跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)2制作模型并展示科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的歷程（第一課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)學(xué)生能夠系統(tǒng)且詳細(xì)地了解科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的歷史進(jìn)程，精準(zhǔn)概述如道爾頓、湯姆孫、盧瑟福等科學(xué)家的重要理論和發(fā)現(xiàn)。熟練且準(zhǔn)確地掌握制作與物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相關(guān)科學(xué)模型的方法與技巧，能夠運(yùn)用合適的材料制作出具有科學(xué)性和準(zhǔn)確性的模型。在制作模型的實(shí)踐過程中，充分且深入地體驗(yàn)科學(xué)探究的完整流程，包括提出問題、查閱資料、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手制作、展示交流等環(huán)節(jié)。顯著提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，使其能夠靈活運(yùn)用各種材料實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思；增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)會(huì)在小組中明確分工、相互配合、共同解決問題；提升問題解決能力，能夠應(yīng)對(duì)制作過程中出現(xiàn)的各種困難并尋找解決方案。教學(xué)重教學(xué)重難點(diǎn)深入理解科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的艱辛歷程，包括各個(gè)歷史階段科學(xué)家的研究背景、實(shí)驗(yàn)方法、提出的理論以及這些理論的發(fā)展和演變。熟練運(yùn)用各種材料和方法制作科學(xué)模型，能夠根據(jù)不同科學(xué)家的理論和模型特點(diǎn)，選擇合適的材料，如橡皮泥、鐵絲、彩紙、豆類等，通過巧妙設(shè)計(jì)和精細(xì)制作，以生動(dòng)、形象的方式展示科學(xué)家的探索成果。任務(wù)群任務(wù)群任務(wù)一：探究構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子（10分鐘）組織學(xué)生進(jìn)行小組交流，讓他們結(jié)合生活實(shí)例，探討物質(zhì)由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成的證據(jù)。例如，花香四溢說明分子在不斷運(yùn)動(dòng)；濕衣服晾干體現(xiàn)水分子的運(yùn)動(dòng)；蔗糖溶解表明分子間有間隔。引導(dǎo)學(xué)生歸納物理、化學(xué)等課程中對(duì)微觀粒子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的描述及相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理。對(duì)比不同學(xué)科探究思路和方法的區(qū)別與聯(lián)系，如物理多從物體形態(tài)等變化驗(yàn)證，化學(xué)以物質(zhì)種類改變?yōu)榫€索，二者都借助實(shí)驗(yàn)，通過可感知現(xiàn)象推測(cè)微觀世界。布置學(xué)生查閱資料，了解微觀粒子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的新技術(shù)和新方法，如掃描隧道顯微鏡（STM）、原子力顯微鏡（AFM）在微觀粒子觀測(cè)中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生視野。任務(wù)二：認(rèn)識(shí)模型在探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)中的作用（15分鐘）讓學(xué)生回顧化學(xué)、物理和生物學(xué)等課程中體現(xiàn)物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的多種模型，總結(jié)不同學(xué)科模型的特點(diǎn)。物理模型兼具形象與抽象，簡(jiǎn)化復(fù)雜問題；生物模型助力認(rèn)識(shí)生物細(xì)微結(jié)構(gòu)；化學(xué)模型聯(lián)系物質(zhì)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)。結(jié)合化學(xué)課程知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生概括元素、分子、原子（包括原子核、核外電子等）與物質(zhì)的層次關(guān)系，并用概念圖、簡(jiǎn)圖等方式表達(dá)，構(gòu)建系統(tǒng)知識(shí)體系。安排學(xué)生查閱資料，了解道爾頓、湯姆孫和盧瑟福等提出的原子模型及科學(xué)家認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的歷程。