3.1分子和原子第1课时 物质由微观粒子构成教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

课题1　分子和原子（第1课时）　物质由微观粒子构成 教学设计 ——从宏观现象到微观世界：物质由分子、原子等微观粒子构成 一、基本信息 项目 内容 学段 初中九年级 教材 义务教育教科书《化学》九年级上册（人民教育出版社，2024年版） 单元 第三单元　物质构成的奥秘 课题 课题1　分子和原子（第1课时） 课时内容 一、物质由微观粒子构成 教材页码 第56～58页（含【实验3-1】品红在水中扩散、探究“分子运动现象”） 课型 新授课（以实验探究为主） 课时安排 1课时（45分钟） 设计依据 《义务教育化学课程标准（2022年版）》“物质的构成与变化”学习主题；人教版九年级化学上册课本第56～58页 二、教材分析 本课时是第三单元《物质构成的奥秘》的起始课，也是学生第一次从宏观世界走进微观世界。教材以学生熟悉的生活现象和简单实验为切入点：走过花圃闻到花香、湿衣服晾晒变干、蔗糖放到水里“消失”而水有了甜味，再通过【实验3-1】“品红在水中扩散”把感性经验转化为可观察的实验事实（课本第56页）。在“观察现象—提出问题—进行猜想”的基础上，教材指出：科学技术进步证明了物质是由分子、原子等微观粒子构成的，并借助“用扫描隧道显微镜获得的分子、原子图像”和“通过移走硅原子形成的文字”两张真实图像加以证实（课本第57页），让学生体会“微观粒子真实存在”这一基本化学观念。 在此基础上，教材用一组有说服力的事实帮助学生认识微观粒子的基本特征：一是分子的质量和体积都很小——1个水分子的质量约是3×10⁻²⁶ kg，1滴水（以20滴水为1 mL计）中大约有1.67×10²¹个水分子，如果10亿人来数1滴水里的水分子，每人每分钟数100个，日夜不停，需要3万多年才能数完；二是微观粒子总在不断地运动——花香扩散、湿衣服中水的挥发、蔗糖溶解、品红扩散都是分子运动的结果，用热水时品红的扩散会更快，因为受热时分子能量增大、运动加快（课本第57页）；三是分子之间有间隔——气体可压缩储存于钢瓶中，加压、降温可使气体液化，相同质量的同种物质在固态、液态、气态时体积不同，物体的热胀冷缩现象都是分子间隔变化引起的（课本第58页）。 为突出“科学探究”这一核心素养，教材在正文之后专门设置了探究栏目“分子运动现象”（课本第58页）：以“怎样才能认识分子运动”为问题，给出“氨（NH₃）易溶于水，能使无色的酚酞溶液变成红色”的信息，通过向蒸馏水中滴加酚酞溶液、向其中滴加浓氨水、用大烧杯罩住盛有酚酞溶液的烧杯A与盛有浓氨水的烧杯B三个步骤，让学生根据现象进行分析与推理，认识到分子是不断运动的，并学会用“实验现象—分析—结论”的方式说明微观粒子的运动。本课时的学习为下一课时“分子可以分为原子”以及后续原子结构、元素等内容奠定了概念基础，在整套教材中处于由宏观辨识走向微观探析的关键过渡位置。 三、学情分析 本课时的教学对象是刚升入九年级的学生。他们在第二单元已经知道空气是由氮气、氧气等组成的，也见过“氧气由氧分子构成”的说法，对“物质由什么构成”有初步的好奇心；同时在物理课中已经接触过“分子”一词，具备一定的类比和想象能力。生活经验（闻到花香、湿衣服变干、蔗糖溶解）也使他们并不缺乏感性认识。 但学生对微观世界的认识存在明显困难，主要表现在三个方面： 一是缺乏微观想象力。分子、原子既看不见也摸不着，学生难以相信“看得见的现象背后有看不见的粒子在运动”，容易把宏观现象与微观粒子的行为割裂开来。 二是容易产生错误的前概念。例如认为“分子小到不存在”“花香是空气在流动的结果”“蔗糖溶解后就消失了”“物质受热是分子本身变大了”等，这些都需要用实验事实加以纠正。 三是缺少由现象推理结论的经验。学生往往只能描述“看到了什么”，却说不清“这些现象说明了什么”，把“现象”当成“结论”。 因此，本课时宜以实验为主要的认识手段：先用【实验3-1】品红扩散和探究“分子运动现象”让学生亲眼看到微观粒子运动的“证据”，再用数据（1滴水中水分子的数目）让学生感受分子的“小”，最后用压缩钢瓶、热胀冷缩等生活实例帮助学生理解分子间的间隔。教学中要注意控制难度，本课时只要求学生知道“物质由分子、原子等微观粒子构成”以及“分子在不断运动、分子间有间隔”，不涉及分子、原子的定义与区别，这些内容留待下一课时学习。 四、教学目标（核心素养导向） 1. 化学观念 知道物质是由分子、原子等微观粒子构成的，认识分子、原子是真实存在的微观粒子（课本第56～57页）。 能说出分子的基本特征：分子的质量和体积都很小；微观粒子总是在不断地运动着，温度越高运动越快；分子之间有间隔，且间隔受温度和压强影响（课本第57～58页）。 2. 科学思维 能从“闻到花香”“品红扩散”“水变甜”等宏观现象出发，提出“物质由看不见的微小粒子构成”的猜想，经历“观察现象—提出猜想—实验验证—得出结论”的推理过程，初步形成基于证据进行推理的意识。 能借助1滴水中水分子数目的数据、扫描隧道显微镜图像等信息，运用想象和类比把宏观现象与微观粒子的行为联系起来，发展微观想象力（“宏观—微观—符号”三重表征中的前两重）。 3. 科学探究（科学探究与实践） 能规范完成【实验3-1】“品红在水中扩散”，有目的地观察、如实记录并准确描述实验现象（课本第56页）。 能在教师指导下完成探究“分子运动现象”的三个步骤，依据酚酞溶液变红的现象分析分子运动，独立填写“现象—分析”表格并得出结论，能与同学交流自己的分析与结论（课本第58页）。 4. 科学态度与责任 通过扫描隧道显微镜图像、移走硅原子形成的文字等真实资料，体会科学技术的进步对人们认识微观世界的重要作用，感受科学探索的艰辛与乐趣（课本第57页）。 在实验中养成认真观察、如实记录、规范操作、注意安全与环保的习惯；通过“热水使品红扩散更快”的现象，体会化学与生活的联系（课本第57页）。 五、教学重点与难点 教学重点：知道物质由分子、原子等微观粒子构成；认识分子在不断运动、分子之间有间隔、分子的质量和体积都很小。 教学难点：从宏观现象推想微观粒子的行为，初步建立“宏观现象—微观粒子”之间的联系，形成微观想象力；规范完成探究“分子运动现象”并依据现象作出分析和推理。 六、教学方法与教学准备 1. 教学方法 实验探究法：以【实验3-1】和探究“分子运动现象”为核心，让学生在看现象、做分析、得结论的过程中认识微观粒子。 问题驱动法：围绕“物质由什么构成”“怎样才能认识分子运动”等问题层层追问，引导学生由现象走向本质。 类比与想象法：借助数据对比（数1滴水中水分子需要3万多年）、图像（扫描隧道显微镜）帮助学生建立微观想象。 多媒体辅助法：用图片、动画直观呈现品红扩散、氨分子运动、气体分子被压缩等微观过程。 2. 