第三单元跨学科实践活动2制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦分子、原子、离子构成物质及原子结构模型演变，通过复习水、氧气等物质的微观构成引出模型作用，搭建宏观-微观认知支架，梳理科学家探索历程。 特色为跨学科实践与分层模型制作，小组用橡皮泥等材料制作原子分子模型并展示科学史，落实科学探究与实践和科学思维，培养宏微结合化学观念，提升学生动手表达能力，为教师提供丰富跨学科教学资源。

九年级化学上册教案 课题 第三单元 跨学科实践活动2制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 第1课时 总第1课时 设计者 参研人 授课时间 月 日第 节 素养目标 化学观念 系统梳理分子、原子、离子三类构成物质的微观粒子，建立宏观物质 — 微观粒子双向认知体系。 梳理人类认识原子结构完整历程，掌握道尔顿、汤姆孙、卢瑟福、玻尔、电子云五种原子模型核心特征。 从微观模型区分纯净物、混合物；区分物理变化（分子间隔改变）、化学变化（分子拆分、原子重组）微观本质。 科学思维 通过原子模型演变历程，理解科学理论随实验证据不断修正的科学发展规律，形成证据推理思维。 借助模型搭建、图文分析，建立微观具象思维，能借助模型解释物质组成、物质变化两类核心问题。 融合化学、美术、物理、历史多学科视角，多角度认识微观粒子研究价值，建立跨学科综合思维。 科学探究与实践 小组分工合作，利用橡皮泥、硬纸板、金属丝等材料制作原子、分子、离子微观模型。 分组梳理原子结构发展史，制作科普展板、上台展示汇报科学家探索历程。 依托自制模型完成三类实践任务：区分纯净 / 混合物、模拟物理变化、模拟化学变化，提升动手实操与表达能力。 科学态度与责任 感受历代科学家质疑、求证、迭代的探究精神，树立严谨求实、勇于探索的科学品质。 结合我国微观科学发展成果，增强民族自豪感；体会模型法在科研中的重要价值。 小组协作过程培养分工合作、交流展示的综合素养，理解跨学科融合解决科学问题的优势。 教学重难点 重点： 原子结构模型演变顺序与各模型核心内容； 动手制作原子、分子、离子微观模型； 用模型区分纯净物、混合物，模拟物理、化学变化微观过程； 宏观与微观的对应转化。 难点： 理解原子模型不断更新的实验依据，明白模型是简化科学抽象； 准确搭建化合、分解类化学反应微观模型，理清反应前后原子守恒； 规范、有条理完成小组科普展示汇报。 教学准备 多媒体资源： 原子模型演变动态动画、氢气燃烧微观示意图、空气微观构成图、课堂评价量表、跨学科拓展图文、分层课堂任务单、科普展示模板 PPT。 手工教具材料： 彩色橡皮泥（区分质子、中子、电子）、硬纸板、细铁丝、彩笔、胶水、标签贴纸、剪刀。 配套资料： 小组分工记录表、模型制作任务单、科普汇报提纲、课堂评价量表、分层课后拓展任务。 跨学科素材： 历史：原子理论发展时间线；美术：模型色彩构图要求；物理：电子运动、粒子运动相关知识。 教学板块 教与学活动 二次备课 导入新课 任务一：梳理原子模型科学发展史 任务二：模型工坊：制作微观粒子模型 任务三：模型应用实践展示 课堂练习与小结 教师活动 复习提问：水、氧气、食盐分别由什么微观粒子构成？物质微观结构肉眼无法观察，科学家依靠什么手段开展研究？ 出示五种原子模型图片，提问人类认识原子并非一步到位，经历漫长探索过程。 板书课题：跨学科实践活动 2 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构。 学生活动 回忆第三单元分子、原子、离子知识点，观察原子模型图片，思考模型在化学研究中的作用。 设计意图 复习旧知搭建基础，抛出模型核心作用，引出本节课实践、展示两大核心任务。 教师活动 按时间顺序讲解五阶段原子模型，同步板书核心特征： ①道尔顿（1808）实心球模型：原子不可再分； ②汤姆孙（1904）葡萄干布丁：发现电子，正电荷均匀分布； ③卢瑟福（1911）核式模型：α 粒子实验证明原子核集中质量； ④玻尔（1913）分层轨道：电子分层固定轨道运动； ⑤薛定谔电子云模型：电子无固定轨道，用概率云描述。 发放时间线记录表，小组填写每位科学家实验依据与模型局限。 布置展示任务：每组选取一位科学家，准备 2 分钟科普讲解。 学生活动 小组合作填写发展史表格，交流各模型进步与不足；分配展示汇报人员，梳理讲解提纲。 设计意图 以时间轴理清科学迭代逻辑，落实证据推理科学思维，为后续展示任务铺垫内容。 教师活动 明确材料使用规范与分工：材料员、制作员、记录员、讲解员。 三层制作任务分层要求： 基础任务：氢、氧原子简易模型；H₂、H₂O 分子模型； 进阶任务：钠原子、钠离子、氯原子、氯离子、氯化钠离子模型； 拓展任务：空气混合物微观模型、氢气燃烧反应前后全套模型。 巡视指导，纠正模型科学性错误（如电子层数、质子数配比），强调色彩区分规则。 学生活动 小组协作动手制作，标注模型名称；完成后组内互查科学性，修改错误。 设计意图 动手实践将抽象微观结构具象化，融合美术造型跨学科知识，突破微观认知难点。 教师活动 布置三组模型应用实操任务，小组轮流上台展示： 任务 1：用模型区分纯净物（氧气）、混合物（空气），说明微观差异； 任务 2：用水分子模型模拟水蒸发（物理变化，分子不变，间隔变大）； 任务 3：氢气燃烧模型模拟化学变化，讲解分子破裂、原子重组、原子守恒。 发放评价量表，从科学性、美观、表达、协作四维度进行师生互评。 学生活动 小组代表上台展示、讲解模型；台下同学倾听打分，提出优化建议。 设计意图 依托自制模型实现知识迁移，锻炼口头表达，落实宏微结合化学观念。 1. 即时检测 人们对原子结构的认识，同其他科学事实一样经历了一个不断探索，不断深化的过程，下列关于原子结构模型的演变过程中，正确的是（ D ） A.汤姆孙原子模型→道尔顿原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型 B.汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型→道尔顿原子模型 C.道尔顿原子模型→卢瑟福原子模型→汤姆孙原子模型→玻尔原子模型→电子云模型 D.道尔顿原子模型→汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型 2. 师生共建知识框架： 分层实操预设：基础组只完成原子、单质分子模型；中等组增加离子模型；优等生完成化学反应全套模型； 课堂生成应对：学生提出电子云无法手工还原，说明模型是简化抽象，不必完全复刻真实微观状态； 材料优化：课堂提前备好备用橡皮泥，避免材料不足耽误制作； 跨学科拓展：若课堂时间充足，补充古代 “端” 的朴素原子观点，融合历史学科。 板书设计 第三单元 跨学科实践活动2 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 一、原子模型演变（5 阶段） 道尔顿：实心不可分割原子 汤姆孙：布丁模型（含电子） 卢瑟福：原子核式结构 玻尔：电子分层轨道 薛定谔：电子云模型 规律：实验更新→模型迭代完善 二、模型制作三类粒子 原子（质子、中子、核外电子） 分子（同种 / 不同原子结合） 离子（原子得失电子带电） 三、模型两大应用 区分：纯净物（同种微粒）/ 混合物（多种微粒） 区分变化： 物理变化：分子不变，间隔改变 化学变化：分子拆分，原子重组，原子数目不变 四、跨学科融合：化学 + 美术 + 历史 + 物理 教学反思 本节课动手模型制作极大提升学生课堂参与度，跨学科展示活动锻炼学生表达能力；但部分小组制作时只追求外观美观，忽略质子数、电子层数等科学细节，后续课堂需提前强化科学性检查。 分层作业 一、基础巩固题（全员必做） 1.按顺序写出原子模型演变五位科学家与对应模型名称。 2.画出水分子微观模型，并标注各微粒名称。 3.简答：水蒸发属于物理变化，微观原因是什么？ 二、能力提升题（中等难度） 1.简述卢瑟福 α 粒子散射实验对原子模型的贡献。 2.利用家里黏土 / 面团制作氯化钠离子简易模型，拍照留存。 3.用模型语言描述氢气燃烧的微观全过程。 三、拓展探究题（拔高选做） 1.小组合作绘制 300 字微观科普手抄报，主题《原子的探索之路》。 2.查阅资料，简单介绍我国现代微观探测科技成果。 3.思考：为什么科学家不直接观测原子，而大量使用模型开展研究？ 参考答案 一、基础巩固题 1.道尔顿（实心球）、汤姆孙（布丁）、卢瑟福（核式）、玻尔（分层轨道）、薛定谔（电子云）； 2.略（2 个氢原子 + 1 个氧原子构成水分子）； 3.水分子本身不变，分子之间间隔变大。 二、能力提升题 1.α 粒子散射实验证明原子中心有体积小、质量大的原子核，推翻实心球模型； 2.略（Na⁺、Cl⁻静电结合）； 3.氢分子、氧分子拆分为氢、氧原子，原子重新组合成水分子，反应前后原子种类、数目不变。 三、拓展探究题 1.手抄报包含时间线、模型图、科学家简介即可； 2.示例：扫描隧道显微镜可直接拍摄原子图像，实现单原子操控； 3.原子体积极其微小，无法直接肉眼观测，模型简化微观结构，方便研究、讲解。 学科网（北京）股份有限公司 $