組織討論這些資料帶來的啟示，如科學(xué)理論的發(fā)展性、研究需創(chuàng)新與實(shí)證等。任務(wù)三：制作模型展示科學(xué)家探索歷程（20分鐘）將學(xué)生分成若干小組，每組45人，為每個(gè)小組提供制作模型所需的材料，如橡皮泥、綠豆、小米、鐵絲、彩紙等。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)之前所學(xué)知識(shí)，選擇科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)歷程中的某個(gè)階段或某個(gè)模型進(jìn)行制作。例如，用橡皮泥制作道爾頓的實(shí)心球原子模型；用綠豆代表電子、小米代表正電荷，在橡皮泥球體內(nèi)制作湯姆孫的“葡萄干布丁”模型；用較大橡皮泥球代表原子核，鐵絲連接小橡皮泥球代表電子，制作盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型。提醒學(xué)生注意模型的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，鼓勵(lì)發(fā)揮創(chuàng)意。各小組完成模型制作后，進(jìn)行展示和講解。每個(gè)小組推選一名代表，向全班介紹自己小組制作的模型所代表的科學(xué)家探索階段或模型，以及制作過程和對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。其他小組的同學(xué)提問和發(fā)表看法，進(jìn)行互動(dòng)交流。課時(shí)安排課時(shí)安排2課時(shí)。教學(xué)過程教學(xué)過程新課導(dǎo)入（一）課程導(dǎo)入（3分鐘）教師：同學(xué)們，在之前的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)踏入了奇妙的物質(zhì)世界，知道物質(zhì)從宏觀到微觀有著復(fù)雜而有趣的構(gòu)成。大家想想，我們?nèi)粘？吹降乃?、空氣，觸摸到的金屬，它們微觀層面是怎樣的呢？科學(xué)家們又是如何一步步揭開物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的神秘面紗的呢？這就是我們今天要探索的內(nèi)容——制作模型并展示科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的歷程。接下來，讓我們先看一段小視頻，感受一下微觀世界的神奇。（播放一段展示分子、原子運(yùn)動(dòng)及物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)畫視頻）探究新知（二）知識(shí)講解與任務(wù)布置（12分鐘）教師：好了，視頻看完了，大家是不是對(duì)微觀世界更感興趣了？首先，我們來探討第一個(gè)任務(wù)——探究構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子。大家先在小組里交流，說說生活中有哪些現(xiàn)象能證明物質(zhì)是由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成的。（學(xué)生分組熱烈討論，教師巡視各小組，傾聽并適時(shí)引導(dǎo)）小組1代表：老師，我們組覺得走過花園能聞到花香，說明分子在不停地運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榛ㄏ惴肿优艿轿覀儽亲永锪?。小組2代表：我們認(rèn)為濕衣服晾干，是水分子不斷運(yùn)動(dòng)，從衣服上跑到空氣中去了，這能體現(xiàn)分子的運(yùn)動(dòng)。還有把鹽放入水中，水會(huì)變咸，說明鹽分子擴(kuò)散到水分子中間了，也能證明。教師：非常好，大家觀察得很仔細(xì)。那從物理和化學(xué)課程中，我們對(duì)微觀粒子運(yùn)動(dòng)又有哪些更深入的了解呢？比如物理中的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，化學(xué)中對(duì)分子性質(zhì)的研究。學(xué)生A：物理里的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，像紅墨水在水中擴(kuò)散，說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而且溫度越高，擴(kuò)散越快，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。學(xué)生B：化學(xué)里學(xué)過分子之間有間隔，像氣體能被壓縮進(jìn)鋼瓶，就是因?yàn)榉肿娱g間隔大，能被壓縮變小。教師：完全正確。那不同學(xué)科在探究微觀粒子時(shí)，思路和方法有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？學(xué)生C：物理好像更側(cè)重從物體的一些宏觀變化，像位置、形態(tài)改變?nèi)ヌ骄?，化學(xué)主要是從物質(zhì)反應(yīng)，種類變化去研究。教師：沒錯(cuò)，總結(jié)得很好。它們雖然角度不同，但都通過實(shí)驗(yàn)，從我們能看到、感覺到的現(xiàn)象，去推測(cè)微觀世界的奧秘。接下來，大家查閱資料，了解一下現(xiàn)在研究微觀粒子又有哪些新的技術(shù)和方法。