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

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

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。

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；

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

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。

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；