重游歷史長(zhǎng)河 再探分子原子 教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】 1.知道物質(zhì)是由微觀粒子構(gòu)成的，認(rèn)識(shí)分子、原子的基本特征與本質(zhì)區(qū)別，能從微觀層面區(qū)分物理變化與化學(xué)變化；能用微粒觀解釋一些簡(jiǎn)單的生活和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 2.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，探索分子原子的有關(guān)性質(zhì)，在此過(guò)程中學(xué)會(huì)通過(guò)觀察身邊物質(zhì)和現(xiàn)象，鍛煉信息提取能力；在對(duì)宏觀現(xiàn)象和微觀本質(zhì)的分析和推理過(guò)程中，初步形成分析、抽象等思維方法。 3.通過(guò)體驗(yàn)探究活動(dòng)的樂(lè)趣，保持和增強(qiáng)對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，并嘗試初步建立“世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是變化的”的辯證唯物主義物質(zhì)觀?！驹O(shè)計(jì)思路】本節(jié)內(nèi)容出自人教版初中化學(xué)教材第三單元第一節(jié)，是從宏觀的物質(zhì)世界跨進(jìn)微觀的物質(zhì)世界的第一課，對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)宏觀物質(zhì)的微觀組成具有重要作用。由于授課對(duì)象是已經(jīng)學(xué)過(guò)分子原子概念及特征的初中生，他們對(duì)分子原子已經(jīng)具備一定的了解。但由于概念較為抽象，學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、對(duì)符號(hào)表征的實(shí)際意義等問(wèn)題理解尚有難度。由于課時(shí)限制，大部分教師在上課時(shí)對(duì)于化學(xué)史部分也輕描淡寫(xiě)或干脆只字不提，學(xué)生對(duì)這些概念的來(lái)龍去脈知之甚少，也在一定程度上對(duì)概念的理解造成困難。本節(jié)課旨在以復(fù)習(xí)課的形式，以化學(xué)史為背景，以概念的發(fā)展史為線索對(duì)分子和原子的概念進(jìn)行重新梳理，同時(shí)借助磁貼模型及多媒體素材讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)分子與原子，并將微觀表征與符號(hào)表征用直觀的形式進(jìn)行強(qiáng)化，讓學(xué)生在參與中進(jìn)一步強(qiáng)化物質(zhì)觀與微粒觀?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：分子、原子概念形成的歷史過(guò)程及背后所展現(xiàn)的科學(xué)方法、科學(xué)精神；初步了解微觀研究的現(xiàn)實(shí)意義及發(fā)展前沿。教學(xué)難點(diǎn)：分子、原子概念的重建及應(yīng)用?！窘虒W(xué)過(guò)程】教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【多媒體展示】汽車(chē)圖像【導(dǎo)入】同學(xué)們，汽車(chē)現(xiàn)在隨處可見(jiàn)。一輛汽車(chē)要?jiǎng)悠饋?lái)，最少需要哪些部件呢？（稍停，提取學(xué)生回答中的有用信息）借助工業(yè)流水線，生產(chǎn)一部汽車(chē)并不困難。然而，下面這部特殊汽車(chē)的成功合成，卻讓三位科學(xué)家獲得了今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)！