2024-2025學年高中物理 第18章 原子結構 2 原子的核式結構模型教學實錄 新人教版選修3-5

2024-2025學年高中物理第18章原子結構2原子的核式結構模型教學實錄新人教版選修3-5主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：原子結構2原子的核式結構模型教學實錄

2.教學年級和班級：高一年級，高一（1）班

3.授課時間：2024年9月25日上午第二節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)科學探究能力，通過實驗和模型構建，理解原子核式結構。

2.培養(yǎng)科學思維，學會運用邏輯推理分析原子結構問題。

3.培養(yǎng)科學態(tài)度與責任，認識到科學理論對實際應用的重要性。

4.提升科學表達能力，能夠清晰闡述原子核式結構及其相關概念。學習者分析1.學生已經掌握的知識：學生在之前的學習中已經對物質的微觀結構有了初步的了解，熟悉了分子、原子的概念，并對物質的性質和變化有了基本的認識。此外，學生已經學習了經典力學和電磁學的基本原理，這些知識對于理解原子核式結構模型具有一定的幫助。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：高一年級的學生對物理學科普遍抱有好奇心，尤其是對微觀世界的探索。他們的邏輯思維能力逐漸增強，能夠通過觀察和實驗來分析問題。學習風格上，部分學生傾向于通過實驗和操作來學習，而另一些學生則更傾向于通過理論推導和模型構建來理解概念。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學生在學習原子核式結構模型時，可能會遇到以下困難：（1）難以理解原子核內部的強相互作用和量子力學原理；（2）對粒子模型和波粒二象性概念的理解可能存在偏差；（3）將抽象的原子模型與實際物理現(xiàn)象相結合的能力有待提高。為了幫助學生克服這些困難，教師應提供適當?shù)妮o助教學資源和實驗機會，以增強他們的理解力和應用能力。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源準備1.教材：確保每位學生都具備《人教版選修3-5》教材，以便跟隨課本內容學習。

2.輔助材料：準備與原子核式結構模型相關的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以增強直觀教學效果。

3.實驗器材：提前準備原子結構模型實驗所需的演示器材，如α粒子散射實驗裝置，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，為學生提供實驗操作臺，并確保教室光線充足，以適應教學活動需要。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預習任務：通過在線平臺發(fā)布《原子結構模型》預習PPT，要求學生了解原子核和電子的基本概念，并思考原子核的組成和電子的分布。

設計預習問題：提出“原子核是由什么組成的？”和“電子是如何圍繞原子核運動的？”等問題，引導學生思考原子結構的可能性。

監(jiān)控預習進度：通過班級微信群收集學生的預習反饋，確保所有學生都完成了預習任務。

學生活動：

自主閱讀預習資料：學生通過PPT了解原子核和電子的基本知識。

思考預習問題：學生根據(jù)預習資料，對原子核和電子的運動進行初步思考，記錄疑問。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過自主學習，為課堂學習打下基礎。

信息技術手段：利用在線平臺和微信群進行預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學生提前了解原子結構的基本概念，為課堂學習做好準備。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：以盧瑟福的α粒子散射實驗視頻引入，激發(fā)學生對原子核結構的興趣。

講解知識點：詳細講解原子核的組成、電子的分布以及原子核式結構模型的理論基礎。

組織課堂活動：設計小組討論，讓學生根據(jù)實驗結果和理論知識，構建原子核式結構模型。

學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，思考原子核式結構模型的合理性。

參與課堂活動：學生積極參與小組討論，共同構建原子核式結構模型。

教學方法/手段/資源：

講授法：教師通過講解，幫助學生理解原子核式結構模型的理論基礎。

實踐活動法：通過小組討論和模型構建，讓學生在實踐中掌握原子結構知識。

合作學習法：通過小組合作，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解原子核式結構模型，掌握原子結構知識。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業(yè)：要求學生完成關于原子核式結構模型的習題，鞏固所學知識。

提供拓展資源：推薦相關的物理科普書籍和在線資源，供學生進一步學習。

學生活動：

完成作業(yè)：學生獨立完成作業(yè)，鞏固課堂所學。

拓展學習：學生利用拓展資源，對原子結構進行更深入的學習。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過自主完成作業(yè)和拓展學習，加深對原子結構的理解。

