選修31.1原子結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：選修31.1原子結(jié)構(gòu)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)2班

3.授課時(shí)間：2023年10月20日星期五上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，通過實(shí)驗(yàn)探究原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程。

2.增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維，學(xué)會(huì)運(yùn)用模型構(gòu)建和理論分析來解釋原子結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。

3.強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到化學(xué)研究對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要性。

4.提高學(xué)生的科學(xué)表達(dá)能力，能夠清晰、準(zhǔn)確地描述原子結(jié)構(gòu)的概念和模型。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了元素周期表、元素的性質(zhì)以及基本的化學(xué)鍵知識(shí)。他們對(duì)原子的基本概念有一定的了解，但對(duì)于原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和微觀層面的認(rèn)識(shí)還較為有限。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中二年級(jí)的學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣普遍較高，尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程。他們?cè)趯W(xué)習(xí)上表現(xiàn)出較強(qiáng)的邏輯思維能力和好奇心，但部分學(xué)生在抽象思維和空間想象力方面可能存在不足。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，多數(shù)學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)和直觀演示來理解復(fù)雜概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解原子結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難：一是對(duì)微觀世界的直觀感知有限，難以將抽象的原子模型與實(shí)際現(xiàn)象聯(lián)系起來；二是理論知識(shí)的理解需要較強(qiáng)的邏輯推理能力，部分學(xué)生可能在這一方面感到吃力；三是實(shí)驗(yàn)操作的精確性和安全性，需要學(xué)生在實(shí)踐中不斷練習(xí)和掌握。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：結(jié)合多媒體演示，講解原子結(jié)構(gòu)的理論背景和發(fā)現(xiàn)歷程，幫助學(xué)生建立初步概念。

2.討論法：引導(dǎo)學(xué)生就原子結(jié)構(gòu)的不同模型進(jìn)行討論，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題和觀點(diǎn)，促進(jìn)思維碰撞。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過原子結(jié)構(gòu)模型的搭建實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)原子結(jié)構(gòu)的直觀表現(xiàn)，加深理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用PPT展示原子結(jié)構(gòu)的演變過程，增強(qiáng)視覺沖擊力，提高學(xué)生的注意力。

2.互動(dòng)軟件：使用互動(dòng)教學(xué)軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中探索原子結(jié)構(gòu)，提高學(xué)習(xí)的趣味性和互動(dòng)性。

3.實(shí)物模型：準(zhǔn)備原子結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生親手操作，直觀感受原子結(jié)構(gòu)的空間排列。教學(xué)過程設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.情境創(chuàng)設(shè)：展示生活中常見的元素符號(hào)，如水（H2O）、氧氣（O2）等，引導(dǎo)學(xué)生回顧元素的概念。

2.提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么這些元素能夠組合成不同的物質(zhì)？”

3.小組討論：讓學(xué)生分組討論，提出可能的答案。

4.總結(jié)引入：教師總結(jié)學(xué)生討論結(jié)果，引出原子結(jié)構(gòu)這一課題。

（二）講授新課（15分鐘）

1.原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程：介紹原子結(jié)構(gòu)研究的科學(xué)家及其貢獻(xiàn)，如道爾頓、湯姆孫、盧瑟福等。

2.原子結(jié)構(gòu)的組成：講解原子由原子核和核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。

3.原子核結(jié)構(gòu)：介紹質(zhì)子和中子的性質(zhì)，以及它們?cè)谠雍酥械呐帕蟹绞健?/p>

4.核外電子排布：講解電子在原子軌道上的排布規(guī)律，如能級(jí)、軌道、亞軌道等。

5.原子結(jié)構(gòu)的模型：介紹波爾模型和量子力學(xué)模型，對(duì)比分析兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。

（三）鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.課堂練習(xí)：布置與原子結(jié)構(gòu)相關(guān)的計(jì)算題和選擇題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.小組討論：讓學(xué)生分組討論原子結(jié)構(gòu)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如化學(xué)鍵的形成、物質(zhì)的性質(zhì)等。

（四）課堂提問（5分鐘）

1.質(zhì)疑環(huán)節(jié)：教師針對(duì)學(xué)生課堂練習(xí)中遇到的問題進(jìn)行提問，引導(dǎo)學(xué)生思考。

2.知識(shí)拓展：針對(duì)學(xué)生提出的問題，教師進(jìn)行知識(shí)拓展，加深學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理解。

（五）師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.實(shí)物模型演示：教師展示原子結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生觀察并提問。

2.學(xué)生提問：學(xué)生就原子結(jié)構(gòu)相關(guān)的問題向教師提問，教師解答。

3.合作探究：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如搭建原子結(jié)構(gòu)模型、模擬化學(xué)反應(yīng)等。

（六）核心素養(yǎng)能力拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考：原子結(jié)構(gòu)的研究對(duì)社會(huì)發(fā)展有何影響？

2.學(xué)生討論：讓學(xué)生分組討論，分享原子結(jié)構(gòu)研究在科學(xué)技術(shù)、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。

