10.1　探索微观 ----2024-2025学年沪粤版物理八年级下学期

第十章　从粒子到宇宙 本章概述 本章讲述的是粒子和宇宙的知识,主要内容有:分子、原子、分子动理论、地心说、日心说、万有引力定律、太阳系、银河系、宇宙的结构等。知识体系如下: 本章对应2022年版课标课程内容一级主题“物质”下的二级主题“物质的结构和物质世界的尺度”,一级主题“运动和相互作用”下的二级主题“多种多样的运动形式”的内容。其所涉及的课程内容有: 1.3.1 知道常见的物质是由分子、原子构成的。 1.3.2 知道原子是由原子核和电子构成的,了解原子的核式结构模型。了解人类探索微观世界的大致历程,关注人类探索微观世界的新进展。 1.3.3 了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程,知道人类对宇宙的探索将不断深入,关注人类探索宇宙的一些重大活动。 1.3.4 了解物质世界的大致尺度。 2.1.2 知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。 八年级课程即将结束,学生已经学习了一定的物理基础知识,如力学、热学、光学等,学生在对物质的状态变化(如固体、液体、气体的转化)有一定的认识,这有助于理解物质的分子结构。在地理学习及生活中也了解了宇宙特别是太阳系的一些知识,为理解天体的运动规律奠定了基础。但对于微观世界和宇宙的了解相对较少,学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段,对于抽象的概念和理论理解存在一定的困难。微观世界的概念过于抽象,如原子、原子核的结构,电子的运动等,学生难以直观想象和理解,宇宙的尺度和天体的运行规律非常复杂,学生在理解上可能存在困难,例如光年的概念、天体的演变等。 在实际教学中多采用直观教学手段,如多媒体课件、动画、视频等,帮助学生直观地理解微观世界和宇宙的现象,组织学生进行小组讨论和实验探究,通过合作学习和实践操作,加深对知识的理解和掌握,运用类比、比喻等方法,将抽象的概念与学生熟悉的事物进行联系,帮助学生理解,引导学生关注科学前沿的发展,激发学生的学习兴趣和探索欲望。 教学过程中要整体把握两条科学主线,一是以文献资料为主的科学发展史的科学探究过程,比如“探索微观”“探索宇宙”和“浩瀚的宇宙”的内容,从微观和宏观两个方面以不同的文献资料向学生展示人类生存的物质世界的真实画卷,让学生初步认识物质世界的基本构成;另一个就是以学生实验为主的科学探究过程,主要在“分子动理论的初步知识”中,通过实验让学生感受微观世界的运动及物质存在的三种状态,这种设计方式是为了让学生在初步了解物质世界的基础上通过实验来感知组成物质世界的最小单元的运动情况。通过实验探索来加深学生对物质世界特性的认识,也加强他们的动手能力和用实验来探索真理的科学态度和方法。 10.1　探索微观 物理观念:了解人类对物质结构的认识过程,知道常见的物质都是由分子构成的,知道分子是保持物质化学性质不变的最小微粒,知道大多数分子直径的数量级为10-10 m,知道分子是由原子构成的;了解原子结构的汤姆孙“枣糕模型”和卢瑟福“核式结构模型”,知道α粒子散射实验支持卢瑟福“核式结构模型”;知道原子是由原子核和电子构成的,知道原子核是由质子和中子构成的,质子和中子由夸克构成。 科学思维:通过对宏观现象的分析归纳微观世界的状态;体会物理学研究中建构模型的重要意义。 科学探究:通过卢瑟福的α粒子散射实验,认识原子的核式结构模型。 科学态度与责任:通过了解人类对微观世界探索的大致进程,能体会人类对未知世界探索的不懈追求;能关注人类探索微观世界的新进展,体会科学家在探索微观世界历程中质疑创新的科学精神。 教学重点:物质及微观粒子的构成;两种原子结构模型的建立和验证。 教学难点:微观世界“小”的概念的建立;探索微观世界的科学方法的形成过程。 教师演示:多媒体材料等。 学生实验:纸张。 教学环节 设计意图 一、创设情境　导入新课 1.PPT展示“水滴石穿”“花香弥漫”的图片,由图片你想到了什么? 2.情境导入:活动　让学生比赛,谁能把纸撕的最小…… 学生利用各种方法,把纸撕的最小;老师评选出最小的纸片,真的非常小。 老师引导提问:这个最小的纸片还能再分吗?怎么分? 学生:能…… 老师:最后不能再分的时候,会是什么样子呢?带着这些问题,我们开始今天的学习。 学源于思,思源于疑,引导学生带着问题进入新课,提高求知欲 二、新课讲解　探究新知 探究点一　关于物质结构的猜想 学生阅读课本第P116内容,思考并回答问题。 问题:关于物质结构,古人有什么样的猜想? 自主阅读教材,引导学生对物质结构进行猜想,引起他们继续学习的兴趣 　提示:1.德谟克里特认为,石块、铜像的手、铁铲、花粉……是很微小地一点一点散失的。因此,他猜想,大块物体是由极小的物质粒子构成的。德谟克里特把这种物质微粒叫做原子,这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。 