3.1 构成物质的微观粒子 第2课时（教学设计）化学新教材沪教版九年级上册

该初中化学教学设计聚焦“原子的构成”与“相对原子质量”核心知识，通过道尔顿到卢瑟福的原子模型演变史导入，承上分子原子概念，下启离子与元素学习，搭建微观认知支架。 资料以科学史串联教学，如α粒子散射实验分析培养科学态度与责任，问题链引导学生从实验现象推理原子结构，落实科学思维中的证据推理。结合模型、数据对比具象化抽象知识，帮助学生建立微观量化认知，为教师提供清晰教学逻辑与分层练习，提升课堂效率。

3.1构成物质的微观粒子 第2课时 原子的构成 相对原子质量 年级 九年级 学科 化学 课型 新授课 教材 新教材沪教版九年级上册 教学目标 1.能利用科学家的研究成果认识原子的构成。明确原子、原子核、质子、中子、核外电子的层级关系。 2.区分原子实际质量与相对原子质量，建立微观粒子质量的量化认知。 3.感受人类对原子结构的探究是不断修正、逐步完善的过程，树立严谨求实、勇于探索的科学精神。 教学重点 认识原子的构成。相对原子质量的定义、近似计算方法。 教学难点 通过实验现象推理原子结构。理解相对原子质量与实际质量的差异。 教材分析 本节课是沪教版九年级化学上册《构成物质的微观粒子》的第2课时，是初中化学微观知识体系的核心内容，具有极强的承上启下作用。上承分子、原子的基础概念，完善学生对微观粒子的初步认知；下启离子形成、元素、化学式与化学计算等核心知识，是学生建立宏观物质与微观构成联系的关键纽带。教材内容分为两大核心板块，一是原子的内部构成，结合科学家探究史实，讲解原子、原子核、质子、中子、核外电子的层级结构、电性及数量关系，破解“原子不可再分”的固有认知；二是相对原子质量，针对原子实际质量数值极小、使用不便的问题，引入相对原子质量的定义、计算方法及查表应用，构建微观粒子的定量认知。 本节课知识点抽象、逻辑性强，是初中化学的重点与难点。教材摒弃了复杂的深层原理，贴合初中生认知规律，以模型化、生活化的方式简化知识，侧重让学生掌握基础结构、数量规律和定量计算方法，培养学生微观探析与证据推理的化学核心素养。 学情分析 九年级学生经过前序学习，已经知晓物质由分子、原子构成，了解分子可分裂为原子，具备基础的微观认知，但完全不了解原子的内部结构，对原子是否可分、原子质量如何计量等问题存在认知空白。同时学生具备基础数学比值计算能力，能够适配相对原子质量的简单运算学习。 初中生以具象思维为主，抽象思维和空间想象能力薄弱，无法直观感知原子的微观结构，难以通过宏观现象推理微观规律，对看不见、摸不着的微观知识理解难度较大。但学生对科学探究史实、微观模型、动画演示兴趣浓厚，具备初步的小组思考、分析归纳能力。 学生普遍存在两大易错点，一是误认为原子是实心球体，混淆原子、原子核的体积占比；二是容易混淆原子实际质量与相对原子质量，错误认为相对原子质量有单位、数值为原子真实质量，同时难以熟记原子内部粒子的数量、电性关系。教学中需针对性突破误区，强化理解记忆。 教学过程 教学内容 设计意图 课堂导入 【引入】很早以前科学家认为原子是构成物质的最小微粒，提出“原子不可再分”的观点，大家觉得这个观点是永恒正确的吗？从道尔顿实心原子模型到卢瑟福核式模型，人类对原子的认知不断更新，这说明科学探究有什么特点？既然原子存在内部结构，我们该如何精准认识原子的构成、计量原子的质量？ 【学生活动】阅读教材拓展视野部分内容，总结人类对原子的认识过程。 【讲授】人类对原子的认识历经数百年的探索与修正，道尔顿提出的实心原子模型开创了原子学说，但随着科学实验的发展，卢瑟福等科学家通过经典实验推翻了“原子不可再分”的结论，证实原子具有复杂的内部结构。同时原子质量极其微小，无法用常规方式计量。本节课我们沿着科学家的探究足迹，认识原子的内部构成，学习相对原子质量的计量方法。 1.以人类对原子的认知发展史为切入点，通过科学认知的迭代过程制造认知冲突，让学生明白科学是不断发展、完善的，培养科学探究精神；同时自然引出本节课两大学习重点，激发学生探究兴趣。 环节一 原子的构成 问题一 原子具有怎样的结构？ 【科学史话】 1.人类对原子的认识不是一蹴而就的，先后经历了多位科学家的探究迭代，你知道道尔顿、汤姆孙、卢瑟福分别提出了怎样的原子模型？ 2. 每一种新模型的出现，说明了前人模型存在怎样的缺陷？ 【学生思考】 跟随教师展示的原子模型演变图片与科学史资料，对比道尔顿、汤姆孙、卢瑟福三种原子模型的区别；思考科学实验进步对理论更新的推动作用。 【讲解】 1.