【多媒體展示】分子汽車(chē)圖像【講解】這三位科學(xué)家中，一位合成了分子車(chē)輪，一位合成了分子發(fā)動(dòng)機(jī)，另外一位則合成了連接發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輪的分子軸承。三位科學(xué)家的完美合作，不僅讓自己活得了諾貝爾獎(jiǎng)，也讓全世界把目光重新聚焦到了同學(xué)們才學(xué)過(guò)的分子和原子身上。這也不禁讓老師想起人類(lèi)認(rèn)識(shí)微觀世界的那段波瀾壯闊的歷史。所以今天，讓我們一起，帶著探索的熱情，重游歷史長(zhǎng)河，再探微觀世界！【過(guò)渡】微粒這么小，如果讓同學(xué)們抓住一顆，你能做到嗎？抓住一顆并且研究它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢？你能做到嗎？沒(méi)錯(cuò)，的確太難了。那么多的科學(xué)家，齊心協(xié)力來(lái)做這件事，也還花了兩千多年呢。大家想知道這個(gè)過(guò)程嗎？【活動(dòng)】撕紙活動(dòng)【講解】理論上，一張紙每次這樣分一半，可以分多少次？（無(wú)數(shù)次）果然，英雄所見(jiàn)略同。兩千多年前，莊子在自己的莊子.天下篇中也記載過(guò)類(lèi)似的觀點(diǎn)：一尺之錘，日取其半，萬(wàn)世不竭。大家推薦一位古文不錯(cuò)的同學(xué)給老師解釋一下。無(wú)獨(dú)有偶，幾乎同時(shí)，古希臘的哲學(xué)家也用一首詩(shī)浪漫地表達(dá)了同樣的意思。大家要聽(tīng)一下嗎？【提問(wèn)】然而，兩位哲學(xué)家能看得見(jiàn)這些微粒嗎？為什么？那我們看得見(jiàn)它們嗎？【多媒體】手【過(guò)渡】我們不僅看得見(jiàn)它們，還對(duì)這些微粒的性質(zhì)有了較清晰的認(rèn)識(shí)。讓我們借助實(shí)驗(yàn)一起回憶一下：【實(shí)驗(yàn)】酚酞、氨水【提問(wèn)】組裝一輛正常大小的汽車(chē)是容易的，合成一輛分子大小的汽車(chē)卻讓世界為之喝彩，這是為什么？為什么難？大家能用自己學(xué)過(guò)的微粒特征解釋這一問(wèn)題，說(shuō)明大家已經(jīng)離諾貝爾獎(jiǎng)又近了一步?！具^(guò)渡】很好?？梢?jiàn)對(duì)微粒的研究也依賴科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步。因而，莊子之后的的一千多年，由于技術(shù)的限制，人類(lèi)對(duì)微粒的認(rèn)識(shí)幾乎沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。直到第一次工業(yè)革命之后，才有一些優(yōu)秀的科學(xué)家站出來(lái)。他們是誰(shuí)呢？讓我們有請(qǐng)第一位偉大的科學(xué)家道爾頓！【角色扮演】大家好，我是道爾頓。我認(rèn)為物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的，這些微粒是實(shí)心的，而且這些微粒是不可以再分的。要不我再順便給他們?nèi)€(gè)名字？嗯，叫原子吧，原子就不錯(cuò)?！咎釂?wèn)】道爾頓先生這名字取得看似隨意，實(shí)際上可是相當(dāng)?shù)目季垦?。原子：?gòu)成萬(wàn)事萬(wàn)物最原始的粒子。名字之外，大家對(duì)他關(guān)于原子的三個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)同嗎？為什么？【講解】看來(lái)大家都不怎么認(rèn)同。實(shí)際上在現(xiàn)在看來(lái)，這三個(gè)觀點(diǎn)都不完全正確。但是道爾頓先生的觀點(diǎn)就沒(méi)有意義了嗎？（不是）很好。怎么用呢？【活動(dòng)】一氧化氮分子是前兩年的明星分子，我們用手中的模型來(lái)模擬一下氮?dú)馀c氧氣合成一氧化氮的過(guò)程，看看二位的理論是如何應(yīng)用的?！局v解】在模型演練過(guò)程中，大家都知道用兩種相同的小球表示氮分子和氧分子。這就要感謝道爾頓。基于他的觀點(diǎn)，幾年之后另一位科學(xué)家阿伏伽德羅系統(tǒng)地提出了分子理論，認(rèn)為原子構(gòu)成分子，分子構(gòu)成物質(zhì)。兩位的原子論和分子學(xué)說(shuō)共同成為了近代化學(xué)的基礎(chǔ)，并解釋了很多化學(xué)反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)。沒(méi)有他，就沒(méi)有化學(xué)的今天。大家說(shuō)，這樣的貢獻(xiàn)，值不值得多年后的我們給他補(bǔ)發(fā)一塊諾貝爾獎(jiǎng)？【頒獎(jiǎng)】有請(qǐng)道爾頓先生！【過(guò)渡】當(dāng)然，我們也不能忽視道爾頓理論中不足的地方。我們有請(qǐng)下一位科學(xué)家湯姆生先生，聽(tīng)聽(tīng)他是怎么說(shuō)的?！窘巧缪荨课医袦飞?，我在實(shí)驗(yàn)中從原子里發(fā)現(xiàn)了電子。這讓我很困惑，原子不是不可再分的實(shí)心球嗎，那電子又是啥玩意兒呢？如果原子里有電子，那他是怎么分布在原子里的呢？這個(gè)問(wèn)題困擾了我好久。我想啊想，想啊想，知道有一天我在吃早餐，看到了葡萄干面包。我又驚又喜，這不就是我想要的模型嗎？！【頒獎(jiǎng)】感謝湯姆生先生的分享。他用實(shí)驗(yàn)證明了道爾頓的不足，又用自己敏銳的洞察力從早餐的一份吐司中獲得了啟示，提出了新的原子模型。他發(fā)現(xiàn)原子中含有更小的粒子電子，從而打開(kāi)了認(rèn)識(shí)原子的大門(mén)。我們也給湯姆生先生補(bǔ)發(fā)一張諾貝爾獎(jiǎng)好嗎？謝謝大家，也再次感謝湯姆生先生。【講解】可惜的是，社會(huì)的大環(huán)境受道爾頓實(shí)心球模型影響頗深，湯姆生也沒(méi)能免俗地認(rèn)為原子是實(shí)心的。他將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論和意見(jiàn)發(fā)表出來(lái)，引起了廣泛的關(guān)注。他的一個(gè)學(xué)生對(duì)他非常崇拜，決心和老師一起研究原子的結(jié)構(gòu)。他就是盧瑟福，我們有請(qǐng)盧瑟福來(lái)分享一下他的發(fā)現(xiàn)?！窘巧缪荨课医斜R瑟福。我很崇拜我的老師湯姆生先生，但是我在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一些和我老師的模型不太吻合的現(xiàn)象。是迷信老師，還是大膽質(zhì)疑呢？我選擇相信科學(xué)，我要質(zhì)疑我的老師，我認(rèn)為，原子不是實(shí)心的！【過(guò)渡】謝謝盧瑟福先生?？磥?lái)我們的盧瑟福先生也是經(jīng)歷了激烈的思想斗爭(zhēng)呀。那么到底是什么使得他對(duì)老師的模型如此質(zhì)疑呢？我們一起來(lái)還原一下當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景?！局v解】盧先生做的是這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他找到了一塊金屬片，顯然它是由一個(gè)個(gè)金原子密集地堆積在一起的，他們中間只有很小的縫隙。大概是什么樣子呢？（展示）為了讓大家理解，就是這個(gè)樣子。如果拿一些豆子砸向這塊板，豆子能從板上穿過(guò)去嗎？實(shí)驗(yàn)之前，盧先生也認(rèn)為不行。然而他用大量的粒子去撞擊金屬板時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)只有大約兩萬(wàn)分之一的粒子被反彈回來(lái)，其他幾乎全部粒子竟然都穿過(guò)去了！難怪盧瑟福先生如此堅(jiān)定！【活動(dòng)】感受原子是空心的 【頒獎(jiǎng)】感謝盧瑟福先生對(duì)真理的堅(jiān)持，感謝他大膽質(zhì)疑的精神，讓我們代表瑞典皇家科學(xué)院，再次有請(qǐng)盧瑟福先生上臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng)！【講解】盧瑟福先生也將自己的觀點(diǎn)公之于世，并于三年之后利用相同的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了原子核中帶正電荷的質(zhì)子。再次打開(kāi)了認(rèn)識(shí)原子核結(jié)構(gòu)的大門(mén)。諾貝爾獎(jiǎng)果然實(shí)至名歸?！具^(guò)渡】不久，盧瑟福也有了自己的學(xué)生。其中一位叫查德威克的學(xué)生立志同老師一起研究原子結(jié)構(gòu)。我們有請(qǐng)查德威克！【角色扮演】我叫查德威克，我立志和我的老師盧瑟福先生一起研究原子結(jié)構(gòu)。老師的實(shí)驗(yàn)方案真的了不起！十幾年后，我在老師工作的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)原子核中其實(shí)還存在一種不帶電的粒子，我決定叫它中子。那天晚上我夢(mèng)到了一束金光從天空劃過(guò)，我好像看到了我的諾貝爾獎(jiǎng)?wù)?老師你說(shuō)呢？【頒獎(jiǎng)】在坐的各位，你們說(shuō)呢？實(shí)際上，由于發(fā)現(xiàn)中子，1935年他的確獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。分量也是足夠！【小結(jié)】在幾位科學(xué)家的共同努力下，才有了我們今天對(duì)原子的認(rèn)識(shí)。大家不妨一起來(lái)回憶一下原子的結(jié)構(gòu)?！景鍟?shū)】二、原子的結(jié)構(gòu)原子：原子核、電子、質(zhì)子、中子。核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)【組織討論】幾位科學(xué)家在不斷的傳承與質(zhì)疑中認(rèn)識(shí)了原子的結(jié)構(gòu)。研究到現(xiàn)在，你還想往哪些方向研究呢？【講解】實(shí)際上，科學(xué)家最近比較喜歡研究的一個(gè)方向是對(duì)原子的精確控制：大家來(lái)看一段小視頻【多媒體】A BOY AND HIS ATOM【過(guò)渡】看得明白嗎？這部電影是怎么制成的呢？它的關(guān)鍵正在于對(duì)原子的精確控制。也許不久的將來(lái)，我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)原子、對(duì)分子的精確控制之后，才真正明白2011國(guó)際化學(xué)年所提出的主題：化學(xué)我們的生活，我們的未來(lái)。而今年的諾貝爾獎(jiǎng)，還僅僅是一個(gè)開(kāi)始。【提問(wèn)】今天我們一起重溫了科學(xué)家認(rèn)識(shí)原子的這一段熱血沸騰的歷史，除了復(fù)習(xí)我們已經(jīng)掌握的知識(shí)之外，你認(rèn)為在這條歷史的長(zhǎng)河里，科學(xué)家們的哪些精神也是我們需要學(xué)習(xí)的呢？請(qǐng)每位同學(xué)用一個(gè)詞來(lái)表達(dá)?！景鍟?shū)】重游歷史長(zhǎng)河質(zhì)疑、實(shí)驗(yàn)、合作、猜想、【結(jié)語(yǔ)】最后，我還想給在坐的每一位同學(xué)頒發(fā)一枚諾貝爾獎(jiǎng)，雖然今天老師給你的獎(jiǎng)?wù)轮皇且粋€(gè)模型，但老師希望它能激勵(lì)你在化學(xué)的世界里披荊斬棘，振翅，翱翔！根據(jù)生活常識(shí)進(jìn)行思考，各抒己見(jiàn)：座椅、輪胎、發(fā)動(dòng)機(jī)、方向盤(pán)、汽油、根據(jù)最新的諾貝爾獎(jiǎng)，常試找到與所學(xué)知識(shí)的關(guān)聯(lián)之處。見(jiàn)著知微，見(jiàn)微知著。通過(guò)活動(dòng)體會(huì)初始感念提出的過(guò)程，培養(yǎng)動(dòng)手與思考能力。