（學(xué)生查閱資料，教師提供一些相關(guān)網(wǎng)站和書籍索引）教師：好，第一個(gè)任務(wù)先到這里。下面進(jìn)入第二個(gè)任務(wù)——認(rèn)識(shí)模型在探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)中的作用。大家回憶一下，在化學(xué)、物理、生物課上學(xué)過哪些體現(xiàn)物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的模型？它們有什么特點(diǎn)？學(xué)生D：化學(xué)里有分子結(jié)構(gòu)模型，能直觀看到分子的形狀和原子的連接方式。學(xué)生E：物理有原子結(jié)構(gòu)模型，像盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，讓我們知道原子內(nèi)部原子核和電子的分布。教師：很好。不同學(xué)科的模型各有特點(diǎn)，物理模型簡(jiǎn)化復(fù)雜問題，化學(xué)模型聯(lián)系物質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。那對(duì)于元素、分子、原子和物質(zhì)之間的層次關(guān)系，大家能用圖或者簡(jiǎn)單的話概括一下嗎？（學(xué)生思考并嘗試?yán)L制概念圖，教師選取部分學(xué)生作品展示）教師：接下來，我們了解一下科學(xué)家認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的歷程。大家查閱資料，看看道爾頓、湯姆孫、盧瑟福等科學(xué)家提出的原子模型是怎樣的。（學(xué)生查閱資料后交流）學(xué)生F：道爾頓認(rèn)為原子是實(shí)心球，是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子，不可再分。學(xué)生G：湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后，提出原子像葡萄干布丁，正電荷均勻分布，電子鑲嵌在里面。學(xué)生H：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出原子有一個(gè)很小但帶正電的原子核，電子在核外運(yùn)動(dòng)。教師：非常棒。從這些科學(xué)家的研究歷程中，大家能得到什么啟示呢？學(xué)生I：科學(xué)理論不是一成不變的，會(huì)隨著研究深入不斷發(fā)展。教師：對(duì)，科學(xué)研究需要大膽假設(shè)，小心求證，不斷創(chuàng)新。下面我們進(jìn)入今天最重要的任務(wù)——制作模型展示科學(xué)家探索歷程。（三）模型制作（15分鐘）教師：現(xiàn)在給大家分組，每組45人，材料已經(jīng)放在你們桌上了，有橡皮泥、綠豆、小米、鐵絲、彩紙等。大家根據(jù)剛才學(xué)的知識(shí)，選擇一個(gè)科學(xué)家的原子模型或者探索階段，制作模型。在制作時(shí)，一定要保證科學(xué)性，同時(shí)發(fā)揮創(chuàng)意，讓模型更生動(dòng)。開始吧！（學(xué)生分組制作模型，教師在各小組間指導(dǎo)，解答疑問）小組3：老師，我們組做盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，用大橡皮泥球做原子核，鐵絲連小橡皮泥球做電子，這樣可以嗎？教師：想法很好，注意把原子核和電子的比例表現(xiàn)出來，電子運(yùn)動(dòng)軌道可以用彩紙做一些示意。小組4：我們做湯姆孫的模型，小米代表正電荷不太好固定，怎么辦？教師：可以把小米和橡皮泥混合一下，再揉成大球，然后把綠豆（代表電子）按進(jìn)去。（四）模型展示與交流（10分鐘）教師：好，時(shí)間到。每個(gè)小組推選一名代表，來展示你們的模型，并講解代表的科學(xué)家探索階段和制作思路。其他小組認(rèn)真聽，可以提問。小組1代表：我們做的是道爾頓的實(shí)心球原子模型，用橡皮泥捏了一個(gè)個(gè)實(shí)心小球，代表原子。因?yàn)榈罓栴D認(rèn)為原子是堅(jiān)實(shí)、不可再分的實(shí)心球，我們就用這種簡(jiǎn)單直接的方式表現(xiàn)。小組2代表：這是我們組的湯姆孫“葡萄干布丁”模型，大橡皮泥球是原子，里面的綠豆是電子，小米混合在橡皮泥里代表均勻分布的正電荷。通過這個(gè)模型，能看到湯姆孫對(duì)原子結(jié)構(gòu)的設(shè)想。（其他小組依次展示，展示過程中，其他小組提問交流）學(xué)生J：你們組做的盧瑟福模型，電子軌道為什么用彩紙彎成這樣？小組3代表：我們想體現(xiàn)電子在原子核外不同區(qū)域運(yùn)動(dòng)，彩紙彎成不同形狀和角度，能大概表示電子可能出現(xiàn)的位置范圍。教師：大家都做得非常好，通過模型制作和展示，對(duì)科學(xué)家探索物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)的歷程有了更深刻的理解。在這個(gè)過程中，我們不僅學(xué)到了知識(shí)，還鍛煉了動(dòng)手和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。課堂小結(jié)（五）課堂總結(jié)（5分鐘）教師：同學(xué)們，今天這節(jié)課我們一起探究了物質(zhì)的微觀粒子，認(rèn)識(shí)了模型在科學(xué)研究中的作用，還親手制作模型展示了科學(xué)家探索物質(zhì)組成與