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导学案-2025-2026学年九年级化学人教版上册

《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》导学案 版本 人教版《化学》九年级上册 化学观念层面建立宏观物质由微观粒子构成的认知，明晰物质结构认知的发展脉络。 科学思维依托模型迭代过程，形成证据推理与模型认知思维。 科学探究通过动手制作微观结构模型、开展探究实践，提升动手与展示交流能力。 科学态度与责任感悟科学家求真务实、不断探索的科研精神，树立严谨的科学探究意识。 二、教学重点与难点 重点是梳理科学家探索物质组成与结构的核心历程，掌握不同阶段原子结构模型的特点，能够独立完成微观结构模型制作。 难点是理解科学模型随实验证据不断迭代优化的逻辑，建立宏观现象与微观结构的关联思维，体会科学探索的渐进性与严谨性。 三、教学内容设计 课前预习 （一）预习目标 1. 初步了解近代科学家探索物质组成与原子结构的主要人物和核心研究成果。 2. 简单区分不同时期原子结构模型的基本特征，感知科学模型的发展变化。 3. 提前准备模型制作的基础材料，梳理预习过程中的疑问与困惑。 （二）预习填空题 1. 人类对物质组成与结构的探索是一个持续________、不断完善的过程，没有绝对的终极结论。 2. 道尔顿是近代原子学说的奠基人，他提出的原子模型认为原子是________的实心球体。 3. 汤姆生通过实验发现了带负电的微观粒子，打破了原子不可再分的认知，提出了________原子模型。 4. 卢瑟福通过散射实验，修正了前人的原子模型，提出原子内部有________，大部分空间是空的。 5. 微观粒子无法直接观察，化学中常通过________的方式将微观结构可视化，辅助学习与研究。 （三）预习选择题 1. 下列哪位科学家首次提出了近代原子学说，奠定了近代物质结构理论的基础（） A. 汤姆生 B. 道尔顿 C. 卢瑟福 D. 阿伏加德罗 2. 人类对原子结构的认识不断优化，其根本原因是（） A. 科学家的主观猜想改变 B. 实验技术进步，获得新的实验证据 C. 原有模型完全错误 D. 为了丰富化学理论内容 3. 卢瑟福的实验研究主要推翻了哪一位科学家的原子结构模型认知（） A. 道尔顿、汤姆生 B. 拉瓦锡 C. 阿伏加德罗 D. 门捷列夫 （四）预习思考题 1. 结合生活实例，说一说利用模型展示微观结构的优势是什么？ 2. 简单梳理：从道尔顿到卢瑟福，原子结构模型的核心变化体现在哪里？ 教学过程：课中探究案 模块一 基础认知探究：物质组成探索历程基础习题 一、填空题 1. 古代学者对物质组成的认知停留在直观猜想阶段，没有对应的实验证据支撑，属于________层面的认知。 2. 近代化学诞生后，科学家依托________开展研究，让物质组成的探索从猜想变为科学理论。 3. 拉瓦锡通过经典实验，推翻了传统的元素认知误区，明确了物质可以通过________实现组成的拆分与重组。 4. 阿伏加德罗在原子学说基础上，补充提出了________的概念，完善了物质微观构成的理论体系。 5. 早期研究中，人们曾将水、空气等物质认定为单一元素，后续实验证明这类物质属于________，并非单一的基础元素。 6. 物质组成的探索遵循“猜想—________—验证—修正”的科学研究流程，这是化学研究的核心逻辑。 7. 单质是由同种微观粒子构成的纯净物，化合物是由________微观粒子构成的纯净物，这一认知源于近代原子分子学说。 8. 科学家对物质组成的探索，最先研究的是________层面的宏观物质，逐步深入到微观粒子层面。 9. 定量实验方法的应用，让科学家能够精准判断物质的________，推动了物质组成理论的完善。 10. 近代物质结构理论的建立，彻底打破了古代________的唯心认知，让化学研究走向科学化。 二、单项选择题 1. 下列关于人类探索物质组成历程的说法，正确的是（） A. 古代认知具备完善的实验证据支撑 B. 近代化学依靠实验推动认知升级 C. 物质组成的理论一经提出不会改变 D. 所有物质都是由原子直接构成的 2. 阿伏加德罗的核心研究贡献是（） A. 