人教版九年級(jí)上冊(cè)化學(xué)第三單元-課題2 原子結(jié)構(gòu)（第1課時(shí)）（教學(xué)設(shè)計(jì)）-九上（人教版2024）

第三單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》教學(xué)設(shè)計(jì)課題2原子結(jié)構(gòu)第一課時(shí)原子的構(gòu)成、相對(duì)原子質(zhì)量課題：3.2.1原子的構(gòu)成、相對(duì)原子質(zhì)量課時(shí)1授課年級(jí)初三課標(biāo)要求認(rèn)識(shí)原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的；認(rèn)識(shí)相對(duì)原子質(zhì)量的含義及應(yīng)用；通過科學(xué)史實(shí)體會(huì)科學(xué)家探索物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的智慧，知道可以通過模型探索物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；制作模型并展示科學(xué)家探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷程；能根據(jù)原子的核電荷數(shù)判斷核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)。教材分析課題2《原子結(jié)構(gòu)》中第1課時(shí)“原子的構(gòu)成、相對(duì)原子質(zhì)量”作為深入探索微觀世界的重要一環(huán)，承前啟后，連接著學(xué)生對(duì)分子與原子基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)知與更復(fù)雜化學(xué)概念的理解。本課時(shí)旨在深化學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，突破之前學(xué)習(xí)中“原子在化學(xué)反應(yīng)中不可分”的局限，揭示原子內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及其可分性，進(jìn)一步豐富和完善學(xué)生的化學(xué)知識(shí)體系。教材首先通過回顧化學(xué)反應(yīng)中分子的可分性與原子的不可分性（在反應(yīng)條件下），引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到這一觀點(diǎn)的局限性，從而自然過渡到對(duì)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的好奇與探索。這一設(shè)計(jì)不僅鞏固了已有知識(shí)，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，為新知識(shí)的學(xué)習(xí)鋪墊了認(rèn)知基礎(chǔ)。隨后，教材詳細(xì)闡述了原子的構(gòu)成，包括質(zhì)子、中子和電子這三種基本粒子的存在、電荷性質(zhì)、相對(duì)位置及其在原子整體穩(wěn)定中的作用。特別是質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相等導(dǎo)致原子不顯電性的原理，是本節(jié)課的理論核心，幫助學(xué)生從電荷平衡的角度理解原子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在探討原子構(gòu)成的基礎(chǔ)上，教材適時(shí)引入了相對(duì)原子質(zhì)量的概念，這一概念的引入不僅拓展了學(xué)生從量的角度認(rèn)識(shí)原子的視野，還為后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的質(zhì)量變化、化學(xué)方程式的配平等知識(shí)奠定了基礎(chǔ)。通過講解相對(duì)原子質(zhì)量的定義、計(jì)算方法及其與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)的關(guān)系，學(xué)生能夠在掌握基本計(jì)算技能的同時(shí)，理解其背后的科學(xué)意義。值得注意的是，本課時(shí)還蘊(yùn)含了豐富的科學(xué)方法教育價(jià)值。通過介紹歷史上科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的過程，如道爾頓的“實(shí)心球”模型，湯姆生的“葡萄干布丁”模型、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生可以感受到科學(xué)研究的艱辛與樂趣，理解實(shí)驗(yàn)、假說、模型、推證等科學(xué)方法在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用。同時(shí)，這些化學(xué)史料也傳遞了質(zhì)疑、反思、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)瓤茖W(xué)態(tài)度的重要性，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有深遠(yuǎn)的影響。本課時(shí)旨在通過層層遞進(jìn)的知識(shí)體系構(gòu)建、豐富多樣的教學(xué)方法運(yùn)用以及深刻的科學(xué)方法教育，使學(xué)生不僅掌握原子結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)，還能夠在學(xué)習(xí)過程中體驗(yàn)科學(xué)探索的樂趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。學(xué)情分析在步入《原子結(jié)構(gòu)》這一課題的第1課時(shí)“原子的構(gòu)成、相對(duì)原子質(zhì)量”時(shí)，學(xué)生正處于化學(xué)學(xué)習(xí)的初級(jí)階段，他們的微觀世界認(rèn)知尚顯薄弱，對(duì)于分子、原子等微觀粒子的理解多停留于表面，缺乏深入且直觀的感知。