5.1.1人类对原子结构的认识 教学设计 2025-2026学年高一上学期化学苏教版必修第一册

该高中化学教学设计聚焦人类对原子结构的认识，涵盖模型发展历程、原子构成及粒子等量关系、元素核素同位素概念、核外电子分层排布规律。通过撕纸模拟实验和对比惠施与德谟克里特的历史观点，搭建从宏观物质分割思考到微观原子结构探究的学习支架，引导学生逐步深入核心内容。 该设计突出科学思维与科学探究，播放原子模型发展视频、学生制作电子云模型，建构“模型随证据更新”认知，培养模型建构能力；结合表格分析粒子性质推导等量关系，借氕氘氚辨析概念，提升逻辑推理能力；拓展同位素应用激发兴趣。帮助学生形成化学观念，为教师提供清晰路径，提升课堂效率。

教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 高一 学期 秋季 课题 人类对原子结构的认识 教科书 书 名：普通高中教科书《化学》必修第一册 出版社：江苏凤凰教育出版社 出版日期：2020年7月 教学目标 1.了解原子结构模型的发展历程（道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔、电子云模型），能说出各模型的核心观点，通过分析科学家探究原子结构的实验与推理过程，培养逻辑思维和科学探究能力。 2.明确原子由原子核（质子、中子）和核外电子构成，掌握“核电荷数=质子数=核外电子数”“质量数=质子数+中子数”的等量关系。 3.理解元素、核素、同位素的概念及三者关系； 4.掌握核外电子分层排布规律，会画1-18号元素的原子结构示意图，知道最外层电子数对元素化学性质的影响；借助绘制原子结构示意图、分析粒子性质表格等活动，提升信息处理与动手实践能力。 5.感受科学家对真理的执着追求，体会“基于证据完善认知”的科学本质，激发对化学微观世界的探究兴趣。 教学内容 教学重点： 1.原子的构成及粒子间的等量关系； 2.元素、核素、同位素的概念； 3.核外电子分层排布规律与原子结构示意图。 教学难点： 1.核素、同位素概念的理解； 2.最外层电子数与元素化学性质的关联。 教学过程 【导入】 1.模拟实验：“同学们，一张纸能永远撕下去变无穷小吗？还是撕到最小组成就不能再撕了？”引导学生思考物质微观构成。 2.引入历史观点：分别介绍我国战国惠施“一尺之棰，日取其半，万世不竭”与古希腊德谟克里特“物质由不可分割原子构成”的观点，引出本节课核心——原子结构。 【新课讲授】 1.原子结构模型的发展 【师】播放道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔的模型视频，按时间顺序讲解各模型核心： 道尔顿（19世纪初）：原子是实心球，化学反应中不可分割。 汤姆生：发现电子，提出“葡萄干面包模型”（电子嵌在正电荷球体中）。 卢瑟福（α粒子轰击金箔实验）：原子内部大部分为空，中心有原子核，电子绕核运动（行星模型）。 玻尔：引入量子论，电子核外分层排布。 【生】做电子云模型，感受科学家对真理的追求。 【师】补充现代电子云模型，强调模型随知识、技术、证据更新而发展，鼓励学生不断探索。 2. 原子核的构成 【师】科学家研究证实，原子是由原子核和核外电子构成的，而原子核又由质子和中子构成。 【表格】引导学生观察表格中带电荷量和质量。得出质子带正电，中子不带电，电子带负电； 质子与电子电荷数相等、电性相反所以原子不显电性。从而推出：“核电荷数=质子数=核外电 子数”；电子质量很小可忽略，原子质量集中在原子核；质子与中子质量近似相等。 【师】回顾相对原子质量，提出问题：¹²C原子指哪种碳原子吗？12代表什么意思呢？ 【生】是指质子数为6，中子数也为6的碳原子，12是质量数 。 【师】引入原子的符号，讲解X代表元素符号，左上角A代表质量数，左下角Z代表质子数。 【生】练习符号的表达，分析得出“质子数+中子数=质量数≈相对原子质量”。 【练习】根据：“中子数=质量数-质子数 ”的计算。 【师】展示¹H、²H、³H（氕、氘、氚）的符号与结构，引导学生发现：相同点（质子数1）、 不同点（中子数0/1/2），得出概念： 元素：相同质子数的一类原子总称。 核素：一定质子数和中子数的一种原子。 同位素：质子数相同、中子数不同的核素互称（如¹H、²H、³H）。 【生】总结元素、核素、同位素的关系分析12C、13C、14C的关系。 【生】练习巩固基本概念 【拓展应用】：介绍同位素在考古（¹⁴C断代）、能源（²³⁵U、氘氚制氢弹）、医学（放射性同位素治肿瘤）的用途。 3. 原子核外电子排布 【师】 讲解电子分层排布：电子层1-7（K-Q层），离核越近能量越低，排布遵循“先排能量 低的层”“第n层最多2n²个电子”“最外层不超过8个（He为2个）”。 【师】示范原子结构示意图（以钠原子为例：圆圈代表原子核，带正电，里面数字11表示质 子数，弧线代表电子层，弧线上数字为电子数）。 【生】绘制1-18号中2种元素的结构示意图。 【师】启发观察原子结构示意图横行竖行有什么规律？ 【生】思考总结，继续观察1-18号原子结构得最外层电子数。 【师】稀有气体（稳定结构，最外层8e⁻/2e⁻）得到相对稳定结构。O最外层6e⁻，得到 2e⁻成稳定的O²⁻、Mg最外层2e⁻，失去2e⁻成Mg²⁺，总结：金属最外层少于4e⁻易失 电子显正价，非金属最外层多于4e⁻易得电子显负价；元素化合价与得失电子都与最外层电 子数有关，因此元素化学性质由最外层电子数决定。 【练习】 巩固粒子结构示意图及性质 【课堂小结】 1. 原子结构模型发展→原子构成（原子核+核外电子）→元素/核素/同位素→电子排布与结 构示意图→最外层电子数与化学性质。 2. 拓展思考：“原子核（质子、中子）是最小粒子吗？”引导学生课后阅读课本“拓展视野” 了解夸克，激发持续探究兴趣。 【作业布置】 1. 完成课后习题中关于原子构成、同位素、原子结构示意图的题目。 2. 生活关联调研：寻找原子应用。整理调研结果，用图文形式（如手抄报、PPT）说明“原子结构知识”与“生活产品”的关联。 学科网（北京）股份有限公司 $