反思總結法：學生通過反思作業(yè)和拓展學習，提高自我學習能力。

作用與目的：

鞏固學生在課堂上學到的原子結構知識，通過拓展學習，拓寬學生的知識視野。拓展與延伸1.拓展閱讀材料

-《原子物理學導論》：這本書深入淺出地介紹了原子物理學的理論基礎，包括原子結構、原子核、量子力學等，適合對原子結構有濃厚興趣的學生進一步閱讀。

-《原子核物理實驗》：這本書詳細介紹了原子核物理實驗的基本原理和實驗方法，對于想要了解原子核結構實驗過程的學生非常有幫助。

-《量子世界的奇妙之旅》：一本適合高中生的科普讀物，以通俗易懂的語言介紹了量子力學的基本概念，有助于學生理解原子結構中的量子現(xiàn)象。

2.課后自主學習和探究

-學生可以嘗試自己繪制原子核式結構模型，并解釋模型中的各個組成部分如何相互作用。

-通過模擬實驗，如α粒子散射實驗，讓學生觀察并分析不同條件下α粒子的散射情況，從而理解原子核的分布。

-探究不同元素的原子核和電子排布規(guī)律，比較同周期、同族元素之間的原子結構差異，總結原子結構的一般規(guī)律。

-研究原子結構對化學反應的影響，例如原子的電子排布如何決定元素的化學性質，以及化學鍵的形成原理。

-結合現(xiàn)代物理學的發(fā)展，探討量子力學如何解釋原子結構，以及量子力學在原子物理學中的應用。

-原子核的結合能：學生可以研究原子核的結合能的概念，了解結合能與原子核穩(wěn)定性的關系，以及結合能在不同元素中的變化規(guī)律。

-原子光譜：通過學習原子光譜的知識，學生可以了解原子能級和電子躍遷的關系，以及如何通過光譜分析來確定原子的結構。

-同位素和同質異形素：學生可以探究同位素和同質異形素的概念，了解它們在自然界中的分布和應用。

-核反應：學生可以學習核反應的基本類型，如裂變和聚變，以及它們在能源和核技術中的應用。

-原子結構對化學鍵的影響：學生可以研究原子結構如何影響化學鍵的形成，包括離子鍵、共價鍵和金屬鍵。內容邏輯關系①原子結構的基本概念

-原子的定義

-原子的組成部分：原子核和電子

-原子的質量主要集中在原子核上

②原子核的結構

-原子核的組成：質子和中子

-原子核的電荷：質子帶正電，中子不帶電

-原子核的質量數(shù)：質子數(shù)和中子數(shù)之和

③電子的分布

-電子在原子中的運動狀態(tài)