此前，學(xué)生雖已初步了解到化學(xué)反應(yīng)中分子可分而原子不可分（在常規(guī)化學(xué)反應(yīng)條件下）的概念，但這一理解較為籠統(tǒng)，且多基于宏觀現(xiàn)象的觀察與總結(jié)，對(duì)于原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性缺乏直觀認(rèn)識(shí)。鑒于初中生的認(rèn)知特點(diǎn)，他們往往更擅長(zhǎng)于處理直觀、具體的信息，而對(duì)于抽象、微觀的概念則感到較為陌生和困惑。因此，面對(duì)本課“原子的構(gòu)成、相對(duì)原子質(zhì)量”這樣高度抽象且遠(yuǎn)離日常生活經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)容，學(xué)生很可能會(huì)感到學(xué)習(xí)難度較大，產(chǎn)生一系列疑問和不解，如原子內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)如何？原子是否如宏觀物體般實(shí)心或空心？原子的質(zhì)量究竟如何衡量，其大小又該如何想象？為了有效緩解學(xué)生的這些困惑，提升他們的學(xué)習(xí)興趣和理解能力，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮學(xué)生的學(xué)情特點(diǎn)，采用多樣化的教學(xué)手段，特別是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如自制或借鑒高質(zhì)量的微觀粒子運(yùn)動(dòng)變化的三維動(dòng)畫。這些動(dòng)畫能夠生動(dòng)直觀地展示原子內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、粒子的相對(duì)位置、電子的運(yùn)動(dòng)軌跡等，從而幫助學(xué)生構(gòu)建起對(duì)原子結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)知框架，激發(fā)他們的想象力和探索欲。同時(shí)，通過動(dòng)畫的演示，還能將原本抽象難懂的概念形象化、具體化，降低學(xué)習(xí)難度，增加學(xué)習(xí)的趣味性和互動(dòng)性，使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中掌握知識(shí)，提升學(xué)習(xí)效果。教學(xué)目標(biāo)1.了解原子的構(gòu)成及構(gòu)成粒子之間的關(guān)系。2.了解原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷程，體會(huì)模型方法在微觀世界研究中的作用。3.知道相對(duì)原子質(zhì)量的含義和計(jì)算方法，并學(xué)會(huì)查相對(duì)原子質(zhì)量表。教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：構(gòu)成原子的粒子及相互之間的關(guān)系，相對(duì)原子質(zhì)量的含義和計(jì)算方法。難點(diǎn)：核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)的關(guān)系，理解相對(duì)原子質(zhì)量。核心素養(yǎng)化學(xué)觀念：建立了關(guān)于原子構(gòu)成的基本化學(xué)觀念，理解了原子是由質(zhì)子、中子和電子等微觀粒子構(gòu)成的，并且認(rèn)識(shí)到這些粒子在原子中的位置、電荷性質(zhì)以及它們之間的數(shù)量關(guān)系（如質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)）。這些觀念為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)更復(fù)雜的化學(xué)知識(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。科學(xué)思維：學(xué)生需要運(yùn)用邏輯推理、抽象概括等科學(xué)思維方法來理解原子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性。例如，通過分析質(zhì)子、中子和電子的性質(zhì)，學(xué)生可以推導(dǎo)出原子不顯電性的原因；通過比較不同原子的相對(duì)原子質(zhì)量，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到原子質(zhì)量的相對(duì)性和可度量性。這些思維活動(dòng)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力?？茖W(xué)探究與實(shí)踐：教師通過引導(dǎo)學(xué)生觀察微觀粒子運(yùn)動(dòng)變化的三維動(dòng)畫、參與小組討論等方式，模擬科學(xué)探究的過程。學(xué)生可以在此過程中學(xué)會(huì)提出問題、假設(shè)猜想、分析論證等科學(xué)探究的基本步驟，培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣和能力。同時(shí)，教師也可以鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手制作簡(jiǎn)單的原子模型，以實(shí)踐的方式加深對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理解?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程和科學(xué)家們的努力與貢獻(xiàn)，學(xué)生可以感受到科學(xué)研究的艱辛與偉大，培養(yǎng)起對(duì)科學(xué)的敬畏之心和尊重之情。同時(shí)，學(xué)生也會(huì)認(rèn)識(shí)到自己作為未來社會(huì)的一員，有責(zé)任傳承和發(fā)展科學(xué)知識(shí)，為人類的進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量。