道尔顿（近代原子学说）：提出实心球体模型，认为原子是不可再分、不可破碎的实心刚性小球，是近代原子理论的开端，但完全忽略原子的内部结构； 2.汤姆孙（电子发现）：通过阴极射线实验发现原子中存在带负电的电子，推翻了原子不可再分的观点，提出葡萄干布丁模型，认为电子均匀镶嵌在带正电的原子球体中，但未发现原子核的存在； 3.卢瑟福（核式结构模型）：通过经典α粒子散射实验，提出原子核式结构模型，奠定了现代原子结构的基础。 【交流讨论】英国科学家卢瑟福用一束带正电荷的 α粒子轰击金箔时，发现大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的前进方向，但也有一小部分α粒子运动路径发生了改变，甚至有极少数的α粒子好像碰到了不可穿透的坚硬的物质而被弹了回来。 （1）原子是实心球体吗？是完全空心的吗？ （2）为什么一小部分α粒子运动方向发生偏转？ （3）为什么极少数α粒子被反弹回来？ 【学生思考】结合α粒子散射实验现象，推理原子的层级结构、粒子电性差异，尝试分析原子整体不显电性的原因。 【讲授】原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成的。两者所带的电量大小相等， 电性相反，因而原子不显电性。原子内部有较大的空间，原子核几乎集中了原子的全部质量，电子的质量很小，忽略不计。 问题二 原子核内有什么？ 【教师提问】 1.科学实验发现，原子核带正电，核外电子带负电。为什么电子不会“掉”到原子核中？依据卢瑟福实验提出的原子结构模型，你能解释上述问题吗？ 2.原子核由具有怎样的结构？ 【学生思考】 1.结合卢瑟福α粒子散射实验分析原子核内部的结构。 【讲解】 1.原子核的结构： 1919 年，卢瑟福和助手又用α粒子“轰击”了氮原子核等，发现原子核里面有质子，1 个质子带 1 个单位正电荷。1920 年，卢瑟福预言：原子核中有不带电荷的中性粒子。经过不少科学家的反复实验后发现， α粒子打在铍原子核上， 产生了一种高速的不显电性的中性粒子， 他们将其命名为中子。中子的质量与质子的质量几乎相等。卢瑟福的预言被证实。 2.原子中各粒子的数量关系： （1）研究发现，原子核内，1 个质子带 1 个单位正电荷，中子不带电；原子核外， 1 个电子带 1 个单位负电荷。核电荷数=质子数=核外电子数。 （2）不是所有的原子都有中子（有一种氢原子的核内只有 1 个质子，没有中子，核外有 1 个电子）。 （3）不同元素的原子核内质子数不同。 知识总结 1.原子是由原子核和核外电子构成，原子核带正电，核外电子带负电。 2.原子核的结构：原子核由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电。 3.核电荷数=质子数=核外电子数。 4.1个质子带1个单位的正电荷，1个电子带1个单位的负电荷，质子数与电子数相等，原子不显电性。 【例】粒子散射实验如图所示。该实验可得结论是(　　) A．原子是镶嵌许多电子的带正电荷粒子 B．原子核的质量几乎等于原子的全部质量 C．原子核与核外电子体积接近 D．原子是不可再分的实心球体 【答案】B 【解析】A、该模型为汤姆孙面包葡萄干模型，被α粒子散射实验否定，A错误。 B、原子核几乎集中了原子的全部质量，电子的质量很小，忽略不计，B正确。 C、原子核外由较大的空间，原子核的体积很小，电子在原子核外较大的空间内做高速运动，二者体积差异很大，C错误。 D、原子可分为原子核和核外电子，原子核又分为质子和中子，D错误。 故选B。 【变式】推理是学习化学的一种常用方法，下列推理正确的是(　　) A．原子核是由质子和中子构成的，则所有的原子核内都含有质子和中子 B．化学变化通常伴随发光放热现象，但有发光放热现象的变化不一定是化学变化 C．分子是由原子构成的，所以分子一定比原子大 D．分子、原子都是不显电性的粒子，则不显电性的粒子一定是分子或原子 【答案】B 【解析】A、并非所有的原子都有中子，有一种氢原子核内只有1个质子，A错误。 B、化学变化通常伴随发光放热现象，但有发光放热现象的变化不一定是化学变化，例如小灯泡通电发光是物理变化，B正确。 C、分子由原子构成，但分子不一定比原子大，例如氢分子的质量和体积小于汞原子，C错误。 D、分子和原子都不显电性，不显电性的粒子不一定是分子或原子，还可能是中子，D错误。 故选B。 1.完整串联原子模型科学发展史，让学生体会科学探究循序渐进、不断修正的过程，培养严谨求实、敢于质疑的科学态度。 