教学准备 项目 内容 演示实验【实验3-1】 烧杯、品红、水（另备热水）、药匙；投影或实物展台（便于全班观察品红扩散过程） 探究“分子运动现象” 小烧杯A（盛20 mL蒸馏水）、小烧杯B（盛5 mL浓氨水）、大烧杯、试管、胶头滴管、酚酞溶液、浓氨水；分组器材按4～6人一组配备 多媒体课件 品红在水中扩散的示意图、用扫描隧道显微镜获得的分子与原子图像、通过移走硅原子形成的文字、几种分子的模型、探究实验示意图 学生准备 预习课本第56～58页；记录一条“生活中与分子运动有关的现象”，课上交流；分组并明确操作员、观察员、记录员、发言员分工 安全提示 浓氨水有强刺激性气味并有腐蚀性，取用时应小心，不要沾到皮肤和衣物上；本探究宜在通风处进行，闻气味时应用手轻轻扇动，不要把鼻子凑到容器口；酚酞溶液不可入口 七、教学过程 环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、情境导入 由生活现象引出问题 ① 依次提出三个生活情境：走过花圃会闻到花香；湿的衣服经过晾晒会变干；蔗糖放到水里会逐渐“消失”，而水却有了甜味。② 追问：这些现象的背后，物质究竟是以什么形式存在的？③ 引导学生阅读课本第56页开头的“蔗糖可分成细小颗粒”一段，提出本课时的核心问题：当物质分到人的眼睛无法直接分辨时，又以什么形式存在呢？ 结合生活经验回答；试着提出自己的猜想（如“物质由很小的粒子构成”“粒子跑到了空气中”等）；带着问题进入新课。 用学生最熟悉的生活现象创设情境，唤起已有经验，产生认知冲突，明确本课时的研究问题，体现“从生活走进化学”。 二、实验探究一 【实验3-1】品红在水中扩散 ① 演示【实验3-1】：向盛有水的烧杯中加入少量品红，静置，引导学生观察。② 指导观察要点：注意品红加入后的变化过程。③ 补充演示：用热水代替凉水重复实验，引导学生比较扩散的快慢。④ 组织学生用自己的话描述现象并作出解释。 观察并如实记录现象：品红在静置的水中会扩散，水的颜色逐渐变红且越来越均匀；对比发现用热水时扩散更快。尝试解释：品红没有消失，而是分成了极小的粒子扩散到水中。 以现象鲜明的实验把“物质可分”从经验上升为实验事实；用冷、热水对比为后文“温度越高分子运动越快”埋下伏笔。 三、概念建构 物质由微观粒子构成 ① 指出：上述生活和实验中的现象，在很久以前就引起了一些学者的探究兴趣，为了解释这类现象，他们提出物质由看不见的微小粒子构成的设想。② 说明科学技术的进步证明了物质是由分子、原子等微观粒子构成的，组织学生观察课本第57页的两张真实图像：用扫描隧道显微镜获得的某种有机物分子和银原子的图像、通过移走硅原子形成的文字。③ 追问：这两张图像告诉我们什么？ 阅读课本第56～57页相关内容；观察图像，认识到分子、原子是真实存在的、可以被“看到”甚至被“移动”的微小粒子；体会科学仪器对认识微观世界的作用。 从“猜想”到“证实”，让学生经历完整的科学认识过程；用真实图像突破“微观粒子看不见所以不好相信”的心理障碍，建立“物质由微观粒子构成”的基本观念。 四、特征归纳 分子的质量和体积都很小 ① 出示数据：1个水分子的质量约是3×10⁻²⁶ kg；1滴水（以20滴水为1 mL计）中大约有1.67×10²¹个水分子。② 引导学生算一算、比一比：如果10亿人来数1滴水里的水分子，每人每分钟数100个，日夜不停，需要3万多年才能数完。③ 追问：这组数据说明了什么？ 阅读数据，尝试用自己的语言描述“分子有多小”；体会“分子的质量和体积通常都很小”。 用具体数据和直观比较代替抽象的说明，让学生真切感受分子的“小”，发展微观想象力。 五、特征归纳 微观粒子总在不断运动 ① 提出问题：花香为什么会扩散到我们的鼻子里？湿衣服上的水到哪里去了？② 引导归纳：花香在空气中的扩散、湿衣服中水的挥发、蔗糖在水中的溶解及品红在水中的扩散都是分子运动的结果。