2.实际上在德谟克里特提出他的猜想之前,也就是公元前11世纪,我国古代思想家对物质是由什么组成的这一问题就有研究和记载:他们认为自然界是由“金、木、水、火、土”五种基本物质组成的;战国时期《中庸》里写道:“语小,天下莫能破焉”。 探究点二　物质是由分子和原子构成的 学生阅读课本P117~118“物质是由分子和原子构成的”的内容,思考并回答以下问题。 问题1:什么叫做分子? 提示:物理学中,把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。常见的物质都是由分子构成的。 问题2:分子有多大? 提示:分子很小,用肉眼看不到,用普通显微镜也无法看到,需要用电子显微镜来进行观察。大多数分子直径的数量级为10-10 m(0.1 nm)。 问题3:分子是由什么构成的? 提示:分子是由原子构成的。大多数分子是由多个原子构成的,叫做多原子分子。例如,水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的。有些分子则是由单个原子构成的,叫做单原子分子。铁、铜、金、铂等大多数金属的分子也就是原子。 探究点三　原子的结构 1.学生阅读课本P118~119“把原子‘切开’”的内容。 问题:原子还可以再分吗?人们是如何发现的? 提示:原子也可以再分。1897年英国科学家汤姆孙确定了阴极射线是由一种带负电的微粒构成的,这种微粒被命名为电子。电子发现后,人们认识到原子也是可分的。 教师过渡:电子的发现揭开了研究原子结构的序幕,使人们认识到原子是有复杂结构的,于是,科学家们对原子的结构进行猜想和实验,并提出了多种模型。 2.学生阅读课本P119~120“原子结构的两种模型”的内容,思考并回答以下问题。 问题1:原子结构的模型有哪些,都是谁提出的? 提示:汤姆孙提出的“枣糕模型”和卢瑟福基于α射线轰击金箔的实验提出的“核式结构模型”。 教师点拨:建立模型是科学研究中的重要方法。物理模型是在一些事实基础上,经过想象、类比等论证提出的,它是否正确,需经过实验的验证。 问题2:卢瑟福的“核式结构模型”是什么样的,这种模型是正确的吗? 提示:原子中间有一个带正电的核,它只占有极小的体积,却几乎集中了原子的全部质量,带负电的电子在核外绕核运动。卢瑟福的核式结构模型也并不是完美的。以后的实验进一步表明,原子中的电子是以电子云的形式分布在原子核的外围。 3.学生阅读课本P120~121“原子核的构成部分”的内容,思考并回答以下问题。 问题:原子核内有什么? 培养学生自主学习和交流分享的能力 由分子引出原子,学生感觉很自然 自学教材,培养学生获取有效信息的能力 　提示:科学家发现,氢原子的结构最简单,核外只有一个电子,如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量,则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。英国物理学家查德威克从实验中发现,原子核中还有一种不带电的粒子,它的质量跟质子差不多,这种粒子叫中子。质子和中子统称为核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各种元素的原子核中的质子数和核子数一般是不同的。 4.学生阅读课本P121~122“原子的结构”的内容,思考并回答以下问题。 问题1:通过前面的学习,你能说说原子的结构吗? 提示:原子是由原子核和核外带负电的电子构成的,而原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的。 问题2:原子和原子核有多大呢? 提示:大多数原子的直径约为10-10m,而原子核的直径只有10-15~10-14m。 问题3:质子和中子能不能再分呢? 提示:质子和中子也有内部结构,它们是由一种叫做夸克的更小微粒构成的。 阅读教材并与同学交流,相互纠错之中认识原子核的构成部分 让学生对原子有一个系统整体的认识 三、归纳概括　课堂小结 学生讨论发言,梳理本节知识要点(“课堂小结”内容见PPT课件)。 培养学生归纳总结的意识和能力 【板书设计】 10.1　探索微观 【当堂评价】 见PPT课件 【作业设计】 见《导与练》夹册《课后分层作业》 【教学反思】 本节内容主要是分子和原子的构成,因为分子和原子这些微粒肉眼不可见,所以教师在讲解过程中要通过一些可见的现象,让学生体会到构成物质的分子、原子等微粒的存在,当学生认识到物质是由分子或原子这些微粒构成的时候,再结合历史上科学家们探索微观的历程以及相关探究实验,进一步引导学生认识分子和原子的微观结构,特别是卢瑟福的原子核式结构模型,要在与汤姆孙的原子结构模型对比的基础上,根据卢瑟福的α粒子散射实验得出正确的判断。教学过程中要充分发挥学生的主观能动性,让他们在自主学习、举例、讨论的过程中掌握知识。 学科网（北京）股份有限公司 $$