-電子層和能級：K層、L層、M層等

-電子云和軌道：s軌道、p軌道、d軌道等

④原子的核式結構模型

-盧瑟福的原子核式結構模型

-原子核式結構模型的驗證：α粒子散射實驗

-原子核式結構模型的應用：解釋原子光譜

⑤原子結構的穩(wěn)定性

-原子核的穩(wěn)定性：結合能

-電子排布的穩(wěn)定性：能級和軌道的填充規(guī)則

-原子的化學性質：電子排布對化學反應的影響

⑥原子結構與現(xiàn)代物理學的聯(lián)系

-量子力學的基本原理

-波粒二象性

-現(xiàn)代物理實驗對原子結構的驗證課后作業(yè)1.作業(yè)題目：假設一個原子的核由8個質子和8個中子組成，寫出該原子的符號。

答案：該原子的符號為$^{16}_{8}$O，其中16是質量數(shù)，8是原子序數(shù)。

2.作業(yè)題目：解釋為什么原子核幾乎集中了原子的全部質量。

答案：因為質子和中子的質量遠大于電子的質量，而電子的質量可以忽略不計，所以原子的質量主要集中在原子核上。

3.作業(yè)題目：在盧瑟福的α粒子散射實驗中，如果α粒子以很高的速度射向金箔，預期會發(fā)生什么現(xiàn)象？

答案：如果α粒子以很高的速度射向金箔，預期會發(fā)生以下現(xiàn)象：

-大多數(shù)α粒子會穿過金箔，幾乎不發(fā)生偏轉，因為原子核的體積非常小。

-少數(shù)α粒子會發(fā)生大角度偏轉，甚至反彈回來，這是因為它們與原子核發(fā)生了近距離的碰撞。

4.作業(yè)題目：根據(jù)原子核式結構模型，解釋為什么原子的化學性質主要由電子決定。

答案：根據(jù)原子核式結構模型，原子的化學性質主要由最外層電子（價電子）決定，因為：

-最外層電子參與化學反應，形成化學鍵。

-原子的化學性質與最外層電子的數(shù)目和排布有關，例如元素的化學活性、氧化還原性質等。

5.作業(yè)題目：比較同周期和同族元素的原子結構，說明它們在化學性質上的相似性和差異性。

答案：同周期元素：

-相似性：隨著原子序數(shù)的增加，原子核的正電荷增加，吸引最外層電子的能力增強，因此同周期元素的化學性質呈現(xiàn)周期性變化。

-差異性：同周期元素的最外層電子數(shù)目相同，但內層電子數(shù)目不同，導致原子半徑和離子化能的變化，從而影響化學性質。

同族元素：

-相似性：同族元素的原子結構具有相似的外層電子排布，因此它們具有相似的化學性質，如氧化還原性質、形成相同類型的化合物等。

-差異性：隨著原子序數(shù)的增加，同族元素的原子半徑增大，電子層數(shù)增加，導致化學性質逐漸減弱。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.結合實際實驗：在講解原子核式結構模型時，我們可以引入盧瑟福的α粒子散射實驗，讓學生通過實驗現(xiàn)象理解原子結構的發(fā)現(xiàn)過程，這樣的實際操作能讓學生更加直觀地感受到科學實驗的魅力。

2.跨學科教學：將物理知識與化學知識相結合，探討原子結構對化學反應的影響，讓學生在學習物理的同時，也能對化學產生更深入的認識。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.教學方法單一：在講授原子結構時，過于依賴傳統(tǒng)的講授法，可能導致學生的參與度不高，對知識的理解和掌握程度有限。

2.評價方式局限：目前主要依賴課后作業(yè)和考試成績來評價學生的學習效果，這種評價方式可能無法全面反映學生的實際學習情況，特別是對于理解和應用能力的評估不夠。

3.學生探究不足：學生在課堂上的探究活動較少，對于一些理論知識的深入理解還不夠，需要進一步引導學生進行自主探究。

反思改進措施（三）

1.豐富教學手段：嘗試使用多種教學方法，如小組討論、角色扮演、實驗演示等，激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂互動性。

2.拓展評價方式：除了傳統(tǒng)的作業(yè)和考試，可以增加課堂表現(xiàn)、小組合作、實驗報告等多種評價方式，全面評估學生的學習成果。

3.加強學生探究：鼓勵學生在課堂上提出問題，進行實驗探究，通過問題解決的過程，培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新能力。

4.利用信息技術：利用多媒體教學資源，如視頻、動畫等，使抽象的物理概念更加直觀易懂，提高教學效果。

5.注重理論聯(lián)系實際：通過案例分析和實際問題解決，讓學生體會到物理知識在現(xiàn)實生活中的應用價值，增強學習的動力和興趣。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成課后練習題：要求學生獨立完成教材中關于原子核式結構模型的課后練習題，包括選擇題、填空題和簡答題，以鞏固對基本概念的理解。

2.模擬實驗報告：讓學生根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實驗原理，模擬實驗過程，并撰寫一份實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、結果和分析。

3.原子結構模型構建：學生利用可塑性材料或軟件，構建一個簡單的原子核式結構模型，并標注出原子核、電子層和能級。

4.課后閱讀材料：推薦閱讀《原子物理學導論》中關于原子核和電子結構的相關章節(jié)，并完成閱讀筆記。

作業(yè)反饋：

1.及時批改：作業(yè)提交后，教師應在第一時間內進行批改，確保學生能夠及時收到反饋。

2.個性化反饋：針對每位學生的作業(yè)，給出具體的反饋意見，包括對正確答案的肯定和對錯誤答案的糾正。

3.問題分析：對于作業(yè)中普遍存在的問題，進行詳細的分析，并在課堂上進行講解，幫助學生理解和克服困難。

4.改進建議：針對學生的作業(yè)