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物质微观构成与科学家探索历程，通过生活物质情境导入，引导学生结合课本第三单元梳理道尔顿、汤姆孙等科学家的原子模型迭代，搭建“科学史实-理论依据-模型特点”知识框架，为动手制作提供理论支架。 此资料以跨学科实践为特色，通过制作原子迭代模型和分子结构模型，融合物理、美术等学科知识，落实科学探究与实践。成果展示中引导学生分析模型迭代的证据推理，培养科学思维，渗透科学家严谨创新的科学态度与责任。帮助学生具象化微观认知，提升合作能力，为教师提供核心素养导向的实操教学方案。

化学《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 课题 单元 学科 化学 年级 九年级 学习 目标 化学观念：明晰物质由原子、分子等微观粒子构成，掌握原子结构模型迭代演变规律，建立宏观物质与微观结构的关联认知。 科学思维：通过分析科学史实，形成证据推理、模型认知思维，理解科学理论不断修正完善的本质。 科学探究与实践：动手制作微观结构模型，完成成果展示交流，提升动手实操与合作探究能力。 科学态度与责任：体悟科学家严谨求实、勇于探索、坚持不懈的科研精神，树立崇尚科学、敢于创新的科学价值观。 重点 教学重点：梳理道尔顿、汤姆孙、卢瑟福、玻尔等科学家探索物质结构的核心成果与理论，掌握原子结构、分子结构模型的制作方法，理解模型在化学微观研究中的应用价值。 教学难点：理清原子结构模型迭代更新的科学依据，结合科学史实解释模型改进的原因，通过模型搭建建立微观具象思维，突破微观粒子看不见、摸不着的认知壁垒，实现跨学科知识的融合运用。 难点 教学过程 教学环节 师生活动 设计意图 导入新课 我们生活的世界由万千物质构成，花草、空气、金属、水等形态各异的物质，其本质组成与微观结构始终是人类探索的奥秘。在科技落后的古代，人们无法窥探微观世界，而一代代化学家、物理学家凭借猜想、实验、验证，逐步揭开物质微观结构的面纱。今天，我们循着科学家的足迹，梳理探索历程、制作微观模型，直观解锁物质构成的奥秘。 依托生活真实场景创设问题情境，贴合学生生活认知，快速激发学生探究兴趣。 讲授新课 任务一：依托课本目录，梳理物质组成与结构探索科学史 教师活动：结合课本第三单元课题1《分子和原子》、课题2《原子的结构》目录及正文内容，梳理本节课核心史实脉络，明确探索历程四大关键阶段。提前整理精简版科学家探索史料，聚焦道尔顿、汤姆孙、卢瑟福、玻尔四位核心科学家，标注每位科学家的实验依据、核心理论、模型特点及历史局限性。课堂上引导学生结合课本原文，对应梳理每位科学家的研究成果，搭建知识框架，同时提问启发：“为什么后续科学家的研究能够推翻、修正前人的理论？”引导学生思考科学进步的本质是实验技术的革新与认知的深化。此外，结合课本中水的构成、物质的微观构成知识点，关联阿伏伽德罗分子学说，完善物质组成探索的完整脉络，帮助学生建立系统的史实认知。 学生活动：学生对照课本第三单元教材内容，自主翻阅对应章节，勾画课本中关于原子、分子探索的相关文字与图片资料。以小组为单位，分工整理四位核心科学家的研究信息，详细记录每位科学家的实验方法、核心观点、对应微观模型形态及存在的不足。小组内部交流讨论教师提出的问题，结合课本知识分析得出：前人理论存在局限性，是因为受限于当时的实验设备与科研水平，新的实验现象能够弥补原有理论的漏洞，推动科学理论迭代更新。同时结合课本分子、原子的基本性质，理解分子学说与原子论的互补关系，完整梳理出人类探索物质组成与结构的完整历程，形成条理清晰的知识笔记。 设计依据：本任务紧扣课本核心教学内容，立足教材目录与正文知识点，让学生依托教材自主探究，避免脱离课本的无效学习，夯实理论基础，为后续模型制作提供科学理论支撑。 任务二：结合课本知识点，设计迭代式微观结构模型方案 教师活动：结合课本原子结构、分子结构的核心知识点，明确本次模型制作的两类核心内容：原子结构迭代模型、常见物质分子结构模型。针对课本重点知识，细化模型制作要求，指导学生区分不同原子模型的核心差异：道尔顿实心原子模型需体现不可再分的实心球体特点；汤姆孙葡萄干布丁模型需体现电子均匀分布在原子中的结构；卢瑟福核式模型需突出原子核与核外空旷区域的对比；玻尔分层模型需体现电子分层排布的特点。同时结合课本水分子、氧分子的结构知识，指导学生设计分子模型，明确原子大小比例、连接方式。为学生提供橡皮泥、硬纸板、小球、铁丝、彩笔等常见材料，鼓励学生结合材料特点优化设计方案，同时强调模型的科学性优先于美观性，必须贴合课本理论知识。巡视各小组设计过程，针对学生出现的结构设计错误、比例失调等问题及时纠错指导。 学生活动：各小组结合课本知识点与梳理的科学史实，开展模型方案设计研讨。首先明确本组制作的模型类型，结合课本图文资料，精准标注每种模型的结构特点、对应科学家理论及科学依据。针对原子迭代模型，逐一区分四种模型的结构差异，标注模型迭代的改进亮点；针对分子模型，严格按照课本中水分子、二氧化碳分子的构成比例，确定原子数量、大小比例与空间结构。小组合作绘制模型设计草图，标注制作材料、制作步骤、结构参数，完善完整的制作方案。过程中主动对照课本知识点自查自纠，修正设计漏洞，确保模型设计完全贴合科学理论与教材内容，同时在方案中预留创新优化空间，如制作可拆卸模型、标注模型原理卡片等。 设计依据：本任务深度对接课本微观结构核心知识点，将抽象的课本理论转化为具象的模型设计，落实模型认知的核心素养，锻炼学生的知识运用与方案设计能力。 任务三：动手实操制作模型，落实跨学科实践探究 教师活动：基于学生设计的方案，指导各小组开展模型制作实操，全程分层针对性指导。对于基础薄弱小组，重点指导基础结构搭建，确保原子、分子核心结构准确，贴合课本基础知识点；对于能力较强的小组，鼓励创新制作，如制作可拆分的原子模型、动态分层电子排布模型，提升模型的展示性与实用性。结合物理学科的微观粒子运动、美术学科的构图审美、历史学科的科学史实，引导学生融合多学科知识优化模型。制作过程中，实时巡查各小组进度，及时解决材料使用、结构搭建中的问题，提醒学生规范操作、合理分工、节约材料。同时引导学生边制作边思考模型对应的科学原理，关联课本知识点，实现动手与动脑结合，杜绝机械制作。 学生活动：各小组按照分工与设计方案，有序开展模型制作工作。组员各司其职，部分组员负责裁剪、塑形、拼接材料，搭建原子结构、分子结构主体模型；部分组员负责制作说明卡片，手写标注模型名称、对应科学家、核心理论、结构特点及迭代意义。制作过程中，严格对照课本知识把控细节，如卢瑟福模型中原子核体积极小、原子内部大部分空间空旷，水分子中氢氧原子的角度与大小比例等关键细节。小组内部相互配合、相互检查，及时修正制作偏差，同时结合跨学科知识优化模型外观与结构。完成基础制作后，对模型进行打磨、美化，完善细节，最终完成一套完整的原子迭代模型或分子结构模型，同时梳理模型对应的科学知识点与探索历程。 设计依据：本任务是跨学科实践的核心环节，融合多学科知识与动手实操能力，将课本抽象知识具象化，让学生在实践中深化对微观结构的认知，提升合作探究与动手创新能力。 任务四：成果展示交流，互评总结深化认知 教师活动：组织开展“微观结构探索成果展”，搭建展示交流平台，制定科学的评价标准，评价维度涵盖科学性、完整性、创新性、表述准确性、团队协作五个方面。依次邀请各小组上台展示模型，要求学生结合课本知识点讲解模型对应的科学理论、探索历程、迭代改进的意义。学生展示过程中，教师适时追问引导，如“该模型相较于前一版模型，修正了哪些错误？依据是什么？”“结合课本知识，说说该模型的局限性是什么？”。展示结束后，组织小组互评、教师点评，肯定学生的创新亮点与实践成果，纠正表述与模型中的细微问题，梳理本节课核心知识脉络，强化学生对物质结构探索历程与微观模型的认知。 学生活动：各小组推选发言人，上台展示本组制作的模型，完整讲解模型的设计思路、制作过程、对应科学家的研究成果、模型结构特点及科学价值。结合课本知识点回答教师提问，阐述模型迭代的科学依据，分析不同原子模型的优缺点。认真倾听其他小组的展示内容，对照自身作品查漏补缺，按照评价标准客观开展互评，学习他人的创新思路与优秀做法。展示结束后，整理本组作品与资料，总结制作过程中的收获与不足，深化对微观世界探索历程、模型认知的理解，完善自身知识体系。 设计依据：本任务依托成果展示实现知识复盘与思维提升，通过表达交流、互评互鉴，强化学生的知识运用能力与语言表达能力，落实学以致用的教学目标。 本节课立足九年级上册第三单元《物质构成的奥秘》课本内容，打破单一学科壁垒，融合化学、物理、美术、历史多学科知识，落实跨学科实践教学要求。摒弃传统理论灌输模式，以任务驱动为核心，依托科学史实梳理、模型设计制作、成果展示评价三大核心环节，让学生从被动听课转为主动探究。既巩固课本原子、分子的核心知识点，又通过动手实践培养模型认知与空间想象能力，同时渗透科学精神教育，助力学生构建完整的微观化学知识体系，全面落实化学核心素养育人目标。 课堂小结 本节课我们依托课本物质构成的奥秘相关知识，系统梳理了人类探索物质组成与结构的百年历程，明晰了道尔顿、汤姆孙、卢瑟福、玻尔四位科学家的核心科研成果，直观感受了原子结构模型从实心球体、葡萄干布丁模型到核式模型、分层模型的迭代升级过程。通过动手制作微观模型、展示交流，将抽象的微观理论转化为具象实物，深化了对分子、原子微观结构的认知。同时深刻体会到科学探究永无止境，科学理论的完善依托实验创新与大胆探索，培养了严谨求实的科学态度，提升了跨学科实践与创新思维能力。 说出本节课自己学会什么 归纳知识 板书设计 跨学科实践活动2 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. 道尔顿：实心原子模型→原子不可再分（局限性：忽略原子内部结构） 2. 汤姆孙：葡萄干布丁模型→发现电子，原子可分 3. 卢瑟福：核式原子模型→发现原子核，原子中空 4. 玻尔：分层排布模型→电子分层运动 二、实践核心：模型制作（科学性、迭代性、具象性） 三、科学精神：严谨求实、勇于探索、不断创新 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $