课 活动一：引入新课 【教师活动】出示图片：宇宙星空、身边的事物如嬉戏的儿童、微观世界如细胞。 【教师说明】我们生活在一个丰富多彩的世界里，环顾四周你可以看到各种不同的物质。世界是由物质构成的，那么，世界有多大？世界有多小？ 激发学生学习兴趣，引入“从宏观到微观”“自然的尺度”这些话题。
新课教学 构建新知 进行新课 活动二：自然的尺度 【教师活动】展示图片“宇宙星系”。 【教师讲解】在宇宙中，星球之间的距离非常大,一般用光年来度量（1光年=9.46×1012 km）。目前，人类能观测到的空间最远已达到1026 m的宇宙深处。除太阳外，距离我们最近的恒星大约有4.2光年。 【教师活动】展示图片“显微镜下的病毒”。 【教师讲解】在人们不能直接看到的世界里，同样奥秘无穷。那里有细胞、病毒、分子、原子……目前，科学家的研究已深入到了10-19 m的微观领域。 提出问题，激发学生的思考，引出今天的主题。
知识应用 巩固提升 活动三：探索物质的组成 【教师提问】物质是由什么组成的呢？从古至今，人们一直在探寻着这个问题的答案。 【教师讲解】我们的祖先认为宇宙万物由金、木、水、火、土组成，称为“五行说”；古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成，称为“四元素说”。 【教师提问】干旱的农田龟裂为土块，土块可碎成细泥，细泥又碎为沙尘，沙尘还能继续分裂吗？沙尘随风飘荡？会消失得无影无踪吗？ 【教师讲解】后来，人们认识到若将物质无限地分下去，所得颗粒越分越小，小到这种颗粒能保持物质的性质不变为止，通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。 古希腊哲学家德谟克里特认为，宇宙万物由原子构成，原子是极微小的、不可分割的粒子。19 世纪初，英国科学家道尔顿在实验的基础上提出了原子论。1811年，意大利科学家阿伏加德罗将保持物质性质不变的颗粒命名为“分子”。后来，人们又发现分子也有结构，它们是由原子构成的。 【老师讲解】分子很小。分子的直径大约只有10-10 m，只能用电子显微镜才能看到。将一亿个分子紧密排成一列，长度大约只有1cm。 【教师活动】教师展示图片“电子显微镜下的硅表面的原子排列图像”。 【教师介绍】通常情况下，1cm3的空气里大约有2.7×1019个分子，现代大型计算机每秒可以计算100亿(1010)次，要把这么多分子一个个数完，得花80多年。 【教师介绍】氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一，质量只有3×10-27 kg左右。 1 cm3 的水中大约有 3.34×1022 个水分子，一个水分子的质量只有 3×10-26 kg 左右。 一个碳原子的半径约为 7.7×10-11 m，质量约为 1.99×10-26 kg。 活动四：探索微观粒子 【教师提问】分子是组成物质的最小微粒吗？还可以分割吗？ 【教师讲解】人们已发现，分子由原子构成。有的分子由单个原 子构成，叫做单原子分子。例如，氦气、氖气等稀有气体的分子就是单原子分子。绝大多数分子由多个原子构成，叫做多原子分子。例如，水分子就是多原子分子,它由两个氢原子和一个氧原子构成。 【教师提问】19 世纪初，人们认为原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒。然而，原子真的不可再分吗？ 【教师讲解】1897 年，英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子——人类发现的第一个比原子小的粒子。电子带负电，是原子的构成部分之一。 汤姆孙发现电子后，人们开始探索原子中正、负电荷的分布，构建了原子 结构模型。汤姆孙提出了一种模型，他认为正电荷均匀分布在整个原子内，电子则镶嵌其中，被称为“枣糕模型”。 【教师讲解】1911年，卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型。原子的中心叫原子核，带正电，占很小的体积，但其密度很大，几乎集中了原子的全部质量；带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动，就像地球绕着太阳运动一样。 【教师提问】因汤姆生的原子模型没有被实验证，而卢瑟福的原子核式结构模型是在实验事实的基础上建立的，很快被人们所接受，那么原子核还可以再分吗？ 【教师讲解】20世纪初，科学家在探索物质结构的历程中，相继发现原子核可以放出质子和中子，质子带正电荷，中子不带电，由此可知原子核是由质子和中子组成的。 【教师提问】质子和中子是最小的微粒吗？不可再分割了吗？ 【教师讲解】随着科学探索不断深入，科学家发现质子和中子还可以再分，它们都是由被称为夸克的更小粒子构成的。 【教师提问】分子、原子能、原子核、质子、夸克这些微观粒子的大小数量级为多少？ 【教师提问】20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的粒子加速器，借助于不断完善的粒子加速器，还发现了哪些微观粒子。 【教师讲解】20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的加速器。借助于不断完善的粒子加速器，又发现了μ子、π介子、Κ介子、Λ超子、Σ超子及τ子等400余种粒子。 简单了解从古至今人类理解物质组成的历程。 形象地了解分子有多小。形象地了解分子的数量很多。 了解人类对微观粒子结构的探索过程。
小结 收获感悟 1.今天我学到了什么知识？ 2.我掌握了哪些研究方法？ 3.我还存在的疑惑是什么？ 通过这些问题让学生回顾本节课内容，对有疑惑的地方及时反馈。
课后作业 书面作业：完成教材课后习题 及时巩固所学知识
板书设计
教学反思 　　第一节走进微观说明自然界的一切都是在物质的基础上，通过各种彩图呈现多种物质分子和原子结构，使学生认识到物质是由分子或原子组成的、不同物质的分子和原子组成方式各不相同，因此不同的物质有着不同的性质。继而又将原子的结构模型、质子和中子的结构展示出来，体会探索微观世界的奥妙。大部分学生能够结合熟知的事物，结合倍数关系理解原子与分子的数量级，但部分学生不能很好地理解分子、原子“小”的概念。

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