教學(xué)過程流程環(huán)節(jié)如下：

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

2.講授新課（15分鐘）

-原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程（2分鐘）

-原子結(jié)構(gòu)的組成（3分鐘）

-原子核結(jié)構(gòu)（3分鐘）

-核外電子排布（4分鐘）

-原子結(jié)構(gòu)的模型（3分鐘）

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

4.課堂提問（5分鐘）

5.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

6.核心素養(yǎng)能力拓展（5分鐘）

總用時(shí)：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-原子結(jié)構(gòu)的歷史發(fā)展：介紹原子結(jié)構(gòu)理論的演變過程，包括道爾頓的原子論、湯姆孫的葡萄干布丁模型、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型等，以及量子力學(xué)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)。

-元素周期表與原子結(jié)構(gòu)：展示元素周期表的結(jié)構(gòu)，解釋原子序數(shù)、原子量、電子排布等概念與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

-原子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)：介紹一些經(jīng)典的原子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，如盧瑟福的金箔實(shí)驗(yàn)、玻爾的氫原子模型實(shí)驗(yàn)等，以及現(xiàn)代的原子光譜實(shí)驗(yàn)和核磁共振實(shí)驗(yàn)。

-原子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代理論：簡(jiǎn)要介紹量子力學(xué)中的波函數(shù)、薛定諤方程等概念，以及它們?nèi)绾蚊枋鲈咏Y(jié)構(gòu)的性質(zhì)。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)的科普書籍或科學(xué)雜志，深入了解原子結(jié)構(gòu)的歷史和發(fā)展。

-建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線教育平臺(tái)，查找關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的動(dòng)畫或互動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)，以增強(qiáng)對(duì)抽象概念的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)校的科學(xué)俱樂部或參加科學(xué)競(jìng)賽，通過實(shí)踐活動(dòng)來加深對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

-建議學(xué)生觀看科普視頻，了解原子結(jié)構(gòu)在化學(xué)、物理學(xué)和材料科學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例。

-學(xué)生可以嘗試自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原子模型，如使用氣球和鐵絲制作氫原子模型，通過動(dòng)手操作來學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)的排列。

-建議學(xué)生閱讀一些關(guān)于量子力學(xué)基礎(chǔ)的書籍，了解波粒二象性、不確定性原理等概念，這些是理解原子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代理論的關(guān)鍵。

-學(xué)生可以參與實(shí)驗(yàn)室的原子光譜實(shí)驗(yàn)，觀察不同元素的光譜線，從而了解原子結(jié)構(gòu)的電子排布情況。

-建議學(xué)生通過討論小組的形式，探討原子結(jié)構(gòu)在生物大分子中的作用，如蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)分析題：

-題目：盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，為什么大部分α粒子穿過金箔而沒有偏轉(zhuǎn)？

-答案：大部分α粒子穿過金箔而沒有偏轉(zhuǎn)是因?yàn)樗鼈冎饕c金箔中的空隙區(qū)域相互作用，而沒有遇到密集的原子核。

2.計(jì)算題：

-題目：一個(gè)氫原子的電子從基態(tài)躍遷到第二激發(fā)態(tài)，釋放出光子的能量是多少？（假設(shè)普朗克常數(shù)h=6.63×10^-34J·s，電子質(zhì)量m_e=9.11×10^-31kg，光速c=3×10^8m/s）

-答案：氫原子的基態(tài)能量為-13.6eV，第二激發(fā)態(tài)能量為-3.4eV。能量差ΔE=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV。轉(zhuǎn)換為焦耳，ΔE=10.2eV×1.602×10^-19J/eV=1.632×10^-18J。

3.應(yīng)用題：

-題目：根據(jù)玻爾的氫原子模型，計(jì)算氫原子中電子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)射的光子的波長(zhǎng)。

-答案：根據(jù)玻爾模型，能級(jí)差ΔE=E_3-E_2=-1.51×10^-19J。光子的能量E=ΔE。光子的波長(zhǎng)λ=c/E，其中c為光速。λ=(3×10^8m/s)/(1.51×10^-19J)≈1.99×10^-7m。

4.判斷題：

-題目：原子核由質(zhì)子和中子組成，所以質(zhì)子和中子都是原子的組成部分。（判斷對(duì)錯(cuò)）

-答案：錯(cuò)。原子核由質(zhì)子和中子組成，但它們不是原子的組成部分。原子還包括圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子。

5.分析題：

-題目：解釋為什么原子光譜是離散的，而不是連續(xù)的。

-答案：原子光譜是離散的，因?yàn)樵又械碾娮又荒艽嬖谟谔囟ǖ哪芗?jí)上。當(dāng)電子從一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)時(shí)，會(huì)吸收或釋放特定能量的光子。這些能量的差異對(duì)應(yīng)于特定的波長(zhǎng)，因此形成了離散的光譜線。這與連續(xù)光譜不同，連續(xù)光譜是由連續(xù)的能量變化引起的。內(nèi)容邏輯關(guān)系①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程

-原子核的組成和性質(zhì)

-核外電子的排布規(guī)律

-原子結(jié)構(gòu)的模型

②關(guān)鍵詞：

-原子核

-質(zhì)子

-中子

-電子

-能級(jí)

-軌道

-亞軌道

-波爾模型