专题5物质的微观构成跨学科实践活动：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学年八年级化学沪科版（五四学制）全一册

沪科版（五四学制）八年级全一册专题 5 物质的微观构成 跨学科实践活动：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 一、基本信息 教材版本：沪科版（五四学制）八年级全一册 活动名称：制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 课时：2 课时（第 1 课时：查阅史料、梳理科学发展脉络、设计模型方案；第 2 课时：动手制作模型、小组展示汇报、互评总结） 课型：跨学科实践活动（融合化学、物理、历史、工程、美术） 二、教材分析 本跨学科实践安排在专题 5 全部新课结束之后，是对微观粒子、原子结构、元素、碳单质微观结构等知识的整合与升华。本课以化学史为线索，让学生沿着科学家的足迹，认识人类对物质微观结构不断修正、迭代的探究过程；学习模型建构这一重要科学方法，动手制作不同阶段的原子结构模型、分子模型或碳单质微观模型，通过展示交流，理解：模型是对假说的直观表征，随着新实验证据出现，模型会不断改进。 主线：查阅资料梳理物质结构探索史→小组选定研究对象，绘制模型设计草图→选用材料制作科学模型→小组上台展示模型，讲解对应科学家假说与实验证据→全班互评，反思模型优缺点，总结科学探究方法。 化学核心落点 回顾分子、原子、原子结构相关核心知识；理解模型法是研究微观世界的重要手段。 梳理原子模型演变：道尔顿实心球模型→汤姆孙葡萄干布丁（枣糕）模型→卢瑟福核式行星模型。 理解科学不是一次性获得真理，而是假说 — 实验 — 证据 — 修正模型的循环过程。 跨学科融合：物理（α 粒子散射实验）、历史（科学发展史）、美术（模型设计、展板绘制）、工程技术（材料选择、模型搭建）、语文（撰写汇报演讲稿）。 育人价值：体会科学家敢于质疑、基于证据推理的科学精神；学会团队分工合作；建立模型认知，知道模型不等于真实物质，只是简化表征。 三、学情分析 学生已经学习分子、原子、原子结构、碳单质微观结构；知道原子由原子核与核外电子构成；能够区分宏观组成、微观构成。学生对原子模型发展史有初步接触，但容易把模型等同于原子真实样子；缺少史料检索、项目汇报、模型工程设计的完整经验；小组分工、展示表达能力有待锻炼。 认知难点： 理解：每一种原子模型，都对应当时的实验证据；新实验发现，推翻旧模型，建立新假说。 模型的局限性：模型是简化模拟，不等于微观粒子真实形态。 小组合作：史料整理、模型制作、汇报展示任务分配，汇报逻辑梳理。 教学策略：项目式任务驱动、小组分工、史料研读、模型搭建、成果展示、多元评价量表。 四、核心素养目标 化学观念 巩固分子、原子、原子核的相关知识；认识人类对物质微观结构的认识是逐步发展完善的；知道模型是表征微观结构的工具。 科学思维 体会假说、证据、推理、模型建构的科学研究思路；能分析不同原子模型的优点与局限；能区分模型与客观真实微观结构。 科学探究与实践 小组查阅整理化学史料；绘制模型设计图；选用材料制作原子 / 分子 / 碳单质微观模型；撰写汇报稿，完成展示交流。 科学态度与责任 感受科学家不畏困难、大胆猜想、严谨求证、敢于修正自我观点的科学品质；学会小组协作、尊重不同观点。 五、教学重难点 第 1 课时 史料梳理，模型方案设计 重点：梳理科学家探索物质结构的历程；小组确定模型主题，完成设计方案。 难点：理解 “实验证据支撑假说，新证据修正模型” 的科学逻辑。 第 2 课时 模型制作、展示汇报与评价 重点：制作模型；小组展示讲解；评价模型优缺点，认识模型局限性。 难点：汇报时把实验证据、假说、模型三者建立关联；客观评价模型不足。 六、教学准备 教师：原子结构发展史 PPT、科学史阅读资料包、项目任务单、评价量表；示例模型；展板、马克笔。 学生：4 人一组，分工：史料研究员、模型设计师、制作员、汇报讲解员；自备材料：橡皮泥 / 超轻黏土、乒乓球、毛线、牙签、硬纸板、泡沫球、胶水等。 ⚠️安全提示：牙签尖锐，使用注意安全；胶水规范使用，保持桌面整洁。 第 1 课时 史料研读，模型方案设计（45min） （一）情境导入（5min） 教师活动：我们看不见原子，科学家是如何一步步猜想原子内部结构的？展示不同年代原子模型图片，提问：为什么原子模型经过多次修改，没有一步到位？引出本次跨学科实践项目：制作模型，展示科学家探索物质组成与结构的历程。板书课题。 学生活动：观察模型，思考模型迭代的原因，明确项目任务。 （二）任务一：研读史料，梳理探索历程（22min） 小组阅读资料，梳理关键科学家、假说、实验证据、对应模型： 道尔顿（1803）：实心球原子模型；假说：原子是不可再分的实心小球，同种原子性质质量相同；依据大量化学反应定量实验。 汤姆孙（1897）：葡萄干布丁（枣糕）模型；发现电子；假说：正电荷均匀充满原子，电子镶嵌其中。 卢瑟福（1911）：核式行星模型；α 粒子散射实验；证据：大部分 α 粒子穿过金箔，少数偏转，极少数反弹；结论：原子内部大部分是空的，中心有很小、质量集中、带正电的原子核，电子绕核运动。 拓展备选主题（小组可自选）：水分子模型、金刚石 / 石墨碳单质微观结构模型。 小组讨论：每一个模型，为什么会被后面新模型替代？（新实验获得新证据） （三）任务二：小组选定主题，完成模型设计方案（14min） 小组确定制作主题，填写任务单： 选择模型主题（道尔顿 / 汤姆孙 / 卢瑟福原子模型；或分子、碳单质模型） 绘制草图，标注各部分代表含义，制作图例（颜色、材料代表什么微粒） 列出材料清单，规划分工 撰写汇报提纲：科学家简介、实验证据、假说内容、模型特点、模型局限 教师巡视，指导各组方案，审核草图。 （四）课堂巩固（2min） 思考：卢瑟福 α 粒子散射实验，哪一个现象证明原子核体积极小、质量很大？（极少数 α 粒子反弹） （五）课堂小结（1min） 人类认识微观世界是循序渐进；模型基于实验证据；模型只是简化模拟，存在局限性；下节课带材料制作模型并展示。 （六）作业布置（1min） 准备模型制作材料；完善设计草图与汇报稿。 第 2 课时 模型制作、成果展示与评价（45min） （一）复习导入（3min） 教师提问：简要回顾原子模型演变顺序。过渡：根据上节课设计方案，动手搭建模型，之后小组展示汇报。 （二）任务一：小组合作制作模型（15min） 小组分工搭建模型，对照草图，标注图例； 教师巡视指导，提示要点： 模型需要标注清楚各部件代表：质子、中子、核外电子； 注意体现模型核心特征：卢瑟福模型要突出原子核体积极小，原子内部大部分空间是空的； 在展板上简要写出科学家、实验证据、模型局限。 （三）任务二：成果展示、汇报交流（20min） 每组 2–3 分钟汇报，汇报要点： ①科学家与时代；②支撑假说的关键实验；③模型结构与制作思路；④这个模型的优点；⑤模型存在哪些局限性（重点）。 示例：卢瑟福行星模型局限 —— 无法解释电子运动的真实状态，不是像行星一样简单绕圈。 其他小组认真倾听，提问互动。 （四）任务三：多元评价与反思（5min） 使用评价量表，从史料准确性、模型科学性、作品美观度、汇报表达、团队协作五个维度开展自评、互评、教师点评。 总结升华：科学模型不是一成不变；模型是为了解释实验现象；一旦有新证据，假说和模型就需要修改。 （五）课堂小结（1min） 模型建构是化学重要研究方法；微观世界的发现，依靠实验证据、大胆猜想、不断修正；专题 5 全部内容学习完成。 （六）作业布置（0min） 完善模型与展板；撰写实践活动报告（含史料、草图、模型照片、活动反思）。 七、板书设计 跨学科实践：制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 原子模型发展历程 道尔顿：实心球模型 → 汤姆孙：葡萄干布丁模型 → 卢瑟福：核式行星模型 科学研究思路：实验证据 → 提出假说 → 建立模型 → 新证据 → 修改模型 模型特点：简化、直观表征；模型不等于真实微观结构，存在局限性 项目流程：查阅史料→设计草图→制作模型→展示汇报→评价反思 八、教学反思（课后填写） 学生容易把模型当成原子真实样子，汇报环节必须强调模型局限性，突破认知误区。 小组分工要提前明确，避免部分学生游离，建议固定史料员、设计师、制作者、讲解员。 材料优先选用低成本废旧材料，落实节约、绿色理念；提醒学生模型重在科学准确，美观其次。 汇报训练学生科学表达，训练学生把实验证据、假说、模型三者关联，避免只介绍模型外观。 本课是专题 5 的收尾课，帮助学生整合分子、原子、原子结构全部知识，为后续化学式、化学方程式铺垫。 九、备用检测题（活动结束后当堂小测） 卢瑟福 α 粒子散射实验，提出了（C） A. 实心球模型 B. 葡萄干布丁模型 C. 核式行星模型 道尔顿提出原子不可分割，后来被推翻，说明（模型会随新实验证据不断修正） 科学研究中模型的作用：________________（直观表征难以直接观察的微观结构，帮助解释实验现象） 判断：卢瑟福的原子行星模型完全等于真实原子结构（×，模型是简化模拟，存在局限） 学科网（北京）股份有限公司 $