2.依托科学家经典实验与模型演变，将抽象的原子内部结构具象化、故事化，降低理解难度。 3.通过递进式问题链引导学生从科学史实推导微观结构规律，自主归纳粒子特点与数量关系，落实证据推理与微观探析的化学核心素养。 环节二 相对原子质量 问题三 什么是相对原子质量？ 【教师提问】 1.展示碳、氧、钠原子的实际质量（小数点后多位极小数值），大家观察后发现直接使用原子真实质量有什么弊端？ 2. 什么是相对原子质量？它的计算标准是什么？ 3. 相对原子质量是原子的真实质量吗？它有单位吗？ 4. 结合原子粒子质量特点，能否推出相对原子质量的近似计算公式？ 【学生思考】观察原子实际质量数值，发现数值过小、书写计算繁琐；结合教材定义梳理相对原子质量的标准和概念，区分真实质量与相对质量；对比质子、中子、电子质量，思考相对原子质量与质子、中子数的关联。 【讲解】 1.原子实际质量数值极小，不便于书写、计算和科研使用，因此引入相对原子质量； 2. 定义：以一种碳-12原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比，就是该原子的相对原子质量； 3. 核心要点：相对原子质量是比值，单位为1，通常省略不写，不是原子真实质量； 4. 近似公式：电子质量可忽略不计，相对原子质量≈质子数+中子数； 5. 示范相对原子质量计算例题，指导学生学会查阅教材相对原子质量表。 【拓展视野】张青莲，著名无机化学家。1983 年当选为国际原子量委员会委员，分别在 1991 年、1993年精确测定了铟（In ）和锑（Sb）的相对原子质量，1995年精确测定了铈（Ce）和铕（Eu ）的相对原子质量，并被审定为取代旧值的新标准。 【教师提问】什么是相对分子质量？如何计算相对分子质量？ 【讲解】 1.相对分子质量：分子是由原子结合而成的，我们可以用相对分子质量表示分子质量的相对大小。 2.相对分子质量的计算：相对分子质量等于构成分子的各原子的相对原子质量的总和。 3.计算水的相对分子质量：水的相对分子质量 Mr（H2O）= 1×2 + 16 = 18。 知识总结 相对原子质量（Ar） 相对分子质量（Mr） 定义 以碳-12原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它的比值 化学式中各原子的相对原子质量的总和 单位 单位为1，通常省略不写 单位为1，通常省略不写 计算方法 ① 精准计算：原子实际质量÷（碳12原子质量×1/12）② 近似计算：相对原子质量≈质子数+中子数 各原子相对原子质量×原子个数，依次相加 相互联系 相对分子质量的计算，完全依托相对原子质量完成，是相对原子质量的综合应用 【例】下图为某原子结构示意图，已知该原子的相对原子质量为19，根据图示，下列说法正确的是(　　) A.粒子a和c数目相等 B.粒子c的质量比a、b小很多 C.该原子为氟原子 D.所有的原子都含有微粒c 【答案】C 【解析】根据图示微粒a为原子核内带正电的粒子，a为质子；b为原子核外带负电的微粒，b为电子；微粒c为原子核内不带电的粒子，c为中子。 A、原子中质子数=核外电子数，a与b的数目相同，A错误。 B、电子的质量很小，可以忽略不计，根据图示信息b为电子，因此b的质量比a和c小很多，B错误。 C、根据图示信息，该原子核外电子数为9，根据电子数等于质子数，该原子的质子数为9，该原子为氟原子，C正确。 D、并非所有原子都有中子，有一种氢原子不含中子，D错误。 故选C。 【变式】科学家制造出原子序数为114号的新元素，其原子的相对原子质量为289，下列有关114号元素原子的说法正确的是(　　) A.该元素原子的中子数为114 B.该元素原子的质子数为175 C. 该元素原子的核外电子数为114 D. 该元素原子的核电荷数为289 【答案】C 【解析】原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数=114，相对原子质量=质子数+中子数，故114号元素原子的中子数=289-114=175。 A、该元素原子的中子数为175，A错误。 B、该元素原子的质子数为114，B错误。 C、该元素原子的核外电子数为114，C正确。 D、该元素原子的核电荷数为114，D错误。 故选C。 1.通过真实数据对比，让学生直观感受引入相对原子质量的必要性，理解知识的实用性； 2.通过问题引导自主辨析易混概念，结合粒子质量特点推导近似公式，突破教学难点，培养学生数据分析和归纳总结能力。 课堂小结 七、板书设计 3.1 构成物质的微观粒子 第2课时 原子的构成 相对原子质量 一、原子的构成 1. 结构：原子→原子核（+）+ 核外电子（-） 原子核→质子（+）、中子（不带电） 2. 数量关系：核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 3. 特点：原子不显电性；氢原子无中子；原子核体积极小 二、相对原子质量（Ar） 1. 标准：碳-12原子质量的1/12 2. 本质：比值，单位为1（省略不写） 3. 近似公式：Ar ≈ 质子数 + 中子数 4.相对分子质量（Mr）：各原子相对原子质量的总和 随堂练习 1.EAST是中国自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置，其热核材料氘、氚的原子构成示意图如下。有关说法正确的是(　　) A．氘、氚原子中质子数相同 B．氚原子核内有一个中子 C．氘、氚原子均带有正电 D．氘、氚原子的质量相等 【答案】A 【解析】氘原子由1个质子、1个中子、1个电子构成，相对原子质量为2；氚原子由1个质子、2个中子、1个电子构成，相对原子质量为3。 A、氘、氚原子质子数都为1，A正确。 B、氚原子核内有2个中子，B错误。 C、原子中质子数=电子数，原子不带电，C错误。 D、氘、氚原子的相对原子质量不相等，原子的实际质量也不相等，D错误。 故选A。 2.科学家运用了模型建构的方法探索原子的结构。下列对原子结构模型演变过程的认识，不正确的是(　　) A．图 I 为道尔顿提出的不可再分的实心球原子模型 B．图Ⅱ为汤姆孙葡萄干面包式原子模型，且“镶嵌”的正负电荷电量相等 C．图Ⅲ为卢瑟福核式模型说明电子在原子核外“很大”的空间里运动 D．卢瑟福核式模型是最完善的原子结构模型，不会被替代 【答案】D 【解析】A、图I为道尔顿提出的实心球模型，该模型认为原子是不可再分的实心球体，A正确。 B、图Ⅱ为汤姆孙葡萄干面包式原子模型，且“镶嵌”的正负电荷电量相等，B正确。 C、图Ⅲ为卢瑟福核式模型说明原子由居于原子中心带正电的原子核和核外电子构成，电子在原子核外“很大”的空间里运动，C正确。 D、科学探究循序渐进、不断修正的过程，卢瑟福核式模型并非最完善的原子结构模型，D错误。 故选D。 3．一切反应以微观粒子相互作用为基础，用合适的方法计量微粒便于开展科学研究。 (1)已知核内有6个质子和6个中子的碳原子的质量为a kg，一个铁原子的质量为b kg，则铁原子的相对原子质量为__________。 (2)我国科学院院士张青莲教授主持测定了多种原子的相对原子质量，其数据被确认为国际标准，如铟、铱、锌等。已知一种锌原子的相对原子质量约为65，核电荷数为30，则这种锌原子的中子数为__________。 (3)氢原子的质子数是1，氧原子的质子数是8，则一个水分子中的质子数是__________。 【答案】12b/a 35 10 【解析】（1）相对原子质量=，铁的相对原子质量==12b/a （2）相对原子质量≈质子数+中子数，原子中质子数=核电荷数，故锌原子的中子数=65-30=35 （3）氢原子的质子数是1，氧原子的质子数是8，1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，故1个水分子中的质子数=1×2+8=10 教学反思 本节课的优势在于贴合初中生认知特点，以问题链为驱动，结合实验动画、微观模型将抽象的微观知识具象化，有效降低了学习难度，层层递进的教学环节，让学生逐步突破重难点，同时通过随堂练习及时巩固知识，课堂效率较高。同时融入科学探究史实，培养了学生的科学素养，达成了知识与素养的双重教学目标。 教学中存在的不足：一是部分抽象思维薄弱的学生，仍难以理解原子内部的空间结构，对“原子核体积极小、原子大部分为空”的认知不够深刻；二是学生容易混淆相对原子质量与实际质量，对单位、近似公式的应用不够熟练，做题时高频出错；三是课堂互动覆盖面有限，部分后进生参与思考、发言的积极性不足。 改进措施：后续教学中可增加更多生活化类比（如操场与蚂蚁类比原子与原子核），强化微观结构认知；设计对比表格，清晰区分原子实际质量与相对原子质量，强化易错点记忆；增加分层提问和小组互助环节，关注后进生学习状态，同时增加生活化、情境化习题，提升学生知识应用能力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $