第3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》教学设计 版本：人教版八年级全一册（五四学制） 单元：第三单元 物质构成的奥秘 课时：1 课时（跨学科实践综合课，融合化学、历史、美术、语文） 一、课标依据 依据 2022 版义务教育化学课程标准：通过科学史实体会科学家探索物质组成与结构的智慧；知道可通过实验、想象、推理、假说、模型等方法探索物质微观结构；动手制作模型，梳理原子结构模型演变历程；建立宏观 - 微观联系；学会搜集史料、模型建构、成果展示，提升证据推理、模型认知素养；感受科学理论是不断迭代、修正完善的，培养科学探究精神。 二、教材分析 本跨学科实践活动安排在第三单元课题 3《元素》之后，是本单元的项目式总结实践。学生已经学习分子、原子、原子结构、元素等微观知识，本课以科学发展史为主线，梳理人类对物质微观结构不断认识的历程，动手制作历代原子模型，小组完成成果汇报展示。 单元逻辑：分子和原子 → 原子的结构 → 元素 → 跨学科实践活动 2（模型制作 + 科学史成果展示） 主线：项目驱动，明确任务→分组查阅史料，梳理原子模型演变时间线→利用简易材料制作不同阶段原子结构模型→小组准备汇报脚本、展板→课堂成果展示、互评交流→反思：模型、假说、实验在科学研究中的价值。 教学重点：梳理科学家探索物质结构的历程；动手制作原子模型；理解模型是对真实微观结构的简化表征。 教学难点：理解科学模型不断迭代修正；区分 “模型≠真实结构”；基于史料证据推理科学家提出模型的依据。 三、学情分析 已有基础：学生已经掌握原子结构、分子等微观知识；认识道尔顿、汤姆森、卢瑟福等科学家；具备简单手工制作、小组汇报能力；美术、语文课学习过资料搜集、展板制作、演讲表达。 学习障碍 误认为科学家提出的模型就是原子真实样子，分不清模型是简化模拟； 不能将实验证据和科学家提出的模型建立对应关系； 容易混淆不同科学家对应的模型名称与核心观点； 史料整理杂乱，汇报时逻辑不清； 手工制作只追求外观好看，忽略模型科学内涵。 四、学习目标 化学观念：梳理人类探索物质组成、原子结构的发展历程；知道道尔顿实心球模型、汤姆森枣糕模型、卢瑟福核式模型；理解微观模型是科学家基于实验证据构建的简化模型。 科学思维：根据实验史料推理科学家建立模型的依据；认识科学理论不是一成不变，而是随新证据不断修正；体会假说、实验、推理、模型的科学研究方法。 科学探究与实践：小组合作搜集史料，制作原子结构模型；撰写汇报稿，制作展板，完成课堂展示；小组互评项目成果。 科学态度与责任：体会科学家坚持不懈、敢于质疑、不断求真的科学精神；理解人类对微观世界的认识永无止境；学会团队分工协作。 五、评价任务（教学评一体化） 评价任务 1：小组查阅资料，梳理原子模型演变时间线，说出每位科学家的实验证据、模型核心观点（对应目标 1、2）。 评价任务 2：小组选用材料制作历代原子模型，模型能够体现该模型的结构特征（对应目标 2、3）。 评价任务 3：小组上台展示汇报，小组互评，完成项目反思报告（对应目标 3、4）。 六、教学重难点 重点：原子模型演变历程；模型制作；成果展示；模型在化学研究中的作用。 难点：理解模型是简化表征；实验证据与模型之间的推理关系；认识科学理论不断迭代更新。 七、教学准备 分组材料：橡皮泥、乒乓球、泡沫球、铁丝、彩泥、牙签、卡纸、硬纸板、彩笔、胶水；史料任务单、项目评价量表。 教师准备：原子模型演变动画、科学家史料包、时间轴模板、展板范例；评价量表 PPT。 安全提示：手工材料规范使用，注意剪刀安全；材料禁止入口。 八、教学过程 环节 1：项目情境导入，明确任务（6min） 创设情境：人类看不见原子，科学家是怎么猜想、推理原子内部结构的？科学家提出的原子模型是一次性完善的吗？ 展示驱动任务：小组合作，梳理科学家探索物质结构历程，制作三代原子模型，制作展板，上台展示汇报。 