3.4搭建原子结构模型第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

北京版初中化学九年级上册 第四节 搭建原子结构模型（第二课时）教学设计 一、教材分析 本课时是北京版九年级上册第二章第四节第二课时，承接第一课时对原子构成及原子核式模型的初步认识，引导学生由"认识原子内部有原子核和核外电子"进一步走向"电子在核外是怎样运动和排布的"。教材通过卢瑟福模型、玻尔模型与电子云模型的演进，帮助学生体会模型在化学认识中的建构与修正过程，并为后续学习元素周期表、离子形成及化合价奠定结构基础。 二、四维核心素养 化学观念：建立"原子由居于中心的原子核与核外电子构成，电子在核外分层排布"的物质微粒观与结构决定性质观念。科学思维：经历模型由实心球→核式→分层→电子云的修正过程，发展基于证据进行推理、建构与修正模型的思维。科学探究与实践：利用小球、圆环、卡纸等材料搭建原子结构模型，在动手操作与互评中完成模型建构。科学态度与责任：体会科学模型不是一成不变的真理，而是随证据不断发展的认识工具，养成实事求是、勇于质疑的科学态度。 三、教学重难点 教学重点：认识核外电子是分层排布的，了解电子层由内向外排布的一般规律，初步学会阅读和绘制常见原子的结构示意图。教学难点：理解电子层并不是固定轨道，而是电子出现机会多少的区域；理解最外层电子数与元素化学性质之间的关系；在动手搭建模型过程中把抽象的微观结构转化为可见、可讨论的实体模型。 四、新课导入 教师演示：用手抛出一颗乒乓球，让学生观察球在空中的运动轨迹，并提问——如果把乒乓球缩小到原子那样大小，把它周围的空间放大到教室那么大，原子核大概只有一粒黄豆大小，那么核外那一颗电子会怎样运动？它会不会像人造卫星一样沿着一条固定的轨道绕原子核转动？学生猜测之后，教师顺势揭示：这正是一百多年前科学家争论不休的问题，今天我们就一起像科学家那样，重新搭建一次原子结构模型。 五、设计意图 以乒乓球类比制造认知冲突，激活学生对"电子运动方式"的前概念，引出模型演进的主线，自然把课堂带入任务式建模学习。 六、上课过程总体设计意图 本课时以"重建一次原子结构模型"为核心任务情境，把零散的知识点镶嵌在四个递进式任务活动之中：任务一回顾原子内部的基本构成，明确建模对象；任务二借助史料与微观图片，体会卢瑟福核式模型的证据与局限；任务三通过"给电子找家"的小组活动，认识核外电子分层排布的规律，并动手用圆环、小球、卡纸搭建常见原子的结构模型；任务四通过"模型诊所"互评活动，对比玻尔分层模型与电子云模型的异同，理解模型的发展性。整个设计遵循"问题—证据—建模—修正—表达"的探究链条，让学生在动手做、动口说、互评改的过程中把微观结构内化，落实化学观念与科学思维，避免教师单向灌输。 七、教学过程 【任务一】温故知新：原子到底长什么样 教师活动：教师在屏幕上呈现第一课时留下的问题串——原子是不是像实心小球？原子里面真的是空的吗？原子核和电子哪个更小？请四人小组用一张大白纸，把上节课你们心中"原子的样子"画出来，不必追求准确，只要写出你们现在的想法。 学生活动：小组讨论后，在白纸上用简笔画描绘各自理解的原子，有的画成实心球，有的画成中心一个点周围一片空白，有的把电子画在原子核周围到处乱飞。各组派代表把作品贴到黑板上。 教师活动：教师不急于评判对错，而是把这些作品按"实心球""中心有核""电子绕核"三类分列，并引导学生比较：哪一幅最接近真实情况？我们凭什么这样判断？由此引出——模型必须建立在证据之上，科学家也是从不断寻找证据中一步步修正原子模型的。 学生活动：学生在教师引导下意识到，自己画的图更多是"想象"，而不是"证据支持下的模型"，对"模型"二字产生更严肃的认识。有学生追问："那我们今天画的这些图，是不是都算错的？"教师回应：不算错，它们是你们认识原子的起点，就像科学家一开始也会猜错，关键在于——有没有证据支撑，能不能被新的证据修改。这句话把整节课的方法论基调定了下来。 教师活动：教师在黑板上贴上三张卡片，分别写"实心球模型""核式模型""电子云模型"，请各组把自己刚才画的作品暂时贴在第一张卡片旁边，并告诉学生：等这节课结束，我们再回来看一看，你们的作品会移动到哪一张卡片旁边。这一伏笔把建模—修正的主线贯穿始终。 【任务二】走进历史：从核式模型到分层模型 教师活动：教师讲述卢瑟福实验室用一束带正电的粒子轰击极薄金箔的故事。用三句话帮助学生抓住关键证据：绝大多数粒子直接穿了过去；少数粒子发生了较大偏转；极少数粒子像被弹回来一样原路返回。请学生思考：如果原子是实心球，会出现这种现象吗？这些现象说明了原子内部的什么情况？ 学生活动：小组讨论后得出结论——原子内部绝大部分空间是空的；原子中心存在一个体积很小、质量很大、带正电的部分，那就是原子核；电子在原子核外很大的空间里运动。教师顺势在黑板上画出最简单的核式模型示意图：中心一个小圆表示原子核，周围空白处标注电子活动区域。 教师活动：教师继续追问——电子在原子核外是随意乱跑，还是有一定的"家"？如果一颗电子在核外无规则地乱窜，它会不会掉到原子核上去？这个问题又一次引发学生争论。教师顺势介绍玻尔的想法：电子在核外是在不同的"层"上运动的，就像教学楼有不同楼层，电子一层一层地"住"在外面。 学生活动：学生用"楼层"类比在纸上画出自己理解的电子分层：原子核在中心，外面一圈一圈画成同心圆，电子放在不同的圈上。教师巡视，挑选典型作品展示，引导学生比较同心圆的圈数、电子放置位置的异同。 教师活动：教师请两位同学到黑板上，分别画出自己理解的"电子楼层"，并解释为什么这么画。一位同学画了两圈，说"电子不可能离原子核太远"；另一位同学画了三圈，说"电子多了就得往外挤"。教师不评判谁对谁错，而是把两幅图并列，问全班："同样是分层，为什么圈数不一样？"学生意识到——圈数多少不是随便画的，要看这一种原子一共有多少个核外电子。这就为下一步"按电子总数找家"的建模任务做好了铺垫。 【任务三】动手建模：给核外电子找家 教师活动：教师给每组发放材料——大小不等的彩色圆环、不同颜色的小磁珠或泡沫小球、记号笔、记录单。布置核心任务：请你们小组为氢原子、氦原子、氧原子、钠原子、氯原子各搭一个模型。要求：中心用一个小圆或小球表示原子核，外面用圆环表示电子层，把代表电子的小珠放在相应的圆环上。 教师活动：教师在大屏幕上呈现三条"找家规则"，请学生在建模过程中边搭边对照：第一条，电子总是先住最靠近原子核的那一层，住满之后再住外面一层；第二条，第一层最多住两个电子，第二层最多住八个电子；第三条，最外面一层的电子数一般不超过八个。教师强调，这是大量事实归纳出来的一般规律，不是随便定的规矩。 学生活动：小组合作搭建模型。教师巡视，重点关注几类典型问题：有的组把氧原子的八个电子全部堆在第一层；有的组把钠原子的第十一个电子直接放在第二层；有的组把电子画得紧贴原子核。教师不直接纠正，而是走到小组身边提问：按第一条规则，第一层住满了没有？按第二条规则，第二层最多能住几个？请你们再数一遍自己的小珠。 学生活动：小组在自我提问中重新调整——把氧原子的电子重新分成"内层两个、外层六个"；把钠原子的电子分成"内层两个、第二层八个、最外层一个"；把氯原子的电子分成"内层两个、第二层八个、最外层七个"。调整完成后，各组把模型放在桌面中央，全员退后半步观察，由组内一名同学用一句话介绍本组模型：原子核在哪里，电子分几层，最外层有几个电子。 教师活动：教师进一步布置"换角色介绍"环节，请每位同学轮流扮演"模型讲解员"，把自己桌前的模型介绍给同组另外一位同学听，要求讲清楚三个问题——原子核在什么位置；电子一共分几层；从内到外每一层分别住了几个电子。听的同学手里拿一支笔，如果讲解员说错或者漏掉一层，就立刻在记录单上画一个问号，讲完之后再向讲解员提出一个问题。 学生活动：学生在"讲—听—问"的角色互换中，发现自己原来对"层"的认识还有模糊之处：有的同学把氧原子的两层说成"外面一层六个"，却没有说清楚里面那一层是两个；有的同学把钠原子的三层说成"里面两个、外面九个"，被同伴当场指出"第二层最多只能住八个"。通过同伴纠错，学生把分层排布的规则真正内化为自己能讲清楚的语言。 教师活动：教师请相邻两组互相"走课"，到对方桌前观察模型，对照三条找家规则，挑出一个优点和一个疑问。例如："你们把钠原子最外层那个电子放在第二层外面一圈，是怎么想的？""你们的氧原子模型和我们的很像，但圆环颜色不一样，这有必要吗？"通过走课交流，学生进一步体会模型表达的多样性与一致性。 学生活动：走课之后，各组回到原位，根据听到的疑问再做一次微调：有的组给圆环贴上小标签，写清楚"第一层""第二层""第三层"；有的组把最外层那一颗电子用不同颜色小珠单独标出，提醒别人"这一颗最关键"；还有的组在底座上写一行小字——"本模型表示的是氧原子，核外电子分为两层，内二外六"。教师肯定这种"把模型说出来、标出来"的做法，强调好的模型不仅要能搭出来，还要能让别人一眼看明白。 教师活动：教师抓住学生作品中的共性现象追问：观察你们手中这几个模型，哪种原子最外层电子比较少？哪种原子最外层电子比较多？哪一种看起来最"圆满"？学生回答：氦原子最外层就是第一层，只有两个，看起来很稳定；氖原子最外层有八个，也很稳定；而钠原子最外层只有一个，氯原子最外层有七个，看起来都不"满"。教师顺势点出：最外层电子的多少，往往决定了原子在化学变化中"愿意"失去、得到还是分享电子，这就是元素化学性质的结构根源，为下一节学习离子埋下伏笔。 学生活动：学生对照手中的模型进行一次小组预测：如果让钠原子和氯原子的模型"碰一碰"，你们觉得会发生什么？有的组说钠原子最外层那颗电子可能会跑掉；有的组说氯原子最外层还差一个电子，可能会把那颗电子"拉过去"。教师不给出标准答案，只是把这些猜测记录在黑板一角，告诉学生——这些猜测下一节课还会回来检验，今天你们已经站在了"用结构解释化学变化"的门口。 【任务四】模型诊所：分层模型还对吗 教师活动：教师呈现一张放大的"电子云"图片——它不是一条条清晰的轨道，而是原子核周围一片疏密不同的雾状区域，有的地方密，有的地方疏。请学生思考：这和我们刚才搭的圆环模型一样吗？圆环是不是电子真实走过的路？ 学生活动：小组讨论后意识到，电子太小、太快，我们其实并不能同时准确知道它在某一刻的确切位置和速度，所以"圆环"并不是电子的真实跑道，而是科学家为了方便表达而画出来的"层"。电子云图上颜色深的地方，表示电子在那里出现的机会多；颜色浅的地方，表示出现的机会少。所谓"层"，更像是电子经常活动的区域，而不是一条固定轨道。 教师活动：教师组织"模型诊所"互评活动：每组把本组刚才搭的圆环模型留在桌上，同时在记录单上写三句话——我们模型像哪种原子；我们模型最符合哪条找家规则；我们模型还有什么地方和真实情况不一致。然后全班换组巡视，每组负责给另外两组写一条"诊断意见"，例如："圆环画得很整齐，但别忘了它只是层，不是跑道。""最外层那个电子的位置可以再往外挪一点。" 学生活动：学生根据"诊断意见"对本组模型做最后一次微调，并派代表汇报：通过这节课，我们对原子模型的认识发生了哪些变化。典型汇报包括——原来原子不是实心的；原来电子不是随便乱跑，而是分层住在外面；原来圆环只是模型，真实的电子云是一团雾；原来最外层电子数多少会影响化学性质。 教师活动：教师在汇报基础上再推一步，请学生把今天搭过的五个模型按"最外层电子数多少"排队，从"最外层只有一个"一直排到"最外层有八个"。学生在桌面上把五个模型排成一排，边排边说：钠原子最外层一个，氢原子一个，氧原子六个，氯原子七个，氖原子八个。教师顺势追问：排完队以后，你们发现了什么规律？学生自然回答：越往右，最外层电子数越多，看起来越"稳"。教师肯定这个发现，并指出——这正是后面要学习元素周期表时反复用到的一条主线：最外层电子数决定了元素的位置和化学性质。 教师活动：教师总结提升——从道尔顿的实心球，到汤姆生的"西瓜模型"，再到卢瑟福的核式模型、玻尔的分层模型，直到今天的电子云模型，原子模型一直在被证据修正。模型不是答案，而是我们认识微观世界的脚手架。今天你们自己动手搭过、讨论过、修改过，就已经像科学家那样经历了一次模型建构的过程。 学生活动：学生在记录单最后一栏写下一句话收获，并把作品和记录单一起交回。教师挑选几份典型模型拍照留存，作为下一节课引入离子形成时的教学资源。教师最后布置一个延伸小任务：回家以后，用家里常见的材料——比如橡皮泥、扣子、棉线、纸杯——任选一种原子再搭一次模型，下次课带来和同学比较，看看不同材料搭出来的原子模型有没有共同的"骨架"。 八、板书设计 第四节 搭建原子结构模型（第二课时） 一、原子内部 　　原子核（体积小、质量大、位于中心）　＋　核外电子（在核外空间运动） 二、核外电子的分层排布 　　1. 先住内层，住满再住外层 　　2. 第一层最多两个，第二层最多八个 　　3. 最外层一般不超过八个 三、常见原子的模型 　　氢原子：核外一层一个电子　　氦原子：核外一层两个电子 　　氧原子：内二外六　　钠原子：内二、中八、外一　　氯原子：内二、中八、外七 四、模型在发展 　　实心球 → 核式模型 → 分层模型 → 电子云模型 　　圆环是"层"，不是跑道；最外层电子数影响化学性质。 学科网（北京）股份有限公司 $