此外通過強(qiáng)調(diào)原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和微觀世界的規(guī)律性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，讓他們意識(shí)到在科學(xué)研究中應(yīng)遵循客觀規(guī)律、尊重事實(shí)真相。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖環(huán)節(jié)一、原子的構(gòu)成【回顧】通過氧化汞受熱分解的微觀示意圖回顧物質(zhì)的微觀構(gòu)成——分子和原子?！具^渡】分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子；原子是化學(xué)變化中的最小粒子。那這些微粒有多小呢？【類比】1.如果將一個(gè)原子跟一個(gè)乒乓球相比，就相當(dāng)于將一個(gè)乒乓球跟地球相比。2.一根頭發(fā)絲的直徑差不多相當(dāng)于50萬個(gè)碳原子排在一起?！咎釂?】通過上面的兩個(gè)例子你能想象原子有多小嗎？那原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子嗎？【事實(shí)1】在物理課中我們做過這樣的實(shí)驗(yàn)，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷，這說明原子中存在帶電粒子?！臼聦?shí)2】鐵、銅等金屬都是由原子直接構(gòu)成的，鐵、銅等整體不帶電，說明原子不顯電性?！咎釂?】原子是化學(xué)變化中的最小粒子，原子不顯電性，但原子中存在帶電粒子，那么原子還可以再分嗎？【過渡】雖然原子在化學(xué)變化中不可再分。但是原子也是由其它粒子構(gòu)成的，這些問題早被科學(xué)家們所關(guān)注，經(jīng)過了一個(gè)漫長(zhǎng)的探索過程。閱讀教材P69“科學(xué)史話”，了解原子模型的演變?！局v解】原子模型的演變：（1）道爾頓原子模型古代哲學(xué)家墨子：“非半弗斫，則不動(dòng)，說在端”，意思是不斷分割物質(zhì)，直到無法再分時(shí)便得到“端”；英國(guó)科學(xué)家道爾頓：1803年提出了原子學(xué)說，認(rèn)為原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本的粒子，它們是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。上述的“端”和“原子”可被認(rèn)為是原子的“實(shí)心球”模型。湯姆孫原子模型英國(guó)科學(xué)家湯姆生：1897年通過陰極射線管實(shí)驗(yàn)證實(shí)，所有原子中都含有帶負(fù)電荷的電子，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷一致。已知原子呈電中性，原子中存在帶負(fù)電荷的電子，那么什么物質(zhì)帶正電荷呢？湯姆生認(rèn)為原子是一個(gè)平均分布著正電荷的球體，電子鑲嵌在其中，被形象地命名為“葡萄干布丁”模型。盧瑟福原子模型英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福：1911年進(jìn)行了著名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用準(zhǔn)直的α射線轟擊厚度為微米的金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的α粒子都照直穿過薄金箔，偏轉(zhuǎn)很小，但有少數(shù)α粒子發(fā)生角度比湯姆生模型所預(yù)言的大得多的偏轉(zhuǎn)，大約有1/8000的α粒子偏轉(zhuǎn)角大于90°，甚至觀察到偏轉(zhuǎn)角等于150°的散射，稱大角散射，更無法用湯姆森模型說明。1911年盧瑟福提出原子的有核模型(又稱原子的核式結(jié)構(gòu)模型),與正電荷聯(lián)系的質(zhì)量集中在中心形成原子核，電子繞著核在核外運(yùn)動(dòng)?！舅伎肌?.大多數(shù)α粒子能穿過金箔而不改變方向的現(xiàn)象，你認(rèn)為原子可能有什么特征？2.少數(shù)α粒子運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說明了什么？3.極少數(shù)α粒子被彈回來了，說明了什么？說說你的想法。【形成共識(shí)】1.大多數(shù)α粒子能穿過金箔而不改變運(yùn)動(dòng)方向，說明原子內(nèi)部有很大空間，α粒子沒有受到阻擋。2.極少數(shù)α粒子沿原途經(jīng)反彈回來，說明α粒子可能在行進(jìn)中碰到了一個(gè)小而質(zhì)量大的東西。【追問】這種體積小、質(zhì)量大、帶正電的東西是什么呢？同學(xué)們能想象出原子的結(jié)構(gòu)嗎？【總結(jié)】科學(xué)家們一致認(rèn)為：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成的。原子內(nèi)部有廣闊的空間，電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)?？梢杂谩昂耸浇Y(jié)構(gòu)”模型概括盧瑟福的原子模型?！局v解】與原子相比，原子核的體積更小，只有原子體積的幾千億分之一，如果將一個(gè)原子比作一個(gè)體育場(chǎng)，那么原子核的體積只相當(dāng)于一只螞蟻?！居懻摗磕窃雍诉@么小，是不是不可再分了呢？為什么帶正電荷呢？【視頻】碳原子的構(gòu)成【總結(jié)與交流】科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：原子核又是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，一個(gè)質(zhì)子帶一個(gè)單位的正電荷，中子不帶電。因此原子核中含有幾個(gè)質(zhì)子，就決定了原子核帶有幾個(gè)正電荷。即核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)。【總結(jié)】原子的構(gòu)成【學(xué)生活動(dòng)】交流討論：分析下面的表格，你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律？原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)氫101碳666氧888鈉111211氯171817【總結(jié)與交流】1.