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2019-2020年九年級物理 16.1《探索微觀世界的歷程》教案 北師大版 一、素質(zhì)教育目標(biāo) (一)知識目標(biāo) 1.宇宙是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由分子和原子組成的。 2.固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的分子組成特點(diǎn)。 3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型。 4.大致了解物質(zhì)世界從微觀到宏觀的尺度。 5.納米科學(xué)技術(shù)及納米材料的應(yīng)用和發(fā)展前景。 (二)能力目標(biāo) 通過實(shí)驗(yàn)探索、交流討論，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探索真理的科學(xué)態(tài)度、方法。 (三)情感體驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 通過了解人類探索太陽系及宇宙的歷程、人類探索微觀世界的歷程，認(rèn)識人類的探索將不斷深入。學(xué)生在學(xué)習(xí)中了解、感受科學(xué)發(fā)展過程中蘊(yùn)藏著濃郁的科學(xué)精神和人文情操，幫助學(xué)生建立科學(xué)的物質(zhì)觀和世界觀，以科學(xué)的態(tài)度去看待客觀世界和人類的生活空間、生存環(huán)境。 二、教學(xué)設(shè)想 1.重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn) 物質(zhì)是由分子和原子組成的及原子的核式結(jié)構(gòu)模型是重點(diǎn)。學(xué)生對微觀世界“小”的概念的建立和探索微觀世界的科學(xué)方法的形成過程是難點(diǎn)和疑點(diǎn)。 2.課型及基本教學(xué)思路 本節(jié)課內(nèi)容為新授課。教學(xué)中提倡通過圖片展示各種分子、原子，利用多媒體手段幫助學(xué)生認(rèn)識微觀結(jié)構(gòu)和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的探究歷程，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其中可演示一些現(xiàn)象來說明不同的物質(zhì)具有不同的性質(zhì)，分子是能夠獨(dú)立存在并保持物質(zhì)性質(zhì)的最小微粒。對于原子的核式結(jié)構(gòu)模型的介紹，應(yīng)通過各種教學(xué)媒體來呈現(xiàn)，幫助學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其探究歷程。教學(xué)中可讓學(xué)生提出各種自己的猜想和假設(shè)，通過交流、討論，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。提倡在教學(xué)過程中能夠?qū)⑽锢韺W(xué)發(fā)展中，對某一問題不同看法的爭論過程展示給學(xué)生，說明經(jīng)過一段時(shí)間后，才形成了今天人們形成共識的理論和觀點(diǎn)，不提倡只將今天認(rèn)為正確的觀點(diǎn)直接教給學(xué)生。提倡教學(xué)過程中應(yīng)該將今天還沒有解決的問題或有疑問的問題告訴學(xué)生，號召學(xué)生繼續(xù)探索，不提倡給學(xué)生所學(xué)的知識都是完美無缺、已經(jīng)到頭的感覺。 三、教具 掛圖、有條件的可用多媒體圖文并茂的展示各種原子、分子和原子核的模型。 四、教學(xué)步驟 (一)教學(xué)流程 1．情境導(dǎo)入 教師讓學(xué)生觀察教科書第4頁圖10-1-1和圖10-1-2的掛圖，啟發(fā)學(xué)生：我們?nèi)祟愑^測到宇宙中隱藏著無窮的奧秘。人類對太空宇宙的探索和研究，具有重要的科學(xué)價(jià)值和社會影響。引入課題：今天我們共同討論學(xué)習(xí)宇宙和微觀世界。 2．課前熱身 讓學(xué)生說一說宇宙是如何構(gòu)成的，如何探索廣袤的宇宙。 3．解讀探究 (1)整體感知 地球及其他一切天體都是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)處于不停的運(yùn)動和發(fā)展中。