资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 科学 年级 七年级 学期 春季
课题 建构原子的模型（第一课时）
教学目标
1.科学观念： （1）理解原子模型的动态发展性 ①通过分析道尔顿、汤姆逊、卢瑟福等科学家对原子模型的修正过程，认同新证据的出现会改变已有解释，理解原子模型的建构是“实验证据驱动→模型修正→再验证”的循环过程。 ②了解科学家探索原子结构的历程，体会科学发现受限于时代技术（如早期无法直接观测原子），理解科学模型的暂时性的， 科学知识是不断发展和迭代的科学观念。 （2)建立微观粒子结构认知 能描述原子由原子核（质子、中子）和核外电子构成，并解释原子电中性的原因（质子数=电子数）。 2.科学思维: (1)基于证据的推理与模型建构 ①通过分析α粒子散射实验现象（如多数粒子直线穿过、极少数大角度偏转），预测原子内部存在“小而质量集中”的原子核，并能用实验现象推测卢瑟福核式模型。 ②通过对比不同原子模型的科学依据（如汤姆逊模型无法解释α粒子偏转），学会根据证据反驳旧模型、支持新模型，理解“证据与结论的逻辑关联性”。 （2)批判性分析与逻辑表达 在新证据与旧认知出现矛盾时，能基于实验证据和逻辑推理，清晰表达观点并回应质疑。 3.探究实践： （1)实验现象分析与模型建构 通过模拟α粒子散射实验（如用磁铁模拟原子核、弹珠模拟α粒子），观察并记录弹珠运动轨迹，尝试用原子结构模型解释现象，体会实验对模型建构的支撑作用。 (2)自主探究与科学表达 能够结合不同种类原子（如氢、氧、钠）的核外电子排布比较，归纳电子分层排布的特点，并能正确绘制原子结构示意图，标注各层电子数。 4.态度责任： 培养证据意识与科学严谨性，发展的眼光看待科学理论，认同科学探索永无止境。
教学内容
教学重点： 1.原子模型的演变历程与科学本质：通过道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔模型的对比分析，理解科学模型的建立是一个基于实验证据不断修正的过程，体会“科学理论具有暂时性”的哲学观点。 2.α粒子散射实验的现象分析与推理：从实验现象（如多数α粒子直线穿过、极少数大角度偏转）出发，推理原子核“体积小、质量集中”的特性，掌握“现象→问题→假设→模型”的科学思维路径。
教学难点： 1. 实验现象与模型推理的逻辑衔接：如何从α粒子散射实验的少数大角度偏转现象，推理出“原子内部存在带正电且质量集中的原子核”，需突破学生从实验现象到微观本质的思维障碍。
2. 核外电子排布规律的归纳与应用：电子分层排布的特点，能正确绘制原子结构示意图。
教学过程
一、导入新课——黑球探秘 【活动】出示一个封闭黑球，提问学生如何探究其内部结构（掂质量、摇动听声等）。 【类比】科学家研究原子类似“黑箱方法”，需通过间接证据构建模型。 二、模型初建——道尔顿实心球模型 【介绍】1808年道尔顿提出原子是“不可分割的实心球体”。 【过渡】直到1897年，英国科学家汤姆生的实验，获诺贝尔奖，我们看看他做了什么？ 三、模型修正1——汤姆生葡萄干面包模型 【阅读】①汤姆生的实验发现：1897年，汤姆生做阴极射线实验中发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，这些粒子对正电荷有吸引力。他认为这些粒子就是原子内部的“颗粒”物质，并将这些粒子称为“电子”。经过测定，电子带负电，体积比原子更小，质量也很小，约是最小原子质量的1/2000。 补充资料： ②电荷有两种：正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，不同种电荷相互吸引。整个原子不带电。 【思考】如果你是汤姆生，在原子里发现带负电的电子后，你会认同道尔顿的实心球模型的观点吗？ 【活动】根据电子存在，在纸上画出原子结构 【评价】学生作品未考虑带正电物质，未考虑原子不带电，正负电荷需要均匀分布，展示汤姆生模型（葡萄干面包模型）。 四、模型修正2——卢瑟福核式模型 【选材】他的学生卢瑟福想通过实验证明老师的观点，为了考察原子内部的结构，必须寻找一种能射到原子内部的试探粒子，你觉得这种粒子要有怎样特点？ 【预测】结合资料：1①自然界中有两种电荷（正电荷与负电荷），同种电荷相互排斥，不同种电荷相互吸引。整个原子不带电。②α粒子带正电，体积比金原子小的多，质量是金原子的1/50。你认为α粒子轰击金箔有什么实验现象,依据是？ 【观察】α粒子轰击金箔动画，并简单绘制卢瑟福用带正电荷的α粒子流轰击极薄的金箔实验现象于任务单。 【推理】根据α粒子轰金箔实验现象，推理原子内部结构特点。 大多数α粒子穿过；少数偏转；极少数反弹。 现象①→原子内部大部分是空的； 现象②③→原子核质量很大，体积很小，带正电荷。 【模型构建】修改原来的原子模型，符合卢瑟福实验现象。 【评价】生生间互评模型。学生会忽略原子中电子存在，加以补充？ 【思考】电子会影响α粒子的运动路径吗？说出你的依据？ 【阅读】电子与α粒子的对比数据。 总结：电子质量太小，影响可忽略不计 模型细化 【梳理】用概念图请整理出“质子、中子、核外电子、原子、原子核”之间的关系。 科学家研究还发现，质子和中子都是由更微小的基本粒子——夸克构成的。 【阅读】不同的原子微粒，有什么不同？阅读资料： 资料① 资料② 科学家测定：每个质子带1个单位正电荷，每个电子带1个单位负电荷，中子不带电。 【思考】结合上述资料，说明为什么整个原子呈电中性。 【总结】 原子内，核电荷数=质子数=核外电子数 模型修正3 卢瑟福的模型是否完美呢？ 【阅读】新证据，根据经典电磁理论，绕核运动的电子会因加速运动 而不断辐射电磁波，导致能量损失，最终电子会螺旋坠入原子核，这与实际中稳定的原子矛盾。 【思考】1912年，卢瑟福的学生玻尔将一份论文提纲提交给他，玻尔在卢瑟福核式模型的基础上引入了新概念，认为原子中的电子处在一系列特定的轨道上。如果你是卢瑟福，当自己的模型受到质疑，学生提出新解释时，你会怎么做？ 【展示】玻尔分层原子模型。 【讨论】根据原子模型的逐步迭代，说一说你对科学家精神的理解。 模型应用 【画一画】根据电子分层排布规律，结合原子分层排布结构：钠原子（11个电子）、氯原子（17个电子）的电子分层情况图。 电子分层排布规律： ①每个电子层最多能容纳的电子数为2n 个，其中n代表电子层数； ②电子总是先排满第一层后再排第二层，排满第二层后再排第三层，以此类推； ③最外层电子数不超过8个。 课堂小结

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