核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)2.氫原子的原子核中沒有中子3.質(zhì)子數(shù)不一定等于中子數(shù)4.原子種類不同，原子內(nèi)質(zhì)子數(shù)也不同【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】下列關(guān)于原子的敘述正確的是（）A.原子由核外電子和原子核構(gòu)成B.原子由原子核和中子構(gòu)成C.原子由質(zhì)子和電子構(gòu)成D.原子由質(zhì)子和中子構(gòu)成【答案】A【變式】核污水中的氚是指核內(nèi)有1個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子的氫原子，下列示意圖能正確表示氚原子結(jié)構(gòu)的是（）【答案】B通過類比，讓學(xué)生直觀感受到原子的微小，進(jìn)而引發(fā)對(duì)原子是否是最小粒子的思考。通過介紹原子模型的演變過程，讓學(xué)生了解科學(xué)家們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的不斷探索和發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)史觀和科學(xué)精神。通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用邏輯推理能力，推斷出原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。通過表格分析，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)原子構(gòu)成的基本規(guī)律，如核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)等，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和歸納能力。環(huán)節(jié)二、相對(duì)原子質(zhì)量【過渡】了解的原子結(jié)構(gòu)后，接下來再?gòu)摹傲俊钡慕嵌日J(rèn)識(shí)原子。我們知道原子的體積和質(zhì)量都非常小，你知道小到什么程度嗎？科學(xué)家們測(cè)出了一些原子的質(zhì)量：一個(gè)氫原子的質(zhì)量：0.00000000000000000000000000167千克一個(gè)氧原子的質(zhì)量：0.00000000000000000000000002657千克【討論】通過表中的數(shù)據(jù)可以看出，原子的真實(shí)數(shù)值真是太小了，這樣的數(shù)據(jù)容易書寫、記憶和使用嗎？能不能有一種簡(jiǎn)單的表示方法呢？【總結(jié)】科學(xué)家們經(jīng)過商議，一致同意采用相對(duì)原子質(zhì)量來表示?！景鍟慷?、相對(duì)原子質(zhì)量【總結(jié)】相對(duì)原子質(zhì)量定義：即用一種碳-12原子質(zhì)量的1/12為標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量與它相比較所得到的比，作為這種原子的相對(duì)原子質(zhì)量（符號(hào)為Ar）。即：某原子的相對(duì)原子質(zhì)量（Ar）是一個(gè)“比值”，單位為“1”，通常省略不寫。【學(xué)生活動(dòng)】交流討論：觀察下面表格中的質(zhì)子、中子和電子的質(zhì)量，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？粒子種類質(zhì)量質(zhì)子1.6726×10-27kg中子1.6749×10-27kg電子質(zhì)子質(zhì)量的1/1836【總結(jié)】1.構(gòu)成原子的質(zhì)子、中子的相對(duì)質(zhì)量都約等于1；2.電子質(zhì)量很小，整個(gè)原子的質(zhì)量主要集中在原子核上?！緦W(xué)生活動(dòng)】交流討論：分析表格中的數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)原子的相對(duì)原子質(zhì)量跟哪些數(shù)據(jù)有關(guān)嗎？原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)近似相對(duì)原子質(zhì)量氫1011碳66612氧88816鈉11121123氯17181735【總結(jié)】相對(duì)原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)?！菊故尽繌埱嗌徑淌??！局R(shí)拓展】中國(guó)科學(xué)院院士張青蓮教授為相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定作出了卓越貢獻(xiàn)。他于1983年當(dāng)選為國(guó)際原子量委員會(huì)委員。他主持測(cè)定了銦、銥、銻、鈾、鈰、鉺、鍺、鋅、鏑幾種元素相對(duì)原子質(zhì)量的新值，被國(guó)際原子量委員會(huì)采用為國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)?！緦?duì)應(yīng)訓(xùn)練1】由我國(guó)著名科學(xué)家張青蓮教授主持測(cè)定了銦、銥、銻、銪等幾種元素的相對(duì)原子質(zhì)量新值，其中他測(cè)定核電荷數(shù)為63的銪元素的相對(duì)原子質(zhì)量的新值為152。則下列說法正確的是（）A．銪元素原子的質(zhì)子數(shù)為63 B．銪元素原子的中子數(shù)為63C．銪元素的原子核外電子數(shù)為152 D．銪元素原子的質(zhì)量為152【答案】A【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】2.如圖為某原子結(jié)構(gòu)模型的示意圖，其中a、b、c是構(gòu)成該原子的三種不同粒子，下列說法正確的是（）A.決定該原子種類的粒子是bB.原子中b與c的數(shù)目一定相同C.原子中a與c的數(shù)目一定相同D.原子的質(zhì)量集中在a和c上【答案】C通過展示真實(shí)原子質(zhì)量，讓學(xué)生直觀感受原子