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学年八年级化学人教版（五四学制）全一册

制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程

——跨学科实践活动教学设计

人教版（五四学制）初中化学八年级全一册

一、教材分析

本活动是人教版（五四学制）八年级全一册化学教材中的跨学科实践活动二，隶属“物质构成的奥秘”主题。教材引导学生沿历史脉络回顾人类对物质组成与结构的认识过程，从古代哲人的朴素猜想，到近代科学家借助实验逐步建立原子模型，再到现代对微观粒子的深层理解。活动融化学史、物理实验证据、模型制作与表达展示于一体，要求学生以小组协作方式制作原子结构模型并讲述科学家探索故事，是连接宏观现象与微观本质、贯通学科边界的重要实践载体。

二、四维核心素养

化学观念：认识物质由微观粒子构成，结构决定性质，初步形成微粒观与元素观。

科学思维：经历模型建构、证据推理与模型修正的过程，发展基于证据提出解释的科学思维。

科学探究：通过查阅史料、制作模型、展示交流等环节，提升信息搜集、动手实践与合作探究能力。

科学态度与责任：感悟科学家不懈探索、勇于修正的科学精神，增强对科学本质的理解与社会责任感。

三、教学重难点

教学重点：梳理科学家探索物质组成与结构的历史脉络，理解不同时期原子模型的核心特征及其与实验证据的对应关系，完成模型制作与展示。

教学难点：把握“实验证据推动模型修正”的内在逻辑，将跨学科知识（物理实验、历史背景、艺术表达）融合于模型与展示之中，并用规范语言清晰表达探索历程。

四、设计意图

本活动以“科学家探索物质组成与结构的历程”为大情境，采用任务驱动的项目式学习方式，将整节课分解为史料搜集、模型制作、展示交流、反思评价四个递进任务。学生在真实问题驱动下主动查阅资料、协作动手、公开展示，而非被动接受知识。设计意图有三：其一，以史为线，让学生在追溯科学家工作的过程中体会科学不是静态结论，而是不断被证据修正的动态历程；其二，以模型为桥，让学生将抽象的微观结构转化为可触可看的实物模型，在制作中深化对“结构决定性质”的理解；其三，以展示为台，融化学、物理、历史、语文、美术于一体，让不同特长的学生都能找到参与点，在合作中发展表达能力与科学态度。整个过程强调做中学、用中学、创中学，落实核心素养的培育要求。

五、教学过程

（一）情境导入：物质究竟由什么构成

教师在讲台中央放置一个透明密封盒，盒内装有少量黑色粉末。教师提问：请同学们观察盒中的物质，你们认为它是由什么构成的？如果将它不断分割，分到最后会是什么？

学生自由发言，有的说“分到最后是很小的颗粒”，有的说“还能继续分”。教师顺势引导：两千多年前，古希腊哲学家德谟克利特也思考过同样的问题。他认为万物都由不可再分的微小粒子构成，他把这种粒子叫作“原子”。然而，从哲学猜想到科学理论，人类走过了漫长而曲折的道路。今天这节课，我们将化身“小小科学史家”，沿着科学家的足迹，亲手制作模型，重现这段探索历程。

教师板书课题，并简要介绍活动任务：全班分为六个小组，每个小组负责一位（或一组）科学家的探索故事，课后已分配史料阅读材料，本节课各组需要完成模型制作与展示准备，随后依次上台展示。

（二）任务一：史料梳理与分工研讨

教师发放各组对应的史料资料卡，内容涵盖：德谟克利特与古典原子论、道尔顿的近代原子学说、汤姆生发现电子与“葡萄干面包”模型、卢瑟福与核式结构模型、玻尔的分层轨道模型、现代电子云模型。每组领取资料后，先进行组内通读，再围绕三个问题展开讨论。

讨论问题一：这位科学家所处的时代背景是什么？他之前的人们对物质结构有怎样的认识？

讨论问题二：他通过什么实验或观察获得了关键证据？这个证据如何推翻或修正了前人的观点？

讨论问题三：他提出的模型长什么样？核心特征是什么？有什么局限？

教师巡视各组，倾听讨论并适时点拨。对于道尔顿组，教师提示：道尔顿的原子学说与古希腊哲学猜想最大的不同在于，他是基于实验测量的定比定律等证据提出的，而不是纯粹的哲学思辨。对于汤姆生组，教师引导学生关注：电子的发现意味着原子不是不可再分的，这在当时是革命性的认识。对于卢瑟福组，教师重点引导学生思考α粒子散射实验中“极少数粒子被反弹回来”这一现象意味着什么——绝大多数粒子直接穿过，说明原子内部大部分空间是空的；极少数被反弹，说明原子中心存在一个质量很大、体积很小的核。对于玻尔组，教师提示他是在卢瑟福模型基础上引入了“轨道”概念来解释氢原子光谱，但模型仍有局限性。对于现代电子云组，教师引导学生理解“电子没有固定轨道，而是在核外空间某处出现的概率分布”。

讨论结束后，各组确定模型分工：一人负责设计草图，一人负责准备材料（乒乓球、橡皮泥、铁丝、卡纸、彩笔、胶水等教师提前准备好的材料箱），一人负责撰写展示讲解词，一人负责上台展示。教师强调：模型不需要精确测量，但必须准确反映该时期模型的核心结构特征，不能把不同时期的模型混为一谈。

（三）任务二：制作原子结构模型

各组根据讨论结果开始制作模型。教师巡回指导，关注各组的制作进展并提供必要帮助。

第一组（德谟克利特组）：用不同颜色的橡皮泥搓成大小不一的小球，散落在一个浅盒中，代表古希腊人想象中形状各异、大小不同但不可再分的“原子”。组内同学讨论：这种模型还停留在哲学层面，没有实验证据支撑，也没有揭示原子内部结构。

第二组（道尔顿组）：用大小统一的乒乓球代表实心小球，组内同学在球面上标注道尔顿的核心观点——原子是不可再分的实心球体，同种原子质量和性质相同。组内同学同时准备一张卡片，写上“道尔顿——近代化学之父”的简要介绍。