发现电子 B. 提出分子概念 C. 提出实心原子模型 D. 发现原子核 3. 拉瓦锡的实验研究对物质探索的主要意义是（） A. 证明原子可以再分 B. 完善分子原子的区别 C. 纠正传统物质组成的错误认知 D. 建立原子分层结构模型 4. 下列物质中，最早被人们错误认定为单一元素的是（） A. 氧气 B. 水 C. 氮气 D. 稀有气体 5. 近代化学与古代物质认知的最大区别是（） A. 研究对象不同 B. 是否依托实验证据 C. 研究速度不同 D. 涉及物质种类不同 三、判断正误题 1. 人类对物质组成的认知，是从微观逐步深入到宏观的过程。（） 2. 古代学者的猜想没有任何科学价值，完全可以摒弃。（） 3. 定量实验技术的发展，推动了物质组成理论的不断完善。（） 4. 原子和分子概念的区分，完善了物质微观构成的理论体系。（） 5. 所有纯净物的微观构成粒子都是相同的。（） 模块二 核心重难点探究：原子结构模型迭代专项习题 一、填空题 1. 道尔顿原子模型的核心观点是原子为不可再分的________球体，是构成物质的最小粒子。 2. 汤姆生通过实验发现原子中存在带负电的粒子，证明原子________（填“可以”或“不可以”）再分。 3. 汤姆生提出的葡萄干布丁模型，认为正电荷________分布在原子内部，负电荷粒子镶嵌其中。 4. 卢瑟福的散射实验证明，原子的绝大部分质量集中在体积很小的________上。 5. 卢瑟福原子模型认为原子内部大部分空间是________的，改变了前人的认知。 6. 原子结构模型不断迭代的核心原因是________的更新与实验技术的进步。 7. 早期原子模型仅关注原子的整体形态，后期模型逐步关注原子的________构成。 8. 科学模型不是固定不变的，而是随着________不断修正、优化的科学假设。 9. 对比道尔顿与汤姆生模型，最大的差异是是否认可原子具有________结构。 10. 卢瑟福模型相较于汤姆生模型，突破性的认知是发现了原子内部的________结构。 二、单项选择题 1. 道尔顿原子学说的局限性在于（） A. 认为原子可以构成物质 B. 认为原子不可再分 C. 提出微观粒子概念 D. 奠定近代化学基础 2. 汤姆生的实验成果直接推翻了哪位科学家的核心观点（） A. 拉瓦锡 B. 道尔顿 C. 卢瑟福 D. 阿伏加德罗 3. 卢瑟福散射实验中，能够证明原子大部分空间为空的实验现象是（） A. 多数粒子直接穿过原子 B. 少数粒子发生偏转 C. 极少数粒子被反弹 D. 所有粒子均发生偏转 4. 下列原子模型迭代顺序正确的是（） A. 汤姆生→道尔顿→卢瑟福 B. 道尔顿→汤姆生→卢瑟福 C. 卢瑟福→汤姆生→道尔顿 D. 道尔顿→卢瑟福→汤姆生 5. 关于科学模型的说法，错误的是（） A. 模型是对微观结构的可视化模拟 B. 模型会随实验证据更新优化 C. 现有原子模型是绝对完美的终极模型 D. 模型能够辅助理解微观结构 三、判断正误题 1. 道尔顿模型认为原子是实心球体，没有内部结构。（） 2. 汤姆生模型证明原子内部存在带电粒子，原子可分。（） 3. 卢瑟福模型认为原子核占据原子的绝大部分空间。（） 4. 原子结构模型的迭代，体现了科学探索的渐进性与严谨性。（） 5. 所有科学家的研究成果都是独立完成，没有传承关系。（） 四、简答题 1. 简要说明道尔顿、汤姆生、卢瑟福三种原子模型的核心区别。 2. 结合模型迭代过程，谈谈实验证据与科学理论的关系。 模块三 能力提升探究：模型认知与跨学科应用习题 本模块聚焦跨学科实践核心，结合模型制作、跨学科融合知识设计习题，锻炼学生的模型构建能力、逻辑推理能力与综合应用能力，落实科学探究核心素养。 一、填空题 1. 化学微观模型是结合________、美术等多学科知识制作的可视化载体，属于跨学科实践成果。 2. 制作原子结构模型时，需保证模型结构与________一致，贴合科学家的研究结论。 3. 模型制作的核心原则是________优先，其次兼顾模型的美观性与展示性。 4. 通过模型展示，可以将无法直接观测的________结构直观呈现，降低学习难度。 5. 跨学科实践中，利用手工制作、展示讲解的方式，同步锻炼动手能力与________能力。 6. 