經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，任何物質(zhì)都是由極其微小的分子組成的。固態(tài)物質(zhì)中，分子的排列十分緊密，粒子間有強(qiáng)大的作用力，因而固體具有一定的體積和形狀。液態(tài)物質(zhì)中，分子沒有固定的位置，運(yùn)動比較自由，粒子間的作用力比固體的小，因而液體沒有確定的形狀，具有流動性。氣態(tài)物質(zhì)中，分子極度散亂，間距很大，并以高速向四面八方運(yùn)動，粒子間的作用力極小，容易被壓縮，因而氣體具有流動性。分子是由原子組成的，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，原子的結(jié)構(gòu)與太陽系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周圍，有一定數(shù)目的電子在繞核高速運(yùn)動。研究發(fā)現(xiàn)，原子核是由更小的粒子——質(zhì)子和中子組成。人們對微觀世界的認(rèn)識，是隨著科技的發(fā)展不斷深入的。人類對納米科學(xué)技術(shù)和納米材料的研究，說明了微觀物質(zhì)世界又影響了宏觀物質(zhì)世界的研究和開展。 (2)四邊互動 互動1 目前我們?nèi)祟愑^測到的宇宙有多大？ 明確 通過教科書第4頁圖10-1-1和圖10-1-2的掛圖的展示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。圖10-1-1展示的是宇宙空間各星系團(tuán)的情景，目的是讓學(xué)生感知銀河系只是數(shù)十億個(gè)星系中的一個(gè)，一束光穿越銀河系需十萬年的時(shí)間，顯示了銀河系之廣，宇宙之大。圖10-1-2是讓學(xué)生知道太陽系置于銀河系中，人類賴以生存的地球置于太陽系中，進(jìn)一步說明了宇宙巨大無邊。 互動2 宇宙是由什么組成的呢？ 明確 教師可通過地球是由什么組成推廣到一切天體逐步啟發(fā)學(xué)生，最后得出宇宙是由物質(zhì)組成的結(jié)論。在地球上，有空氣、高山、大海、樹木、花草、魚蟲鳥獸，有人類賴以生存的衣、食、住、行所需的一切生活用品，這些都是物質(zhì)。其他一切天體也是由一定的物質(zhì)組成的，所以廣闊無垠的宇宙是由組成地球及其他一切天體的物質(zhì)組成的。 互動3 廣闊無限的宇宙大得難以想像，它是由物質(zhì)組成的，那么，物質(zhì)又是由什么組成的？ 明確 教師可以通過列舉一些日常生活中學(xué)生能摸得著、看得到的事例，幫助學(xué)生理解“分子”的概念。 例如：把玻璃杯打碎了，碎片還是玻璃。經(jīng)過多次分割，甚至碾成粉末，顆粒越分越小，直至微小顆粒不再是玻璃。再比如對糖粒進(jìn)行分割，開始時(shí)分割得到的顆粒仍然保持甜的味道，但是繼續(xù)分割下去，也就是當(dāng)把糖粒分到?jīng)]有甜味的時(shí)刻，那時(shí)的微小粒子就不再是糖了。我們把能保持玻璃這種物質(zhì)原來性質(zhì)的最小微粒叫做玻璃的“分子”，把能保持糖這種物質(zhì)原來性質(zhì)的最小微粒叫做糖的“分子”。教師總結(jié)：由上述事例可知物質(zhì)是由分子組成的，分子是保持物質(zhì)原來性質(zhì)的極其微小的粒子。一般分子的大小只有百億分之幾米，用肉眼看不到，借助于電子顯示微鏡才能觀察到它。 互動4 我們身邊的物質(zhì)一般以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的形式存在。在這三種狀態(tài)中，分子的排列規(guī)律一樣嗎？ 明確 教師可通過類比的方法幫助學(xué)生理解三種狀態(tài)中分子的排列規(guī)律。固態(tài)物質(zhì)中，分子的排列十分緊密，粒子間有強(qiáng)大的作用力，因而固體具有一定的體積和形狀。液態(tài)物質(zhì)中，分子沒有固定的位置，運(yùn)動比較自由，粒子間的作用力比固體小，因而沒有確定的形狀，具有流動性。氣態(tài)物質(zhì)中，分子極度散亂，間距很大，并以高速向四面八方運(yùn)動，粒子間的作用力極小，因而氣體具有流動性，容易被壓縮。物質(zhì)的狀態(tài)變化時(shí)，體積要發(fā)生變化，主要是由于構(gòu)成物質(zhì)的分子在排列方式上發(fā)生了變化。教師鼓勵學(xué)生列舉生活中物質(zhì)狀態(tài)變化導(dǎo)致體積變化的實(shí)例。 互動5 物質(zhì)是由分子組成的，那么分子又是由什么組成的呢？ 明確 教師可繼續(xù)舉分割糖的例子，從而引出原子的概念。