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 类型 项目式教学设计 课时安排 教材分析 本活动是第三单元《物质构成的奥秘》的跨学科实践收尾内容，衔接分子、原子、原子结构等核心知识。教材以科学探索历程为线索，融合物理、历史学科知识，引导学生跳出纯理论学习，通过模型制作具象化微观知识。既是对单元微观知识的巩固梳理，也是培养学生建模思维、体会科学探究过程的重要实践载体。 核心 素养目标 化学观念：建立物质由微观粒子构成的核心观念，厘清物质结构认知逻辑。 科学思维：通过科学史推演、模型构建，培养推理、建模与归纳思维。 科学探究：依托小组合作完成模型制作、展示交流，提升实践与探究能力。 科学态度与责任：感悟科学家持之以恒的探索精神，树立严谨求实的科学价值观。 重点 和难点 重点：梳理科学家探索物质组成与结构的完整历程，掌握微观模型的构建思路与方法，能规范完成模型制作与展示。 难点：理解科学模型迭代更新的内在逻辑，明白模型是科学认知的具象化工具，结合科学史体会科学认知循序渐进、不断完善的探究本质。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 讲授新课 任务一：情境激趣，初识微观探索价值 结合生活实例创设情境，引导学生观察身边常见物质，包括空气、水、金属物品等，抛出核心问题：我们肉眼可见的宏观物质，究竟是由什么微小的粒子构成的？人类从懵懂未知到清晰认知物质微观结构，经历了怎样的探索过程？ 随后展示古今人类对物质构成的认知猜想，从古代朴素的物质构成观点，到近代科学家的系统探究，让学生直观感知人类对微观世界的探索从未停止。同时结合新教材跨学科教学理念，关联物理学科的微观粒子认知、历史学科的科学发展时序知识，点明本节课核心任务：以小组为单位，梳理科学探索历程、制作微观结构模型、完成成果展示交流。 教师引导学生自主阅读教材对应内容，初步感知本单元所学的分子、原子相关知识，明确模型在化学学习中的重要作用。告知学生，微观粒子无法直接观察，科学家正是通过构建模型的方式，将抽象的微观结构具象化，模型迭代的过程，就是人类科学认知不断完善的过程，为后续任务开展奠定认知基础。同时组织学生自由分组，明确小组分工，设置资料搜集员、模型制作员、成果讲解员、互评记录员，保障后续合作学习有序推进。 任务二：史料研读，梳理科学探索完整历程 本任务为课堂核心铺垫环节，教师依托教材文本，为学生提供结构化的科学史学习支架，引导学生以小组为单位开展研读探究，自主梳理科学家探索物质组成与结构的关键阶段、核心观点与认知突破。 首先引导学生聚焦近代原子认知开端，研读道尔顿的探索成果。学生通过阅读教材和补充史料，了解道尔顿是近代原子学说的奠基人，其核心认知为原子是构成物质的坚实实体，是不可再分的实心球体，这一理论首次系统定义了原子，打破了古代朴素的猜想式认知，为微观化学发展奠定了基础。同时引导学生思考，这一认知存在哪些局限性，培养学生的辩证科学思维。 接着推进至汤姆孙的探索阶段，学生自主研读发现，随着科学实验技术的进步，科学家发现原子内部存在更小的带电粒子，推翻了原子不可再分的认知。汤姆孙据此提出了全新的原子结构模型，打破了道尔顿的实心原子认知，实现了原子结构认知的第一次迭代升级。教师引导学生对比前后两种模型的差异，体会科学实验对科学认知的推动作用。 随后学生继续梳理卢瑟福的实验探索与认知突破，了解其通过经典散射实验，推翻了此前的原子结构猜想，发现原子内部大部分空间是空的，中心存在集中质量的核心区域，进一步完善了原子的空间结构认知，构建了全新的原子结构模型。最后研读玻尔的优化改进模型，明确其在前人研究基础上，对微观粒子的运动状态做出优化修正，让原子结构认知更加贴合客观事实。 