对比不同时期的原子模型，可以发现科学认知会随着________的提升不断完善。 7. 模型不仅可以用于学习，还可以用于________科学研究成果，实现知识的传播与普及。 8. 制作卢瑟福原子模型时，需要重点突出________体积小、质量大的核心特征。 9. 汤姆生模型制作中，需要体现负电粒子________在正电区域的结构特点。 10. 完整的科学探究过程，包含理论学习、模型制作、________、总结反思四个环节。 二、单项选择题 1. 制作原子结构模型的核心目的是（） A. 完成课堂作业 B. 直观认知微观原子结构 C. 锻炼手工能力 D. 美化课堂展示效果 2. 下列材料最适合制作原子核模型的是（） A. 轻薄纸片 B. 实心黏土球 C. 透明薄膜 D. 细棉线 3. 跨学科制作微观模型主要融合的学科知识不包括（） A. 化学 B. 美术 C. 物理 D. 体育 4. 关于模型与真实原子结构的关系，说法正确的是（） A. 模型与真实结构完全一致 B. 模型是真实结构的简化模拟 C. 模型可以随意制作 D. 模型无法体现原子核心特征 5. 开展模型展示活动的主要价值是（） A. 巩固微观知识，提升表达与探究能力 B. 丰富课堂形式，无实质学习意义 C. 比拼手工制作技巧 D. 记录课堂活动内容 三、判断正误题 1. 模型制作只需追求美观，无需贴合科学史实与结构特点。（） 2. 跨学科实践活动能够融合多学科知识，提升综合探究能力。（） 3. 微观模型可以帮助我们建立宏观与微观的关联思维。（） 4. 不同科学家的原子模型各有局限，没有完全正确的终极模型。（） 5. 模型展示过程可以发现自身认知漏洞，完善知识体系。（） 四、简答题 1. 简述制作原子结构模型的基本步骤与核心注意事项。 2. 结合本次实践活动，说说模型在化学微观学习中的重要作用。 模块四 拓展探究拔高：科学思维与素养落地习题 本模块习题侧重素养落地，深挖科学探索的精神内涵、思维方法，结合模型迭代的科学逻辑、科研精神设计习题，全面落实科学思维、科学态度与责任核心素养，实现知识与素养双向提升。 一、填空题 1. 科学家历经百年探索完善原子结构理论，体现了科学探索________、持之以恒的精神。 2. 科学研究中，敢于质疑原有理论、依托新证据修正认知，体现了________的科学态度。 3. 模型迭代的过程，印证了科学认知具有________，会随技术与证据不断完善。 4. 从宏观猜想到微观实证，物质结构探索的过程体现了化学________的核心研究思维。 5. 多位科学家的接力研究，说明科学成果的取得离不开________与传承创新。 6. 科研过程中出现的错误模型与猜想，也为后续研究提供了________，具有科研价值。 7. 依托实验证据推理微观结构，是化学核心的________思维方式。 8. 学习科学探索历程，能够帮助我们树立________、实事求是的学习态度。 9. 微观结构无法直接观测，科学家通过________现象推理微观本质，突破观测局限。 10. 跨学科实践活动，能够培养我们综合运用知识、________解决问题的能力。 二、单项选择题 1. 原子结构模型不断被修正优化，带给我们的科学启示是（） A. 原有科学理论毫无价值 B. 科学认知永无止境，需要不断探索 C. 科学家的研究大多存在失误 D. 科学理论可以随意更改 2. 科学家接力探索物质结构的科研精神不包括（） A. 求真务实 B. 敢于质疑 C. 半途而废 D. 勇于创新 3. 化学研究中“宏观现象推微观本质”的核心思维依据是（） A. 宏观现象由微观结构决定 B. 微观结构由宏观现象决定 C. 宏观微观毫无关联 D. 主观猜想即可建立关联 4. 对待旧科学模型的正确态度是（） A. 完全否定，毫无价值 B. 辩证看待，承前启后 C. 全盘沿用，无需修改 D. 仅做了解，无需思考 5. 跨学科实践活动的核心育人价值是（） A. 掌握单一知识点 B. 培养综合探究与创新实践能力 C. 完成课堂任务 D. 提升手工制作速度 三、判断正误题 1. 科学探索是一个不断纠错、不断完善的漫长过程。（） 2. 没有前人的研究基础，就没有后续科学理论的突破与创新。（） 3. 只要敢于猜想，不需要实验验证就能形成科学理论。（） 4. 模型认知、证据推理是化学重要的科学思维方式。（） 5. 学习化学史可以培养严谨求实、勇于探索的科学态度。（） 四、综合探究题 1. 完整梳理道尔顿、汤姆生、卢瑟福三位科学家的研究贡献、模型特点与模型局限性，完成知识梳理总结。 2. 结合本次模型制作与展示实践，分析科学模型在化学研究和化学学习中的双重价值。 3. 结合物质结构探索的百年历程，谈谈青少年应当具备的科学探究素养与学习态度。 参考答案 （一）课前预习案答案 1. 预习填空题 1. 完善 2. 不可再分 3. 葡萄干布丁 4. 原子核 5. 模型 2. 预习选择题 1. B 2. B 3. A 3. 预习思考题 1. 模型可以将无法直接观察的微观结构直观呈现，化抽象为具体，便于理解微观粒子的结构特点，降低微观知识的学习难度。 2. 道尔顿认为原子是实心不可再分的球体；汤姆生发现原子可分，提出内部镶嵌带电粒子的模型；卢瑟福发现原子核，证明原子内部大部分空间为空，模型从单一实心结构升级为核式结构。 （二）课中探究案答案 模块一 基础认知探究答案 填空题：1. 主观猜想 2. 实验 3. 化学变化 4. 分子 5. 混合物 6. 实验验证 7. 不同种 8. 宏观 9. 组成成分 10. 主观唯心 选择题：1. B 2. B 3. C 4. B 5. B 判断题：1. 错误 2. 错误 3. 正确 4. 正确 5. 错误 模块二 核心重难点探究答案 填空题：1. 不可再分 2. 可以 3. 均匀 4. 原子核 5. 空 6. 实验证据 7. 内部 8. 实验发展 9. 内部 10. 原子核 选择题：1. B 2. B 3. A 4. B 5. C 判断题：1. 正确 2. 正确 3. 错误 4. 正确 5. 错误 简答题：1. 道尔顿模型：原子为实心不可再分球体，无内部结构；汤姆生模型：原子可分，正电荷均匀分布，负电粒子镶嵌其中；卢瑟福模型：原子中心有体积小、质量大的原子核，内部大部分空间为空。 2. 科学理论的更新依赖实验证据的支撑，原有理论存在局限时，新的实验证据可以修正、完善甚至推翻原有理论；科学理论不是一成不变的，是实验证据不断积累、验证的结果。 模块三 能力提升探究答案 填空题：1. 手工 2. 科学史实 3. 科学性 4. 微观 5. 语言表达 6. 实验技术 7. 展示传播 8. 原子核 9. 镶嵌 10. 展示评价 选择题：1. B 2. B 3. D 4. B 5. A 判断题：1. 错误 2. 正确 3. 正确 4. 正确 5. 正确 简答题：1. 基本步骤：梳理科学史实、明确模型结构特点、准备制作材料、动手搭建模型、修正优化模型、展示讲解模型。注意事项：优先保证模型科学性，贴合对应科学家的研究结论，准确体现结构特征，兼顾整洁性与展示性。 2. 可以将抽象的微观原子结构可视化，直观呈现不同模型的结构差异；帮助学生建立宏观与微观的关联思维；通过动手制作深化知识记忆，培养模型认知与实践探究能力。 模块四 拓展探究拔高答案 填空题：1. 坚持不懈 2. 求真务实、敢于质疑 3. 局限性 4. 宏观辨识、微观探析 5. 团队协作 6. 参考价值 7. 证据推理 8. 严谨求实 9. 宏观实验 10. 创新实践 选择题：1. B 2. C 3. A 4. B 5. B 判断题：1. 正确 2. 正确 3. 错误 4. 正确 5. 正确 综合探究题：1. 道尔顿：贡献是奠定近代原子学说，模型为实心不可再分原子，局限是未认识原子可分，无内部结构；汤姆生：贡献是发现原子内带电粒子，证明原子可分，模型为葡萄干布丁模型，局限是未发现原子核，认知原子结构均匀分布；卢瑟福：贡献是发现原子核，提出核式结构模型，局限是未完善核外粒子的运动规律。 2. 科研价值：帮助科学家简化复杂微观结构，依托模型开展猜想、推理与实验研究，推动科学理论迭代；学习价值：化抽象为直观，突破微观知识学习难点，培养模型认知、证据推理的化学思维，提升动手与探究能力。 3. 在学习中要秉持求真务实、实事求是的态度，敢于质疑固有认知；具备持之以恒的探索精神，善于依托证据推导结论；学会传承前人成果，勇于创新突破；注重理论与实践结合，主动动手探究、验证知识。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $