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课件-2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件聚焦物质构成的奥秘，核心知识点包括微观粒子构成及科学家探索物质组成与结构的历程。课堂导入通过复习二氧化碳的组成与构成，以问题引导学生思考宏观物质与微观粒子的联系，搭建从已知到未知的学习支架。 其亮点在于跨学科实践与模型建构，结合科学探究与实践、科学思维，通过物理与化学对微观粒子运动的对比实验，动手制作原子模型（道尔顿实心球、汤姆孙枣糕、卢瑟福核式），梳理水组成的科学历程。帮助学生形成化学观念，提升探究能力，也为教师提供结构化的跨学科教学方案。

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 九年级全 第三单元　物质构成的奥秘 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 微观粒子与物质的层次关系；认识原子结构的历程；水的组成和结构 任务一：探究构成物质的微观粒子 物质由哪些微观粒子构成？物理、化学学科是如何描述微观粒子的运动特点的呢？不同学科探究思路的区别与联系是什么？ 任务二：认识模型在探索物质组成与结构中的作用 不同课程模型的各自特点是什么？你能用简图来描述元素、分子、原子与物质之间的层级关系吗？科学家认识原子结构的历程是什么样的？你能否通过自制的模型，展示不同的原子模型？ 任务三：以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 科学家从元素角度、分子角度对水的组成进行研究的历程是怎样的？你能否用自制模型展示科学家探究水的组成与结构的过程？ 任务主题 基本知识 子任务 子问题 1.查阅资料，了解微观粒子基础研究领域的新技术和新方法 2.查阅资料，了解道尔顿、汤姆孙和卢瑟福等提出的原子模型，以及科学家认识原子结构的历程 3. 查阅资料，了解科学家发现水的组成的历程(包含思路和方法) 课前任务 通过制作模型和展示科学家的探索历程，进一步认识物质是由微观粒子构成的，进一步体会用元素和分子、原子观点认识物质组成与结构的思路和方法 活动目标 二氧化碳分子 碳原子 氧原子 碳元素 氧元素 二氧化碳 气体 宏观 微观 二氧化碳是由什么组成和构成的？ 历史中科学家是如何把宏观的物质与微观粒子联系起来的呢?让我们一起去探索一下吧！ 活动引入 物质是由哪些微观粒子构成的？ 走过花圃会闻到花香 湿衣服晾干 原子、分子、离子等微观粒子 生活中的哪些实例能说明物质是由微观粒子构成的呢？ 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 物理、化学学科分别是如何描述微观粒子的运动特点的呢？ 物理 气体扩散实验 液体扩散实验 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 物理、化学学科分别是如何描述微观粒子的运动特点的呢？ 扩散现象和大量事实表明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫作分子的热运动。 物理 固体扩散实验 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 扩散现象表明分子在不停地运动，既然分子在运动，那么通常固体和液体中分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？ 分子之间存在引力和斥力 分子之间既有引力又有斥力。当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为斥力；当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引力。固体分子间的距离小，不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。 复习回顾 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 化学 品红溶液在静置的水中会扩散 浓氨水使另一个烧杯中的酚酞溶液变红 微观粒子(如分子)总是在不断运动着 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 气体可压缩储存于钢瓶中，这是因为分子之间有间隔，在受压的情况下分子间的间隔减小，加压、降温可以使气体液化。相同质量的同种物质在固态、液态和气态时的体积不同，表明其分子间的间隔不同。 由分子构成的物质在发生物理变化时，分子本身没有发生变化。例如，当品红溶于水时，品红分子和水分子都没有变成其他分子， 它们的化学性质也各自保持不变。 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 小组讨论：不同学科探究思路和方法的区别和联系是什么？ 物理探究通过对物体的形态、颜色、位置等发生的变化进行验证； 化学探究通过物质的种类改变做为线索进行探究， 即物理和化学研究线索来源不同，物理学更关注微观粒子的运动规律和相互作用，而化学更关注微观粒子的组成、结构和性质 物理和化学的研究都用到了实验方法，都是通过可以直接感知的现象，推测无法直接感知的事物 区别： 联系： 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 　　探究微观粒子需要观念、知识和方法的继承与创新，离不开科学仪器和实验技术的改进和突破。 微观粒子基础研究领域的新技术和新方法 视频：超快阿秒激光脉冲 时长：56秒 活动设计与实施 任务一　探究构成物质的微观粒子 化学、物理和生物学等课程中有多种模型体现了物质的组成与结构。这些模型有哪些不同的学科特点呢？ 化学 二氧化碳分子 水分子 氧分子 分子模型 铜原子 原子模型 能够将抽象的化学物质性质和功能与其具象的结构特征相联系 活动设计与实施 任务二　认识模型在探索物质组成与结构中的作用 物理 氢原子和氦原子的结构 原子结构模型 注重微观粒子的特性，如原子结构模型研究原子核与电子的电荷、质量分布及运动规律 活动设计与实施 任务二　认识模型在探索物质组成与结构中的作用 生物 细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质 液 泡 线粒体 叶绿体 植物细胞模型 动物细胞模型 细胞核 细胞质 细胞膜 线粒体 主要围绕生命现象和生命活动构建，全面、多角度、分层次地认识生物的各部分细微结构 活动设计与实施 任务二　认识模型在探索物质组成与结构中的作用 你能用简图来描述元素、分子、原子(包括原子核、核外电子等)与物质之间的层级关系吗？ 物质 分子 元素 组成 离子 分成 构成 得失电子 构成 构成 构成 原子 原子核 核外电子 质子 中子 活动设计与实施 任务二　认识模型在探索物质组成与结构中的作用 1808年，道尔顿提出了原子论。“原子”可被认为是原子的“实心球模型” 1911年，卢瑟福用α粒子攻击金箔，他推测原子中带正电荷部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在原子核外运动 19世纪末，汤姆孙发现了电子。他认为正电荷均匀分布在整个原子内，带负电荷的电子镶嵌其中 枣糕模型 1913年，玻尔提出核外电子是在某些特定的轨道上运动的，提出玻尔原子模型 实心球模型 核式结构模型 科学家认识原子结构的历程是什么样的？ 活动设计与实施 任务二　认识模型在探索物质组成与结构中的作用 科学家探索原子结构的脚步一直没有停下，后来人们对于目前的模型不断完善、修正，使模型更接近于事物的本质，事实上，目前的原子模型比玻尔模型又有了很大的改进。 原子模型演变过程中科学探究的思路 基于实验建构模型 新实验现象 产生 模型解释产生冲突 提出假设 依据证据进行推理 得出 结论 建构 新模型 活动设计与实施 任务二　认识模型在探索物质组成与结构中的作用 动手实践： 用橡皮泥、绿豆、小米等材料制作下面三种原子结构模型 道尔顿 实心球模型 汤姆孙 枣糕模型 卢瑟福 核式结构模型 活动设计与实施 任务二　认识模型在探索物质组成与结构中的作用 18世纪末，普里斯特利把“易燃空气(氢气)”和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁出现了液滴。 卡文迪什用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水，并确认大约2份体积的“易燃空气” 科学家从元素角度对水的组成进行研究的历程是怎 样的？ 尝试写出反应表达式： 氢气 + 氧气 → 水 卡文迪什 普里斯特利 活动设计与实施 任务三　以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 任务三也可自学习“第四单元”课题2“水的组成”之后，完成下列任务 1782年，拉瓦锡将水蒸气通过一根烧红的铁制枪管，得到“易燃空气”和一种固体物质。并将“易燃空气”命名为氢。 尝试写出反应表达式： 水 + 铁 → 固态物质 + 氢气 (氢 + 氧) (铁 + 氧) 1800年，尼科尔森和卡里斯特尔利用伏打电堆(又名伏打电池)进行了水的分解实验，将水分解为两种气体——氢气与氧气。 尝试写出反应表达式： 水 → 氢气 + 氧气 活动设计与实施 任务三　以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 拉瓦锡实验： 水 + 铁 → 固态物质 + 氢气 (氢+氧) (铁+氧) 普里斯特利、卡文迪什实验：氢气 + 氧气 → 水 尼克尔森和卡里斯特尔电解水实验：水 → 氢气 + 氧气 水是由氢、氧元素组成 (分解反应) (化合反应) 1. 上述实验得出水是由氢、氧元素组成的理论依据是什么? 化学反应前后元素种类不变 2. 通过上述实验总结探究物质组成的思路 物质1 物质2 物质3 + + …… 分解 化合 未知化合物 已知单质(或化合物) 小组讨论： 活动设计与实施 任务三　以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 道尔顿 建立原子学说 认为物质是由原子构成的，并且原子在化学变化中不可分，氢气和氧气结合生 成水的微观过程是： + → 氢原子 氧原子 水原子 科学家从分子角度对水的组成进行研究的历程是怎样的？ 盖 - 吕萨克 提出气体化合体积定律 通过实验发现2体积氢气和1体积氧气反应生成2体积水蒸气，推测： + → 氢原子 氧原子 水原子 (水属于复杂原子) 活动设计与实施 任务三　以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 阿伏加德罗 提出分子学说 认为物质是由分子构成的，分子由原子构成，提出“相同条件下，相同体积气体含有相同数目分子”，推测： + → 氢分子 氧分子 水分子 19世纪60年代，分子学说被广泛接受后，水的化学式逐渐被同意确定为H2O 三位科学家对“氢气和氧气反应"实验做出了不同解释，你更赞成哪位科学家的说法？为什么？分享你的看法。 活动设计与实施 任务三　以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 1.用纸板、橡皮泥等材料制作有关原子和分子的模型 动手实践： 2.拼接模型展示历史上科学家对氢气与氧气反应生成水的典型观点 ①用2个水分子模型展示 ②用4个水分子模型展示 活动设计与实施 任务三　以水为例梳理物质组成与结构的认识思路 1.展示上述活动中的一些典型案例，与同学交流。 2.总结本次活动在知识、方法和观念等方面的收获。拟订一个主题，以报告、论文或图画等形式表达自己的认识和体会，并与同学交流。 展示与交流 1. 自从道尔顿创立原子学说以后，科学家们提出了多种原子结构模型，下图即为其中的一种。有关说法不正确的是( ) A. 质子所带正电荷数等于电子所带负电荷数 B. 所有原子的原子核都是由质子和中子构成的 C. 原子的质量主要集中在原子核上 D. 改成结合模型可知电子在四周绕着原子核运动 B 如氢原子的原子核中只有1个质子，没有中子 随堂练习 2. 小组同学学习完物质的组成与结构后，进行如下项目式学习。 (1)了解并制作原子模型：小组同学查阅资料后制作了如下原子结构模型。 ①道尔顿提出了原子的“实心球模型”，以上模型中属于道尔顿原子模型的是____(填字母)。 A A B C 汤姆孙 枣糕模型 卢瑟福核式结构模型 随堂练习 ②汤姆孙发现了原子内有带负电荷的_____，而原子是电中性的。他提出了一个原子模型：原子是一个球体，正电荷分布在整个球体内，_____像面包上的葡萄干镶嵌其中。 (2)制作分子模型：小组同学在老师指导下制作了氢气和氧气的分子模型，将它们拆解后重新组成了水的分子模型。通过该实验能够得出的结论是_______________________________________________。 电子 每个水分子由1个氧原子和2个氢原子构成(合理即可) 电子 随堂练习 $