《原子的核式結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計.doc

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高中物理 《原子的核式結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計 安陸一中 柳曉偉 一、教材分析 “原子的核式結(jié)構(gòu)”是高中原子物理的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計雖然也能讓學(xué)生掌握原子的核式結(jié)構(gòu)內(nèi)容，但不難看出傳統(tǒng)教學(xué)模式仍為“師傳生受”，學(xué)生還是被動地接收知識，即使學(xué)會了，也不能算會學(xué)，無法讓學(xué)生體會建立模型研究物理問題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。面對新課程改革的要求，為營造一個讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的良好環(huán)境，本人結(jié)合平時的實踐，對本節(jié)內(nèi)容采用通過讓學(xué)生小組討論：用湯姆生的葡萄干布丁模型能否解釋ɑ粒子散射實驗現(xiàn)象，一步一步得出盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型，在教學(xué)中雖然不能進(jìn)行真實的實驗，但同樣處處滲透著新課程理念的科學(xué)探究思想，從而利于提高學(xué)生的邏輯推理能力，觀察能力，有利用培養(yǎng)學(xué)生勇于攀登科學(xué)高峰，不怕苦、不怕累的科學(xué)精神，這種通過讓學(xué)生自己動眼觀察、動腦思考，引導(dǎo)他們自己獲取知識，不僅活躍了課堂氣氛，還發(fā)展了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能 ①了解原子結(jié)構(gòu)模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據(jù)。 ②知道ɑ粒子散射實驗的實驗方法和實驗現(xiàn)象以及原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容。 2．過程與方法 ①通過對ɑ粒子散射實驗結(jié)果的討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力。 ②通過核式結(jié)構(gòu)模型的建立，體會建立模型研究物理問題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。 ③了解研究微觀現(xiàn)象的方法。 3．情感態(tài)度與價值觀 ①通過對原子模型演變的歷史的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)家們細(xì)致、敏銳的科學(xué)態(tài)度和不畏權(quán)威、尊重事實、尊重科學(xué)的科學(xué)精神。 ②通過對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識的不斷深入，使學(xué)生認(rèn)識到人類對微觀世界的認(rèn)識是不斷擴(kuò)大和加深的，領(lǐng)悟和感受科學(xué)研究方法的正確使用對科學(xué)發(fā)展的重要意義。 三、教學(xué)重點 ①引導(dǎo)學(xué)生小組自主思考討論在于對ɑ粒子散射實驗的結(jié)果分析從而否定“棗糕模型”，得出原子的核式結(jié)構(gòu)。 ②在教學(xué)中滲透和讓學(xué)生體會物理學(xué)研究方法，滲透三個物理學(xué)方法：模型方法，黑箱方法和微觀粒子的碰撞方法。 四、教學(xué)難點 引導(dǎo)學(xué)生小組自主思考討論在于對ɑ粒子散射實驗的結(jié)果分析從而否定“棗糕模型”，得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型。 五、教學(xué)資源 多媒體教學(xué)設(shè)備、PPT多媒體課件、網(wǎng)上下載的FLASH小課件。 六、教學(xué)過程 1．回顧歷史，引入新課 通過播放1964年我國第一顆原子彈爆炸成功的視頻，介紹人類現(xiàn)在已經(jīng)開始利用原子的核能，其實早在1897年，湯姆生就發(fā)現(xiàn)了電子，使人類第一次敲開原子世界的大門，今天我們就循著前人的足跡研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程。 2．發(fā)現(xiàn)電子，提出問題 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，根據(jù)原子呈電中性，原子內(nèi)還有帶正電部分，那么原子內(nèi)部具有怎樣的結(jié)構(gòu)呢？湯姆生提出了原子的葡萄干布丁模型，動畫展示原子葡萄干布丁模型，湯姆生的原子葡萄干布丁模型雖然能夠解釋一些物理現(xiàn)象，但無法解釋盧瑟福α粒子散射實驗 3．ɑ粒子散射實驗原理、裝置、實驗現(xiàn)象 ɑ粒子散射實驗的裝置，主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠(yuǎn)鏡和轉(zhuǎn)動圓盤幾部分組成。ɑ粒子散射實驗在課堂上無法直接演示，利用動畫向?qū)W生模擬實驗的裝置、過程和現(xiàn)象，使學(xué)生獲得直觀的切身體驗，留下深刻的印象。通過多媒體重點指出，熒光屏和望遠(yuǎn)鏡能夠圍繞金箔在一個圓周上運動，從而可以觀察到穿透金箔后偏轉(zhuǎn)角度不同的ɑ粒子。動畫展示實驗中，通過顯微鏡觀察到的現(xiàn)象，并且要讓學(xué)生了解，這種觀察是非常艱苦細(xì)致的工作，所用的時間也是相當(dāng)長的。α粒子散射實驗的數(shù)據(jù) 散射角 15o 30o 45o 60o 75o 105o 120o 150o 閃爍數(shù) 132000 7800 1435 477 211 69 51 33 教師適時提問：根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，用科學(xué)語言表述實驗結(jié)果： 學(xué)生分組討論交流得到實驗結(jié)果：絕大多數(shù)沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。 教師再次提問：根據(jù)湯姆生原子模型分析，α粒子轟擊金箔后應(yīng)出現(xiàn)什么情況？ ①α粒子出現(xiàn)大角度散射有沒有可能是與電子碰撞后造成的？ ②按照湯姆生原子模型，α粒子在原子附近或穿越原子內(nèi)部后有沒有可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)？ 學(xué)生分組討論交流得到結(jié)果： ①碰撞前后，質(zhì)量大的α粒子遇到電子，就像飛行的子彈遇到空氣中的塵埃，因此不可能出現(xiàn)大角散射。 ②對于α粒子在原子附近時由于原子呈中性，與ɑ粒子之間沒有或很小的庫侖力的作用，正電荷在原子內(nèi)部均勻的分布，α粒子穿過原子時，由于原子兩側(cè)正電荷將對它的斥力有相當(dāng)大一部分互相抵消，使α粒子偏轉(zhuǎn)的力不會很大，所以α粒子不可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn) 教師再次提問：這個實驗結(jié)果和我們預(yù)想的結(jié)果有什么不同？湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型準(zhǔn)確嗎？ 學(xué)生分組討論交流得到結(jié)果：湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型無法解釋ɑ粒子散射實驗現(xiàn)象。 教師再次提問：湯姆生原子模型中的正電荷和質(zhì)量均勻分布在整個原子內(nèi)預(yù)想的結(jié)果與實驗現(xiàn)象不同，你認(rèn)為原子中的正電荷和質(zhì)量應(yīng)如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏轉(zhuǎn)？ 學(xué)生小組討論、小組間互相提問，解答：實驗中發(fā)現(xiàn)極少數(shù)ɑ粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，表明這些ɑ粒子在原子中某個地方受到了質(zhì)量、電量均比它本身大得多的物體的作用，可見原子中的正電荷、質(zhì)量應(yīng)都集中在一個中心上。 師生互動，學(xué)生小組討論，學(xué)生分析推理得到盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，得到盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)模型后再展示立體動畫α粒子散射模型，使學(xué)生有更清晰的直觀形象、生動的認(rèn)識 4．原子核式結(jié)構(gòu)模型 原子有一個很小的核，它集中了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，電子在核外巨大的空間繞核運動 原子核的大小，關(guān)于原子的大小應(yīng)該讓學(xué)生有個數(shù)量級的概念，即原子的半徑在10-10m左右，原子核的大小在10-15～10-14左右．原子核的半徑只相當(dāng)于原子半徑的萬分之一，體積只相當(dāng)于原子體積的億分之一。為了加深學(xué)生的印象，可舉一些較形象的比喻或按比例畫些示意圖，同時通過表格展示，對比。 半徑大小（數(shù)量級） 類比 原子 10-10m左右 硬幣 原子核 10-15～10-14左右 足球場 5．課堂小結(jié) 研究方法：實驗現(xiàn)象 → 分析推理 → 構(gòu)造模型 單位:湖北省安陸市第一高級中學(xué) 地址：湖北省安陸市第一高級中學(xué) 柳曉偉 郵編：432600 Email：9736770@qq.com