2024-2025學(xué)年高中物理 第二章 原子結(jié)構(gòu) 2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型教案1 教科版選修3-5

2024-2025學(xué)年高中物理第二章原子結(jié)構(gòu)2原子的核式結(jié)構(gòu)模型教案1教科版選修3-5學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是原子的核式結(jié)構(gòu)模型。這部分內(nèi)容位于2024-2025學(xué)年高中物理第二章原子結(jié)構(gòu)第二節(jié)，教科版選修3-5教材中。課程內(nèi)容包括阿爾伯特·愛因斯坦的質(zhì)能等價公式E=mc2、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)以及由此實(shí)驗(yàn)提出的核式結(jié)構(gòu)模型、原子核的組成以及電子在原子核外的排布等。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的物理學(xué)知識，如質(zhì)量、能量、速度等概念，對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有初步的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，通過學(xué)習(xí)原子的核式結(jié)構(gòu)模型，可以進(jìn)一步深化學(xué)生對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的理解，為后續(xù)的化學(xué)、生物等學(xué)科的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度。通過學(xué)習(xí)原子的核式結(jié)構(gòu)模型，學(xué)生能夠建立正確的物理觀念，理解物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的基本概念和原理。同時，通過分析盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，學(xué)會運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來驗(yàn)證科學(xué)理論。此外，學(xué)生還能夠通過實(shí)驗(yàn)探究，掌握原子的核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)方法和技巧。在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)他們對科學(xué)的興趣和好奇心，培養(yǎng)他們積極探究、勇于創(chuàng)新的精神。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

（1）原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立：學(xué)生需要理解并掌握原子的核式結(jié)構(gòu)模型，包括原子核的組成、電子在原子核外的排布等。

（2）α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和解釋：學(xué)生需要了解盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的過程、現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果對核式結(jié)構(gòu)模型的支持。

（3）質(zhì)能等價公式的理解：學(xué)生需要理解并掌握愛因斯坦的質(zhì)能等價公式E=mc2，以及其在原子核式結(jié)構(gòu)模型中的意義。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

（1）原子核的組成：學(xué)生對于原子核中質(zhì)子、中子的概念以及它們之間的相互作用可能較為陌生，需要教師進(jìn)行詳細(xì)的解釋和舉例。

（2）電子排布的規(guī)律：學(xué)生可能對電子在原子核外的排布規(guī)律理解不夠深入，需要教師通過具體的例子和圖示進(jìn)行講解。

（3）質(zhì)能等價公式的理解與應(yīng)用：學(xué)生可能對質(zhì)能等價公式的物理意義和應(yīng)用場景理解不深，需要教師通過實(shí)際的例子和場景進(jìn)行解釋。

（4）α粒子散射實(shí)驗(yàn)的原理與現(xiàn)象：學(xué)生可能對實(shí)驗(yàn)的原理和現(xiàn)象理解不夠，需要教師通過實(shí)驗(yàn)演示和圖示進(jìn)行講解。

四、教學(xué)策略與方法

1.教學(xué)策略：

（1）采用問題驅(qū)動的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生通過思考問題來理解和掌握原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

（2）利用實(shí)驗(yàn)演示和圖示，幫助學(xué)生直觀地理解α粒子散射實(shí)驗(yàn)的原理和現(xiàn)象。

（3）通過實(shí)際例子和場景，引導(dǎo)學(xué)生理解質(zhì)能等價公式的物理意義和應(yīng)用。

2.教學(xué)方法：

（1）講授法：教師對原子的核式結(jié)構(gòu)模型、α粒子散射實(shí)驗(yàn)、質(zhì)能等價公式等進(jìn)行系統(tǒng)的講解。

（2）討論法：學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、電子排布規(guī)律等問題，促進(jìn)學(xué)生的思考和交流。

（3）實(shí)踐法：學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加深對實(shí)驗(yàn)原理和現(xiàn)象的理解。教學(xué)資源1.軟硬件資源：

-教室內(nèi)的多媒體設(shè)備，包括投影儀和計算機(jī)

-物理實(shí)驗(yàn)室，用于進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)

-白板和黑板，用于板書和演示

2.課程平臺：

-學(xué)校提供的在線課程平臺，用于上傳教學(xué)資料和視頻

-教科書和配套練習(xí)冊

3.信息化資源：

-在線科學(xué)數(shù)據(jù)庫和期刊文章，用于獲取最新的科學(xué)研究成果

-教育軟件和模擬實(shí)驗(yàn)工具，用于輔助教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)

4.教學(xué)手段：

-PPT演示文稿，用于呈現(xiàn)和講解知識點(diǎn)

-實(shí)驗(yàn)演示和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，用于直觀地展示實(shí)驗(yàn)原理和現(xiàn)象

-問題引導(dǎo)和小組討論，用于促進(jìn)學(xué)生的思考和交流教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)原子的核式結(jié)構(gòu)模型等內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確原子的核式結(jié)構(gòu)模型的教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)原子的核式結(jié)構(gòu)模型等內(nèi)容的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的原子結(jié)構(gòu)內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解原子的核式結(jié)構(gòu)模型的知識點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞原子核式結(jié)構(gòu)模型展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對原子的核式結(jié)構(gòu)模型知識的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決難題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與原子核式結(jié)構(gòu)模型相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合原子核式結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)原子核式結(jié)構(gòu)模型的心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的原子的核式結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的原子的核式結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識點(diǎn)梳理1.原子的核式結(jié)構(gòu)模型：

-原子由原子核和電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。

-質(zhì)子帶正電，中子不帶電，原子核帶正電。

-電子在原子核外以不同的能級分布，形成電子云。

2.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)：

-α粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福在1911年進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，通過觀察α粒子在金箔中的散射情況，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分α粒子直接穿過金箔，少數(shù)發(fā)生散射，極少數(shù)發(fā)生反彈。

-根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，即原子核位于原子的中心，電子圍繞原子核運(yùn)動。

3.質(zhì)能等價公式E=mc2：

-質(zhì)能等價公式是由愛因斯坦在1905年提出的，表明質(zhì)量與能量之間存在著等價關(guān)系。

-公式表明，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量，能量也可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量。

-在原子核式結(jié)構(gòu)模型中，質(zhì)能等價公式解釋了核反應(yīng)中質(zhì)量虧損和能量釋放的關(guān)系。

4.原子核的組成：

-原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。

-原子核中的質(zhì)子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，稱為原子序數(shù)。

-原子核的質(zhì)量數(shù)是質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的總和，決定了原子的質(zhì)量。

5.電子排布的規(guī)律：

-電子在原子核外的排布遵循能級和泡利不相容原理。

-電子首先填充最低能級的軌道，每個軌道最多容納兩個電子，且自旋相反。

-電子的排布順序遵循Aufbau原理，即從低能級到高能級依次填充。

6.α粒子散射實(shí)驗(yàn)的原理與現(xiàn)象：

-α粒子散射實(shí)驗(yàn)是通過將α粒子轟擊金箔，觀察α粒子的散射角度來研究原子結(jié)構(gòu)。

-根據(jù)散射角度的變化，可以推斷出原子核的存在和原子的核式結(jié)構(gòu)。

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分α粒子直接穿過金箔，少數(shù)發(fā)生散射，極少數(shù)發(fā)生反彈，從而證實(shí)了原子核式結(jié)構(gòu)模型的正確性。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動探究：我在教學(xué)中設(shè)計了小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞原子核式結(jié)構(gòu)模型展開討論，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。今后，我還會繼續(xù)加強(qiáng)這個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更多的參與到課堂討論中來，從而提高他們的學(xué)習(xí)興趣和動力。

2.實(shí)踐操作：我在課堂上通過實(shí)驗(yàn)演示和學(xué)生的實(shí)踐活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)原子核式結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用。今后，我會進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)的操作性，讓學(xué)生在動手實(shí)踐中更好地理解和掌握知識。

3.情境教學(xué)：我在教學(xué)中嘗試?yán)脠D片、視頻等資源，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。今后，我會繼續(xù)運(yùn)用情境教學(xué)，并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計更多有趣的教學(xué)活動，提高教學(xué)效果。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)管理：我在教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)有時課堂紀(jì)律管理不夠嚴(yán)格，影響了教學(xué)效果。今后，我要加強(qiáng)課堂管理，確保教學(xué)秩序，提高教學(xué)效果。

2.教學(xué)方法：我在教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)對于某些知識點(diǎn)的講解，學(xué)生接受程度不高。這可能是因?yàn)槲业慕虒W(xué)方法過于單一，不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。今后，我要嘗試多樣化的教學(xué)方法，如引入案例教學(xué)、利用信息技術(shù)等，提高教學(xué)的吸引力。

3.教學(xué)評價：我在評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果時，往往過于注重考試成績，忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。這可能導(dǎo)致學(xué)生只注重結(jié)果，而不注重學(xué)習(xí)過程。今后，我要完善評價體系，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，鼓勵他們積極參與課堂活動，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

（三）改進(jìn)措施

針對以上的反思，我將在以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)：

1.加強(qiáng)課堂管理，確保教學(xué)秩序，提高教學(xué)效果。

2.嘗試多樣化的教學(xué)方法，如引入案例教學(xué)、利用信息技術(shù)等，提高教學(xué)的吸引力。

3.完善評價體系，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，鼓勵他們積極參與課堂活動，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

4.在教學(xué)中，注重引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力。

5.加強(qiáng)與學(xué)生的溝通，了解他們的學(xué)習(xí)需求，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。