简要介绍核心科学家脉络：道尔顿→汤姆森→卢瑟福。出示学习目标、评价任务。 环节 2：任务一 研读史料，梳理原子模型演变（12min） 小组研读史料包，完成时间轴任务单： 道尔顿（实心球模型）：认为原子是不可分割、坚硬实心小球；依据：质量守恒、定比定律，解释化学反应。 汤姆森（枣糕 / 葡萄干面包模型）：发现电子；正电荷均匀充满原子，电子镶嵌其中。证据：阴极射线实验，证明原子可再分。 卢瑟福（核式行星模型）：α 粒子散射实验；原子大部分空间是空的；中心有很小、质量很大、带正电原子核，核外电子在核外空间运动。 小组讨论思考： ①每一种模型提出，是基于什么实验证据？ ②后来为什么旧模型会被新模型修正？ 教师小结：模型不等于真实原子，模型是简化、直观的科学假说；新实验证据出现，模型就要修改（评价任务 1）。 环节 3：任务二 小组制作原子模型、展板（16min） 小组分工：资料整理员、模型制作员、展板美工、汇报发言人。 制作要求： 制作 3 个模型，分别代表道尔顿实心球、汤姆森枣糕、卢瑟福核式模型； 模型要体现该模型核心特征；标注各部分名称； 卡纸展板绘制时间轴，写出科学家姓名、年代、实验证据、模型要点。 教师巡视指导，重点提醒：模型重在体现科学原理，不必追求外观完美（评价任务 2）。 环节 4：任务三 小组成果展示汇报（12min） 各小组依次上台展示（每组 2-3 分钟）： ①介绍时间线；②展示模型；③讲解科学家实验证据；④说明模型局限性。 全班依据评价量表互评，评价维度：史料准确性、模型科学性、表达流畅度、团队协作（评价任务 3）。 教师引导提问： 卢瑟福实验哪条证据推翻汤姆森的枣糕模型？ 小结：科学进步，来自实验证据、大胆猜想、不断质疑。 环节 5：课堂总结与项目反思（4min） 历程小结：人类对微观世界的认识，是不断提出假说、实验验证、修正模型的漫长过程。 核心感悟：模型是化学重要研究方法；科学没有终极答案，认识永无止境。 完善项目实践报告，整理材料。 作业布置 基础作业：完善项目报告，记录本次实践收获；整理原子模型演变笔记。 拓展作业：查阅波尔原子模型资料，补充到时间轴；复习第三单元全部知识点。 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 一、原子模型演变时间线 道尔顿：实心球模型，原子不可分割 汤姆森：枣糕模型，发现电子，原子可再分 卢瑟福：核式模型（α 粒子散射实验），原子核很小，原子内部大部分是空的 二、模型的意义 ✅模型：基于实验证据构建的简化表征；模型≠真实结构 ✅科学发展：假说→实验证据→修正模型，循环迭代 三、项目评价：史料、模型、展示、协作 九、教学反思（课后填写） 本课是项目式跨学科实践，重点不是手工美工，要突出证据推理，让学生理解每一个模型背后的实验证据。 课前可以预分小组，提前安排学生预习史料，节省课堂查阅资料时间。 要着重纠正误区：科学家的模型只是当时证据下的猜想，并不是原子真实样子。 融合语文、美术学科，锻炼资料整理、口头表达、展板设计能力，落实跨学科育人。 汇报环节控制时间，鼓励学生大胆表达，重视过程性评价，允许模型存在不足。 十、预设问题与答疑 Q：道尔顿的实心球模型为什么被推翻？ A：汤姆森通过阴极射线实验发现电子，证明原子内部还有更小粒子，原子可以再分，推翻 “原子不可分割” 观点。 Q：卢瑟福 α 粒子散射实验，哪一现象证明原子核体积极小？ A：极少数 α 粒子被反弹回来，说明原子中心存在很小、质量很大、带正电的原子核。 Q：原子模型就是原子真实的样子吗？ A：不是。模型是简化的科学模型，用来帮助我们理解微观结构；随着新实验证据出现，模型会不断更新。 Q：为什么这个活动属于跨学科实践？ A：融合化学（微观知识）、历史（科学史）、美术（模型、展板）、语文（资料整理、汇报演讲）多学科方法解决真实科学史项目。 学科网（北京）股份有限公司 $