將糖連續(xù)分割下去，當(dāng)把糖粒分割到能保持有甜味的最小微粒叫糖分子，如果再繼續(xù)分割下去，就沒有甜味了，這時(shí)得到的就是糖原子了。教師總結(jié)：由上述事例說明了分子是由原子組成的。有的分子是由一種原子組成，指導(dǎo)學(xué)生觀察圖10.1-4；有的分子是由多種原子組成，指導(dǎo)學(xué)生觀察圖10.1-7。 互動6 分子是由原子組成的，原子可不可以再分呢？ 明確 20世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，原子的結(jié)構(gòu)與太陽系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周圍，有一定數(shù)目的電子在繞核高速運(yùn)動。原子非常小，人類用肉眼可以看見的最小灰塵中也包含了約1015個(gè)微小的原子。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，原子核是由更小的粒子——質(zhì)子和中子組成，而質(zhì)子和中子也還有更小的精細(xì)結(jié)構(gòu)。人類對微觀世界的認(rèn)識，隨著科技的發(fā)展而不斷深入。 互動7 納米科學(xué)技術(shù)是人類在認(rèn)識和探索物質(zhì)世界的微觀結(jié)構(gòu)的進(jìn)程中發(fā)展起來的一種技術(shù)，那么納米技術(shù)在生活中有哪些應(yīng)用呢？ 明確 教師可以讓學(xué)生閱讀教科書第7、8頁有關(guān)“納米科學(xué)技術(shù)”的內(nèi)容，不要求學(xué)生一定理解其中的術(shù)語，但要讓學(xué)生知道“納米”是一個(gè)長度的單位，納米科學(xué)技術(shù)是人類認(rèn)識和探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)中發(fā)展起來的一種技術(shù)。納米是一個(gè)長度單位，符號是nm。1 nm＝10-9m。一般分子的直徑大約為0.3～0.4 nm。納米科學(xué)技術(shù)是納米尺度內(nèi)(0.1 nm～100 nm)的科學(xué)技術(shù)，研究對象是一小堆分子或單個(gè)的原子、分子?？茖W(xué)研究表明：當(dāng)物質(zhì)被細(xì)分到納米尺度，物質(zhì)原有的屬性一般會發(fā)生比較顯著的變化?？茖W(xué)工作者正是通過對分子或原子的操縱，進(jìn)行納米科學(xué)技術(shù)的研究，并取得了可喜的成績。 4．學(xué)習(xí)小結(jié) (1)內(nèi)容總結(jié) 本節(jié)課我們共同討論學(xué)習(xí)了宇宙和微觀世界。知道宇宙中的一切天體都是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由分子和原子組成的。構(gòu)成物質(zhì)的分子間的作用力的大小和排列方式的不同決定物質(zhì)一般以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種形態(tài)存在。知道分子可由一個(gè)原子組成，也可由多個(gè)原子組成。在原子的中心有一個(gè)原子核，在核外有一定數(shù)目的電子繞核高速運(yùn)動。了解納米科學(xué)技術(shù)及其在生活中的應(yīng)用。 (2)方法歸納 本節(jié)課運(yùn)用了以文獻(xiàn)資料為主的科學(xué)發(fā)展史的科學(xué)探究過程方法，向?qū)W生展示了人類生存的物質(zhì)世界的真實(shí)畫卷，讓學(xué)生初步認(rèn)識物質(zhì)世界的基本構(gòu)成。 (二)延伸拓展 1．鏈接生活 將一個(gè)普通的玻璃杯裝滿水，估算杯中水所含水分子的數(shù)量。 2．實(shí)踐探索 用天文望遠(yuǎn)鏡觀察天體，如月球、火星或其他天體。從圖書館、因特網(wǎng)和學(xué)校的數(shù)據(jù)庫中收集人類探索宇宙的有關(guān)資料和信息，寫一份介紹宇宙的科學(xué)報(bào)告。 (三)板書設(shè)計(jì) 第一節(jié) 探究微觀世界的歷程 1．宇宙是由物質(zhì)組成的。 2．物質(zhì)是由分子組成的。 ①分子：保持物質(zhì)原來性質(zhì)的最小微粒。 ②分子非常小，一般分子的直徑只有百億分之幾米。 3．原子結(jié)構(gòu) ①分子是由原子組成的。 ②原子是由原子核和核外電子組成的。 ③原子核是由質(zhì)子和中子組成的。 4．納米科學(xué)技術(shù) ①納米是長度單位，符號為nm，1 nm＝10-9m。 ②納米科學(xué)技術(shù)及應(yīng)用。