6.積極參加教研活動，學(xué)習(xí)借鑒其他老師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷提升自己的教學(xué)水平。通過不斷的反思和改進(jìn)，我相信我的教學(xué)會有所提高，能夠更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識。板書設(shè)計①原子核式結(jié)構(gòu)模型的概念：原子由原子核和電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。

②盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分α粒子直接穿過金箔，少數(shù)發(fā)生散射，極少數(shù)發(fā)生反彈。

③質(zhì)能等價公式E=mc2：表示質(zhì)量與能量之間存在著等價關(guān)系。

④電子排布的規(guī)律：電子在原子核外的排布遵循能級和泡利不相容原理。

⑤原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。

⑥α粒子散射實(shí)驗(yàn)的原理與現(xiàn)象：通過將α粒子轟擊金箔，觀察α粒子的散射角度來研究原子結(jié)構(gòu)。

在板書設(shè)計中，我將使用簡潔明了的文字和圖形，以及顏色來突出重點(diǎn)，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。例如，我會使用不同顏色的粉筆來區(qū)分原子核、電子和質(zhì)子、中子，讓學(xué)生一目了然。同時，我還會通過繪制原子核式結(jié)構(gòu)模型的圖形，讓學(xué)生更直觀地理解原子的組成。此外，我會加入一些有趣的插圖，如α粒子轟擊金箔的動畫，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這樣的板書設(shè)計，既具有藝術(shù)性和趣味性，又能幫助學(xué)生更好地理解和記憶知識點(diǎn)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子由原子核和電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。原子核帶正電，電子帶負(fù)電。電子在原子核外以不同的能級分布，形成電子云。

2.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分α粒子直接穿過金箔，少數(shù)發(fā)生散射，極少數(shù)發(fā)生反彈。這證實(shí)了原子核式結(jié)構(gòu)模型的正確性。

3.質(zhì)能等價公式E=mc2：表示質(zhì)量與能量之間存在著等價關(guān)系。在原子核式結(jié)構(gòu)模型中，質(zhì)能等價公式解釋了核反應(yīng)中質(zhì)量虧損和能量釋放的關(guān)系。

4.電子排布的規(guī)律：電子在原子核外的排布遵循能級和泡利不相容原理。電子首先填充最低能級的軌道，每個軌道最多容納兩個電子，且自旋相反。電子的排布順序遵循Aufbau原理，即從低能級到高能級依次填充。

5.原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。原子核中的質(zhì)子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，稱為原子序數(shù)。原子核的質(zhì)量數(shù)是質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的總和，決定了原子的質(zhì)量。

6.α粒子散射實(shí)驗(yàn)的原理與現(xiàn)象：通過將α粒子轟擊金箔，觀察α粒子的散射角度來研究原子結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分α粒子直接穿過金箔，少數(shù)發(fā)生散射，極少數(shù)發(fā)生反彈。

當(dāng)堂檢測：

1.選擇題：

（1）原子由（）組成。

A.原子核和電子

B.原子核和質(zhì)子

C.原子核和中子

D.原子核和光子

（2）盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，大部分α粒子直接穿過金箔，這說明了（）。

A.原子核很小

B.原子核很大

C.原子核帶負(fù)電

D.原子核帶正電

（3）質(zhì)能等價公式E=mc2表示（）。

A.能量與質(zhì)量成正比

B.能量與質(zhì)量成反比

C.能量與速度成正比

D.能量與速度成反比

（4）電子在原子核外的排布遵循（）原理。

A.泡利不相容

B.Aufbau

C.能量最低原理

D.能量最高原理

2.填空題：

（1）原子核由（）組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。

（2）盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，大部分α粒子直接穿過金箔，這說明了原子核的（）。

（3）質(zhì)能等價公式E=mc2表示（）與（）之間存在著等價關(guān)系。

（4）電子在原子核外的排布遵循（）原理，即從低能級到高能級依次填充。

3.解答題：

（1）請簡述原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

（2）請解釋盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對原子核式結(jié)構(gòu)模型的支持。

（3）請解釋質(zhì)能等價公式E=mc2在原子核式結(jié)構(gòu)模型中的意義。

（4）請簡述電子在原子核外的排布規(guī)律。典型例題講解例題1：請解釋原子核式結(jié)構(gòu)模型的基本概念，并描述盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)。

答案：原子核式結(jié)構(gòu)模型是描述原子由原子核和電子組成的模型。原子核位于原子的中心，由質(zhì)子和中子組成，帶正電。電子圍繞原子核運(yùn)動，形成電子云。盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)是使用α粒子轟擊金箔，觀察α粒子的散射情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分α粒子直接穿過金箔，少數(shù)發(fā)生散射，極少數(shù)發(fā)生反彈。這證實(shí)了原子核式結(jié)構(gòu)模型的正確性。

例題2：請解釋質(zhì)能等價公式E=mc2，并說