③ 提出探究任务——“怎样才能认识分子运动呢？”（课本第58页），说明实验信息：氨（NH₃）易溶于水，能使无色的酚酞溶液变成红色。④ 组织完成三个步骤：向盛有20 mL蒸馏水的小烧杯A中滴入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，观察颜色；从烧杯A中取少量溶液置于试管中，慢慢滴加浓氨水，观察颜色变化；另取小烧杯B加入5 mL浓氨水，用大烧杯罩住A和B，观察几分钟。⑤ 组织填写“现象—分析”表格并讨论：烧杯A中的溶液为什么变红了？⑥ 结合热水使品红扩散更快的现象，说明温度对分子运动的影响。 思考并回答：都是分子运动的结果。分组完成探究实验，如实记录现象：（1） 酚酞溶液呈无色；（2） 滴加浓氨水后溶液变红；（3） 烧杯A中的溶液由无色变成红色。填写表格并分析：氨分子从烧杯B运动到烧杯A，溶于水后使酚酞溶液变红，说明分子在不断运动。从而归纳结论：微观粒子总是在不断地运动着，温度越高运动越快。 以“怎样才能认识分子运动”为驱动问题，把动手实验与动脑分析结合起来；通过“烧杯A为什么会变红”的追问，让学生第一次真正用微观粒子的运动来解释宏观现象，突破本课时难点。 六、特征归纳 分子之间有间隔 ① 提出问题：气体为什么可以压缩储存于钢瓶中？② 引导学生阅读课本第58页相关段落，联系生活实例：加压、降温可以使气体液化；相同质量的同种物质在固态、液态和气态时的体积不同；物体的热胀冷缩现象。③ 追问：这些事实共同说明分子之间有什么关系？ 结合生活经验思考并回答：分子之间有间隔，受压时间隔减小；固体、液体、气体分子间的间隔不同；受热时间隔增大，遇冷时间隔缩小。 用一组熟悉的生活事实归纳出“分子之间有间隔”，避免抽象的灌输；为后续学习气体液化、物质三态变化打下基础。 七、课堂小结与作业 ① 引导学生对照板书回顾：本课时我们得到了哪些认识？② 板书本课时的三个要点：微观粒子真实存在；分子很小；微观粒子不断运动、分子间有间隔。③ 布置分层作业并提醒实验安全与环保要求。 口头小结本课时的收获；提出仍未想明白的问题；记录作业。 以学生自己的语言梳理知识，形成结构化认识；分层作业兼顾基础与拓展。 八、探究“分子运动现象”实验说明 依据课本第58页探究栏目，实验方案与预期现象如下（实验记录表供学生填写）： 实验编号 操作 预期现象 分析 (1) 向盛有20 mL蒸馏水的小烧杯A中滴入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀，观察溶液的颜色。 溶液呈无色。 蒸馏水不能使无色酚酞溶液变色。 (2) 从烧杯A中取少量溶液置于试管中，向其中慢慢滴加浓氨水，观察溶液颜色的变化。 溶液由无色变成红色。 氨水显碱性，能使酚酞溶液变红。 (3) 另取一个小烧杯B，加入5 mL浓氨水。用一个大烧杯罩住烧杯A和烧杯B，观察几分钟。 烧杯A中的溶液由无色逐渐变成红色，而烧杯B中的浓氨水并未与烧杯A接触。 氨分子不断运动，从烧杯B扩散到烧杯A中，溶于水后使酚酞溶液变红，说明分子总是在不断地运动着。 结论：分子总是在不断地运动着；温度越高，分子运动越快。由“烧杯A中的溶液变红”这一现象，可以推知氨分子运动到了烧杯A中，这正是用宏观现象推测微观粒子行为的典型例子。 安全提醒：浓氨水有强烈的刺激性气味和腐蚀性，取用时不要沾到皮肤和衣物上；本实验宜在通风处进行，闻气味时应用手轻轻扇动，不要把鼻子凑到容器口；实验后废液应倒入指定容器，不得随意倾倒。 九、板书设计 课题1　分子和原子（第1课时）　物质由微观粒子构成 一、物质由微观粒子构成 　　【实验3-1】品红在水中扩散 → 品红分成极小的粒子扩散到水中 　　科学技术进步证明：物质是由分子、原子等微观粒子构成的 二、微观粒子的基本特征 　　1. 分子的质量和体积都很小 　　　　1个水分子的质量约 3×10⁻²⁶ kg 　　　　1滴水中约 1.67×10²¹ 个水分子 　　2. 微观粒子总是在不断地运动（温度越高，运动越快） 　　　　【探究】分子运动现象：氨分子运动 → 烧杯A中溶液变红 　　　　（花香扩散、水的挥发、蔗糖溶解、品红扩散） 　　3. 分子之间有间隔（受热增大、遇冷缩小，加压减小） 　　　　气体可压缩储存于钢瓶；气体液化；热胀冷缩 三、认识思路：宏观现象 → 提出猜想 → 实验验证 → 微观解释 十、分层作业 1. 基础作业（必做，对应课本第56～58页） 填空：物质是由______、______等微观粒子构成的；分子的质量和体积通常都很______；微观粒子总是在不断地______；分子之间有______。 请用分子的知识解释下列现象：（1）走过花圃会闻到花香；（2）湿的衣服经过晾晒会变干；（3）蔗糖放到水里会逐渐“消失”，而水却有了甜味。 在【实验3-1】中，如果使用的是热水，品红的扩散会更快一些，为什么？ 2. 提升作业（选做） 小烧杯A中盛有滴入酚酞溶液的蒸馏水，小烧杯B中盛有浓氨水，用大烧杯罩住A和B。几分钟后观察到烧杯A中的溶液变红。请回答：（1）该现象说明了什么？（2）从微观角度解释烧杯A中的溶液为什么会变红。 氧气可以被压缩储存于钢瓶中，而相同质量的氧气在液态、气态时体积却不同。请从分子的角度说明原因。 从分子的角度解释下列生活现象：（1）香水要密封保存；（2）加油站严禁烟火；（3）热水能使压瘪的乒乓球复原。 3. 实践作业（小组完成，任选一项） 家庭小观察：在家中做一次“看不见的扩散”观察活动（如在两杯冷、热水中各滴入1滴红墨水，比较扩散的快慢），用文字或照片记录现象，并尝试用本课时的知识作出解释。注意：实验应在家长指导下进行，使用热水时防止烫伤。 查阅资料：了解扫描隧道显微镜的主要用途，搜集1张用扫描隧道显微镜拍摄的分子或原子图像，写一段80字左右的介绍，下节课与同学交流。 十一、教学反思（课后填写） 关注点 内容 目标达成 学生能否说出物质由分子、原子等微观粒子构成？能否说出分子的三个基本特征？ 实验效果 品红扩散现象是否全班可见？探究“分子运动现象”的现象是否明显、时间是否合适？ 难点突破 学生能否用“分子在运动”解释烧杯A中的溶液变红？是否还停留在只描述现象、不作分析的层面？ 改进方向 如现象不够直观，可增大品红用量或改用红墨水；如探究耗时较长，可提前1～2分钟放入浓氨水，或改用微量化装置；对学习困难的学生可借助分子模型或动画辅助想象。 附：本课时在课题中的地位与本课时的边界 课题1《分子和原子》共安排2课时。本课时（第1课时）只学习“一、物质由微观粒子构成”（课本第56～58页），要求学生知道物质由分子、原子等微观粒子构成，认识微观粒子总在不断地运动、分子之间有间隔、分子的质量和体积都很小。 以下内容属于第2课时“二、分子可以分为原子”（课本第58～61页），本课时不作要求，也不在课堂中展开：物理变化与化学变化中分子的变化、分子的定义（分子是保持物质化学性质的最小粒子）、原子的定义（原子是化学变化中的最小粒子）、分子由原子构成及几种分子的模型、氧化汞分子分解示意图、氢气与氯气反应的示意图等。教学中应严格把握这一边界，避免加重学生负担。 学科网（北京）股份有限公司 $