在小组研读结束后，组织全班交流汇总，共同梳理出物质结构探索的完整时间脉络，总结出科学认知的核心规律：科学结论并非一成不变，而是随着实验技术进步、研究思路更新，不断修正、不断完善的过程。教师结合新教材教学要求，强调跨学科融合思维，让学生明白物理实验技术的发展、科学逻辑思维的运用，共同推动了化学微观理论的进步。 任务三：动手实践，自主制作微观结构模型 在学生完整掌握科学探索历程、明晰各阶段原子结构模型核心特征后，开启实践制作任务。教师提前准备各类环保简易材料，包括橡皮泥、超轻黏土、细铁丝、泡沫球、彩纸、棉签等，学生也可使用课前自备的简易材料。 教师明确制作要求，结合教材示例，要求各小组选取一个经典的原子结构模型或常见物质微观构成模型进行制作，严格贴合对应科学阶段的结构特征，保证模型结构完整、特征鲜明，能够直观体现该模型的核心特点。同时要求制作过程中，小组全员参与，分工协作，结合所学知识讨论模型的结构布局、各部分对应意义，杜绝单纯手工拼接，做到知行合一。 制作过程中，教师巡回指导，针对性解决学生的问题。对于基础薄弱的小组，引导其再次回顾对应科学家的理论观点，明确模型构建的核心依据；对于能力较强的小组，鼓励其对比不同模型的差异，在模型旁标注对应模型的提出科学家、核心特点与认知局限。同时提醒学生，模型制作无需追求绝对精准，重点体现科学认知的核心逻辑，深化对微观结构的理解。 学生制作过程中，自主结合单元知识，区分原子模型与物质构成模型的差异，理解不同模型的适用场景，进一步巩固物质由微观粒子构成的核心化学观念。各小组完成初步制作后，先进行组内自查，修正结构偏差、完善模型细节，为后续展示做好准备。 任务四：成果展示，互评深化科学认知 模型制作完成后，启动成果展示与互评任务，这是落实探究成果、提升表达与思辨能力的关键环节。各小组依次推选讲解员，上台展示本组制作的模型，完整讲解模型对应的科学探索阶段、提出的科学家、模型核心结构特点、该认知的进步意义与存在的局限性。 展示过程中，要求讲解员语言条理清晰，结合课堂所学的科学史知识，完整阐述模型背后的科学探索故事，体现科学家的探究思路。其他小组全员认真倾听，做好记录，结合自身研读的史料知识，对展示内容进行补充、质疑和评价。可以针对模型结构的合理性、讲解内容的准确性、对科学历程的理解深度等方面展开互评。 例如，部分小组展示道尔顿实心原子模型时，其他小组可补充该模型的历史价值与后续被推翻的原因；展示卢瑟福原子结构模型时，师生共同补充该模型对现代微观认知的重要奠基作用。教师全程把控展示节奏，引导学生有理有据评价，避免无效点评，重点聚焦科学思维与知识理解展开交流。 所有小组展示完毕后，教师进行集中点评，肯定各小组的制作亮点与展示优势，梳理全班共性问题，纠正认知偏差。同时结合新教材跨学科实践要求，总结模型学习的意义：化学模型是简化、具象化微观世界的重要工具，是连接宏观物质与微观结构的桥梁，学会建模、析模是化学核心学习能力。 本节课立足新课标跨学科育人要求，贴合九年级学生微观思维薄弱、具象认知为主的特点，打破传统理论授课模式。以任务驱动贯穿全程，将枯燥的科学史与动手实践结合，融合化学、物理、历史学科内容。通过史料研读、模型制作、展示互评层层递进，帮助学生把抽象的微观结构知识具象化。同时让学生亲历科学探究的迭代过程，深化单元核心知识记忆，培养合作探究、创新实践能力，涵养科学探索精神，落实四维核心素养育人目标。 板书设计 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 核心认知：微观结构认知随实验与探究不断完善 模型价值：具象微观世界、助力科学探究、简化抽象知识 科学精神：严谨求实、敢于质疑、持之以恒、探索创新 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $