专题5跨学科实践活动制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程导学案--2026-2027学年八年级化学沪科版（五四学制）全一册

该初中化学导学案围绕科学家探索物质组成与结构的历程展开，引导学生梳理原子分子模型演变脉络，从古代朴素原子假说到现代电子云模型，结合课前史料预习搭建学习支架，通过情境探究连接宏观物质与微观结构的探索逻辑。 特色在于跨学科实践融合化学、物理、艺术等知识，利用科普视频、3D动画辅助，通过橡皮泥等材料制作模型并小组展示互评，培养科学探究与实践能力，在科学史梳理中渗透科学态度与责任，助力学生形成宏观辨识与微观探析的化学观念。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 八年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 跨学科实践活动 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 结合化学课程标准要求，学生需梳理科学家探索物质组成与结构的核心历程，了解原子、分子模型的演变过程，掌握模型建构的基本方法。通过跨学科实践活动，学会利用模型表征微观物质结构，能合作完成模型制作与展示，体会科学探究“假说—实验—验证—迭代”的核心思路，树立宏观辨识与微观探析的化学基本观念。 学习目标 化学观念：建立物质微观构成认知，厘清分子、原子的基本关系。 科学思维：通过模型迭代，培养证据推理、模型认知与创新思维。 科学探究与实践：合作完成模型制作、展示与评价，提升动手与表达能力。 科学态度与责任：感悟科学家求真务实、勇于质疑、不断探索的科学精神，树立严谨的治学态度与科学探究意识。 重难点 重点：梳理物质组成与结构的探索历程，掌握各阶段原子结构模型的核心特点，学会建构微观粒子模型。 难点：理解模型迭代与科学实验证据的关联，建立宏观现象与微观结构的对应关系，深度体会科学探究循序渐进、不断完善的本质，实现多学科知识的融合运用。 资源与 建议 教学资源：教材科学史素材、原子结构演变科普视频、3D微观结构动画、橡皮泥、彩球、铁丝、卡纸等手工材料，多媒体展示平台、小组评价量表。跨学科融合化学、物理、艺术、信息技术知识。教学建议：采用小组合作模式，课前布置史料预习，课中聚焦模型建构与探究，课后开展成果拓展。注重分层教学，兼顾动手能力强弱的学生，引导学生基于实验证据分析模型优劣，鼓励创新改良模型，重视过程性评价，落实实践育人目标。 学习过程 第一部分：课前预习案 【预习目标】 1. 自主查阅资料，初步梳理人类探索物质组成与结构的发展脉络，认识不同时期代表性科学家及核心观点。 2. 结合教材内容，初步区分分子、原子的基本概念，感知微观粒子的客观存在性。 3. 了解模型法在化学研究中的作用，初步构思简单的原子、分子结构模型。 4. 培养自主探究、史料梳理的能力，为课中模型制作、合作探究做好知识与思维铺垫。 【预习新知·基础填空】 1. 古代朴素物质观：古希腊学者________提出，世间万物是由不可再分的微小粒子——原子构成，这是人类最早的原子假说，仅为哲学猜想，无实验证据支撑。 2. 近代原子学说：1803年，英国科学家________提出实心球体原子模型，认为原子是不可再分的实心球体，同种原子质量、性质完全相同，不同原子结合形成物质。 3. 分子学说：1811年，意大利科学家________提出分子学说，指出________是保持物质化学性质的最小微粒，________是化学变化中的最小微粒，原子可以相互结合形成分子。 4. 汤姆森原子模型：1897年，汤姆森发现原子中存在带负电的________，推翻了原子不可再分的观点，提出________模型，认为电子均匀镶嵌在带正电的原子球体中。 5. 卢瑟福核式原子模型：通过________实验，提出原子的核式结构模型，认为原子中心有体积很小、质量很大、带正电的________，________在原子核外的空间运动。 6. 玻尔原子模型：改进核式模型，提出电子在原子核外________上分层运动，能量不同的电子分布在不同轨道。 7. 现代电子云模型：科学家通过量子力学研究，认为电子在原子核外空间做无规则高速运动，形成________，无法精准确定电子的运动轨迹。 【预习思考·问题探究】 1. 从古代原子假说到现代电子云模型，原子结构模型不断迭代更新，根本原因是什么？ 2. 结合生活实例，简单说说为什么化学研究中需要使用模型法研究微观粒子？ 3. 初步对比道尔顿实心原子模型和卢瑟福核式模型，二者最大的区别是什么？ 【预习任务·实践准备】 1. 自主整理物质结构探索历程时间轴，标注关键科学家、年份、核心模型及核心结论。 2. 准备模型制作基础材料：卡纸、彩色橡皮泥、细铁丝、彩笔、剪刀、胶水等。 3. 小组提前分工，确定史料整理员、模型制作员、成果讲解员、记录员，明确个人任务。 第二部分：课中探究案 【课堂导入·情境探究】 我们生活的世界由形形色色的物质构成，宏观上我们能看到物质的颜色、状态、形状，但是物质的微观构成我们无法直接观察。看不见、摸不着的微观粒子，科学家是如何一步步探索、揭秘其结构的？模型是连接宏观世界与微观世界的重要桥梁，本节课我们将以小组为单位，追溯科学探索历程，亲手制作微观结构模型，沉浸式感受科学探究的魅力。 【探究任务一：梳理科学历程，厘清模型演变逻辑】 结合教材知识点与课前预习成果，小组合作完成原子结构模型演变对比分析，深度探究每一种模型的进步性与局限性，理解科学探究的递进性。 1. 小组合作完善科学历程时间轴，精准补充各阶段核心内容，重点分析：每一种新模型的出现，是基于哪些新的实验证据？推翻或完善了旧模型的哪些缺陷？ 2. 重点辨析核心概念：分子和原子的区别与联系。从构成角度，大部分物质由分子构成，分子由原子构成；从变化角度，化学变化中分子可分，原子不可再分。结合水的构成，说明水分子、氢原子、氧原子的层级关系。 3. 深度思考：科学探究没有终点。从哲学猜想到实验验证，从宏观推测到微观建模，原子模型的百年演变，体现了科学研究怎样的核心特点？ 小组研讨总结：科学探究具有________、________、________的特点，科学理论和模型不是一成不变的，会随着实验技术进步、研究深入不断修正、完善。 【探究任务二：探究模型本质，掌握建模核心方法】 教材明确指出，模型是科学研究的重要方法，分为实物模型、概念模型、数学模型等，本次实践制作的是实物微观结构模型。结合所学知识，小组合作探究建模的核心原则。 1. 建模基本原则探究：一是真实性，贴合科学实验结论，符合微观粒子结构特点；二是简洁性，简化复杂微观规律，直观呈现核心结构；三是针对性，精准体现不同原子模型的核心差异。 2. 问题研讨：我们无法观测真实的原子结构，为什么制作的模型依然具有科学研究价值？ 学生探究总结：微观粒子无法直接观测，模型可以将抽象、无形的微观结构________，帮助我们直观理解微观粒子的构成、运动规律，同时方便对比不同模型的差异，梳理科学探究的思路。 3. 跨学科融合探究：本次建模活动融合多学科知识，艺术学科的色彩搭配、结构美学，物理学科的粒子运动、电荷知识，信息技术的模型可视化思路，数学的比例缩放思维，多学科融合助力科学建模。 【探究任务三：动手实践操作，分组制作微观结构模型】 结合教材要求，各小组自主选择两种典型模型进行制作，可选模型：道尔顿实心原子模型、汤姆森葡萄干布丁模型、卢瑟福核式原子模型、玻尔分层轨道模型、水分子结构模型。 1. 制作前期规划：小组结合材料特点，确定模型类型、尺寸、色彩方案，明确各成员分工，规划制作步骤，保证模型比例合理、结构精准。 2. 分步制作与探究： （1）基础原子模型制作：以卢瑟福核式模型为例，用大质量彩球代表原子核，标注正电荷，用细小彩球代表核外电子，通过铁丝固定电子运动空间，直观体现原子核体积小、质量大，电子在核外空旷空间运动的特点。制作过程中思考：为什么原子核的体积要远小于原子整体体积？ （2）分子模型制作：以水分子（H₂O）为例，按照2个氢原子、1个氧原子的比例搭配，用不同颜色橡皮泥区分氢、氧原子，拼接形成水分子模型，直观感受分子由原子构成的微观本质。思考：水分子模型能否体现水的化学性质？为什么？ 3. 制作修正与优化：小组完成初稿模型后，对照教材知识点自查纠错，修正结构错误、比例失衡等问题，同时结合创新思维，对模型进行优化，增加标注、说明等细节，提升模型的科学性与观赏性。 【探究任务四：成果展示交流，互评总结提升】 1. 小组成果展示：各小组依次上台展示制作的模型，讲解对应科学家的探究历程、模型核心结构、科学意义、优缺点，分享小组制作思路与遇到的问题及解决方法。 2. 全员互评打分：依据科学性、准确性、创新性、美观度、讲解完整性五个维度，参照评价量表进行互评，指出各小组模型的亮点与不足，提出优化建议。 3. 核心问题深度探究： （1）对比不同时期的原子模型，哪一个模型最接近现代科学认知？它完善了旧模型的哪些缺陷？ （2）结合本次实践，总结科学家探索微观物质结构的通用研究方法是什么？ （3）模型是否完全等同于真实的微观结构？我们应该如何科学看待科学模型？ 【课堂总结·素养升华】 通过本节课的探究与实践，我们完整梳理了物质组成与结构的百年探索历程，亲手建构了微观粒子模型，熟练掌握了模型法的应用价值。从古人的哲学猜想到现代精准的量子力学模型，每一次模型迭代，都源于科学家的大胆质疑、严谨实验、不断创新。微观世界的探索从未停止，科学的进步永无止境。作为初中生，我们要学会用宏观辨识、微观探析的思维看待化学物质，养成求真务实、勇于探究的科学品质，学会用建模思维解决化学问题，为后续学习物质的性质、化学变化的本质奠定坚实基础。 【课堂当堂检测】 1. 下列哪位科学家提出了分子学说（） A. 道尔顿 B. 阿伏伽德罗 C. 汤姆森 D. 卢瑟福 2. 卢瑟福的α粒子散射实验直接证明的结论是（） A. 原子是实心球体 B. 原子内有带负电的电子 C. 原子中心有原子核 D. 电子分层运动 3. 简述原子结构模型不断演变的原因及科学探究的核心精神。 板书设计 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 一、探索历程·模型迭代 1. 古希腊：朴素原子假说（哲学猜想，无实验证据） 2. 道尔顿：实心球体原子模型（近代原子学说） 3. 阿伏伽德罗：分子学说（分子、原子层级关系） 4. 汤姆森：葡萄干布丁模型（发现电子，原子可分） 5. 卢瑟福：核式结构模型（原子核+核外电子） 6. 玻尔：电子分层轨道模型 7. 现代：电子云模型 二、核心概念 分子：保持物质化学性质的最小微粒 原子：化学变化中的最小微粒 三、建模方法与科学思维 方法：假说→实验→建模→验证→迭代 素养：宏观辨识、微观探析、求真务实、创新质疑 参考答案 （一）课前预习案答案 【预习新知·基础填空】 1. 德谟克利特 2. 道尔顿 3. 阿伏伽德罗；分子；原子 4. 电子；葡萄干布丁（枣糕） 5. α粒子散射；原子核；电子 6. 固定轨道 7. 电子云 【预习思考·问题探究】 1. 根本原因：实验技术不断进步、科学研究不断深入，新的实验证据不断推翻、完善旧的理论与模型，推动科学模型持续迭代。 2. 微观粒子看不见、摸不着，无法直接观测，模型可以将抽象的微观结构直观化、具象化，帮助我们快速理解物质的微观构成与变化规律。 3. 道尔顿模型认为原子是不可再分的实心球体；卢瑟福模型证明原子内部有空旷空间，中心存在原子核，推翻了原子实心、不可再分的观点。 （二）课中探究案答案 【探究任务一】小组研讨总结：发展性、严谨性、创新性（合理即可） 【探究任务二】学生探究总结：具象化、直观化 【探究任务三】问题思考答案 1. 原子核体积仅为原子体积的几千亿分之一，原子内部大部分空间是空的，贴合真实原子结构特点。 2. 可以；水分子是保持水的化学性质的最小微粒，水分子模型可直观体现水的微观构成，解释水的化学性质相关规律。 【探究任务四】深度探究答案 1. 玻尔分层轨道模型与现代电子云模型最接近现代认知；完善了早期模型无内部结构、电子运动无规律、原子为实心球体等缺陷。 2. 通用方法：提出假说→实验探究→建构模型→验证修正→迭代完善。 3. 模型是对真实微观结构的简化、理想化表征，不等同于真实结构；科学模型是阶段性的科学认知成果，具有局限性和发展性，需要不断修正完善。 （三）课堂当堂检测答案 1. B 2. C 3. 演变原因：随着实验技术升级和科学研究深入，新的实验证据不断出现，原有模型的局限性逐渐暴露，推动模型持续修正、迭代。核心精神：求真务实、大胆质疑、勇于创新、坚持不懈、严谨治学的科学探究精神。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $