16.1 浩瀚的宇宙 16.2 探索微观世界的历程 教案-2025-2026学年物理北师大版（2024）九年级全一册

第十六章　永恒的探索：宇宙和粒子 第一节　浩瀚的宇宙 第二节　探索微观世界的历程 1．物理观念： (1)认识宇宙的层次结构。 (2)了解物质的微观结构，掌握原子的核式结构模型。 2．科学思维： 建立宏观与微观的空间认知。通过模拟实验(如α粒子散射实验)，体验微观粒子的运动规律。分析宇宙大爆炸理论，培养科学推理能力。 3．科学探究： 通过科学探究实验、交流讨论，培养探索真理的科学方法。 4．科学态度与责任： 激发对宇宙的好奇心，培养科学探索精神。增强对我国航天成就的自豪感。树立唯物主义世界观，理解科学理论的实证性与发展性。 1．教学重点： 宇宙的层次结构；物质的微观结构层次。 2．教学难点： α粒子散射实验模拟装置。 多媒体课件等。 我们知道，地球是围绕太阳运转的，地球只是太阳系中的一个小成员，而太阳系又是银河系的一部分。当我们在地球上仰望星空时(教材P208图16.1－1)，不禁会想：银河系外面还有什么呢？宇宙是怎样形成的？宇宙有边界吗？ 　　知识点一　浩瀚的宇宙 1．宇宙概观。 (1)教师出示课件：画面上展现交相辉映的繁星、太阳系八颗行星、天体、航天器及航天员从遥远的宇宙深处飘然而来。 (2)请学生谈一谈对宇宙的认识，说一说哪些现象与地球以及地球上的人类关系密切，想一想会对地球有哪些影响。 (3)学生交流讨论，积极发言，从书本或已有知识说出人类认识的宇宙是什么样子。 (4)用讲述的方法阐述人类对宇宙的认识过程，让学生树立科学的宇宙观。 ①“四方上下曰宇，古往今来曰宙。”宇即为空间，宙即为时间。 ②“天圆地方”。 ③公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出了地心说。 ④16世纪初，波兰天文学家哥白尼提出了日心说。 ⑤20世纪以来，由于大型天文望远镜的使用，以及空间技术的发展，人类已经认识到上百亿年和上百亿光年的时空区域。 展示各种天体的图片，用多媒体手段演示各种天体。 2．飞向太空。 思考(1)：人们从古至今对宇宙的观测、探测应用了哪些手段？ 思考(2)：人类飞向天空的历程。 师生交流：最初的观测从肉眼开始，发展到望远镜等，现在又出现了太空探测器、载人飞船、航天飞机、空间站等等。 人类对宇宙空间的探索经历了从无人航天到载人航天的历程，大家能说出几种载人航天器的类型吗？ 出示图片：“太空实验室、空间站”。 在失重条件下的航天员的生活很特殊，大家能根据自己的了解谈谈关于这方面的有趣知识吗？ 介绍我国宇宙探测和开发的情况。 播放画面：(1)我国火箭的发射；(2)神舟二十号的发射及运行情况。 3．破解宇宙奥秘之路。 展示哈勃望远镜的图片，介绍相关知识。 哈勃望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面有广角行星相机，能拍摄几十到上百个恒星照片。 问题：你知道宇宙是如何起源的吗？如果不是起源于大爆炸，那会是什么？ 　　知识点二　探索微观世界的历程 1．原子论。 教师出示课件，介绍原子的发现历程。 总结：原子是元素保持其化学性质的最小单元。无论化合物还是单质，它们一般并不是直接由原子组成的，而是由几个原子相结合的分子构成的。阿伏伽德罗认为单质的分子由同种原子构成，化合物的分子由两种或两种以上的原子构成。 教师出示课件，介绍脱氧核糖核酸(DNA)生物大分子结构模型和石墨烯的原子排列结构模型。 总结：常见的物质是由分子、原子组成的。 2．原子的组成。 教师出示课件，介绍α粒子散射实验。 总结：原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成。原子核内有带正电的质子和不带电的中子。 3．基本粒子。 引导学生自主阅读教材P219～220。 查阅资料，了解人类探索微观世界的最新进展，并与同学交流。 总结：人们认知的构成物质的最小、最基本的单位称为基本粒子，基本粒子是组成各种各样物质的基础。基本粒子的概念本身也在随着人类的不断探索、物理学的不断发展而变化着。 4．纳米科技。 引导学生自主阅读教材P220～222。 查阅资料，了解纳米材料的最新进展，并与同学交流。 总结：纳米材料已经被应用于各个领域。在冶金领域，在金属加工过程中加入由纳米材料合成的烧结添加剂，能够得到纯度更好的产品；在医学领域，可以用纳米材料代替人体某些病变的器官进行器官移植手术；在化工催化领域，各种纳米催化材料大大提高了工业效率；在陶瓷领域，纳米材料制作的陶瓷具有更好的耐热性、柔韧性和硬度…… 纳米科技是人类在认识和探索物质世界的微观结构的进程中发展起来的一种技术，那么纳米科技在生活中有哪些应用呢？ 纳米是一个长度单位，符号是nm。1 nm＝10－9 m。一般分子的直径大约为0.3～0.4 nm。纳米科技是纳米尺度内(0.1～100 nm)的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。 第一节　浩瀚的宇宙 1．宇宙概观 2．飞向太空 3．破解宇宙奥秘之路 第二节　探索微观世界的历程 1．原子论 2．原子的组成 3．基本粒子 4．纳米科技 本节尝试采用了“互动－讨论”的教学模式，观看多媒体课件展示的丰富的相关图片，讲述了历史的进程和故事，既开阔了学生的知识面，又丰富了学生的感性认识，激发了学生探索微观世界和大尺度宇宙的兴趣。 学科网（北京）股份有限公司 $$