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 人教版九年级化学上册｜教学设计（新模板，2 课时，45min / 课时） 一、基本信息 课题：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 教材版本：人教版九年级化学上册（2024 新版） 课时：2 课时 学科融合：化学、物理、历史、美术 课型：跨学科项目实践课 二、课标依据（2022 版义务教育化学课标） 本活动属于跨学科实践主题，以原子结构科学史为载体，体验查阅史料 — 构建模型 — 动手制作 — 展示交流 — 评价反思完整项目流程。认识模型是科学研究的重要工具；梳理人类对物质微观结构的认识发展历程；理解假说、实验、推理在科学研究中的价值；建立宏观 - 微观 - 符号三重表征；落实化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四大核心素养。 三、教材分析 本跨学科实践安排在第三单元《物质构成的奥秘》之后，是对分子、原子、原子结构知识的项目式整合。教材引导学生沿着历史脉络：古代朴素原子观→道尔顿实心球原子模型→汤姆孙 “葡萄干面包” 模型→卢瑟福核式模型，认识人类对微观世界的认知迭代。学生自主查阅史料，分组制作原子结构模型、分子模型，制作汇报展板，完成成果展示。 活动突出模型认知，让学生理解：科学模型不是真实事物，是基于实验证据构建、随新证据不断修正的假说。融合物理原子实验、历史科学史料、美术手工制作，实现多学科联动，深化微粒观，为化学式、物质分类学习夯实基础学科网。 四、学情分析 知识基础：学生已学习分子、原子、原子结构、元素；了解卢瑟福 α 粒子散射实验，具备微观基础知识。 能力基础：具备基础动手能力，会简单查阅资料，但史料梳理能力弱；容易把 “科学模型” 等同于原子真实样子。 认知障碍： 认为科学家提出的模型是一成不变的真理，不知道模型会随新实验证据修正； 制作模型时只追求外观好看，忽略模型对应的科学证据； 难以理解 “假说 — 实验验证 — 模型更新” 这一科学研究范式。 五、核心素养教学目标 第 1 课时：史料研读、方案设计、模型制作 化学观念：梳理科学家探索物质结构的历程，区分不同时期原子模型；知道物质由分子、原子构成，深化微粒观。 科学思维：能根据实验证据分析不同原子模型的合理之处与局限性；理解模型方法在微观研究中的作用。 科学探究与实践：小组查阅、整理科学史料；设计模型制作方案；选用低成本材料完成原子模型、分子模型制作。 科学态度与责任：体会科学探索是不断质疑、迭代、接力的漫长过程，学习科学家严谨求实、敢于创新的精神。 第 2 课时：成果展示、交流评价、总结反思 化学观念：通过各组模型展示，巩固原子结构、分子构成知识；理解微观模型的表征意义。 科学思维：开展互评，分析各组模型优缺点；辩证看待每一种历史原子模型的贡献与局限。 科学探究与实践：小组汇报展示作品，清晰讲述模型对应的科学故事；完成项目实践报告。 科学态度与责任：学会倾听、客观评价他人成果；树立证据意识，懂得任何科学理论都需要实验证据支撑。 六、教学重难点 第 1 课时 重点：梳理原子模型发展历程；小组完成模型设计与制作。 难点：理解每一种原子模型提出的实验依据，认识模型的局限性。 第 2 课时 重点：小组成果展示汇报；交流评价模型作品。 难点：辩证评价历史原子模型，理解科学模型迭代更新的本质。 七、教学准备 教师准备 PPT；原子结构发展史短视频；史料任务单；项目评价量表；模型参考图；备用手工材料：橡皮泥、彩球、吸管、铁丝、硬纸板、黏土、泡沫球、标签卡。 学生准备 课前分组；小组分工：史料研究员、模型设计师、手工制作员、汇报讲解员；提前预习教材活动内容。 第 1 课时：史料研读、方案设计、模型制作（45min） 八、教学过程 （一）情境导入，项目启动（5min） 【教师活动】播放短视频：人类探索微观世界历程。提问：原子看不见摸不着，科学家如何认识原子？科学家并不是直接看见原子，而是根据实验现象推理，搭建模型。 介绍项目总任务：研读科学史料→设计方案→制作模型→展板准备→下节课成果展示。板书课题。 【学生活动】观看视频；明确项目任务与小组分工。 （二）任务 1：研读史料，梳理原子模型发展历程（15min） 【教师活动】发放史料任务单，引导小组阅读，梳理 4 个关键阶段： 古代朴素原子观（猜想，无实验证据） 道尔顿实心球模型（1808 年：原子是不可再分的实心小球） 汤姆孙模型（发现电子，原子是均匀正电荷球体，电子镶嵌其中） 卢瑟福核式结构模型（α 粒子散射实验，原子核很小、集中质量与正电，核外空间很大） 引导思考： ①道尔顿模型为什么被后来的实验推翻？ ②卢瑟福实验哪些证据支持核式模型？ 小结：科学模型不是一成不变，新实验证据出现，模型就要修正。 【学生活动】小组研读史料，填写时间轴；讨论每个模型的证据与不足。 （三）任务 2：模型方案设计与动手制作（20min） 【教师活动】布置制作任务（二选一或组合）： 任务 A：制作系列原子模型（道尔顿、汤姆孙、卢瑟福模型，对比展示） 任务 B：制作分子模型（如水分子、氧分子，展示分子由原子构成） 要求： 选择低成本材料；标注模型各部分名称； 在任务单写明：模型对应的科学家、实验依据、模型优点与局限。 教师巡回指导，提醒：模型只是模拟，不是微观粒子真实样貌。 【学生活动】小组讨论设计方案；领取材料，合作制作模型，添加标注。 （四）课堂小结 + 布置项目任务（5min） 师生梳理原子模型演变主线；检查各组模型进度。 分层作业 基础作业：完善模型；撰写汇报脚本，准备 1～2 分钟汇报词。 拓展作业：制作简易展板，整理科学家故事。 九、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、）原子模型发展时间线 古代猜想 → 道尔顿（实心球）→汤姆孙（葡萄干面包）→卢瑟福（核式模型） 核心：实验证据 → 建立模型；新证据 → 修正模型 二、）模型制作要点 标注结构；说明科学依据；认识模型存在局限性 十、教学评价 过程评价：小组史料研读、方案讨论、分工协作、模型制作规范性。 成果预评价：模型结构标注、史料记录完整性。 十一、教学反思（课后填写） 学生容易只关注手工美观，忽略模型背后的实验证据，课堂要持续引导证据推理。 材料可以鼓励学生自备生活废旧材料，落实绿色理念。 引导学生区分 “模型” 和微观真实结构，破除 “模型就是原子真实样子” 误区。 第 2 课时：成果展示、交流评价、总结反思（45min） 八、教学过程 （一）复习回顾，明确展示要求（5min） 【教师活动】回顾原子模型发展历程；明确汇报要求：小组代表展示模型，介绍：模型类型、科学家、实验依据、模型优点、存在局限。介绍评价量表，说明自评、互评、教师评价维度。 【学生活动】小组检查模型、展板、汇报脚本，做好展示准备。 （二）任务 3：小组成果汇报展示（20min） 【教师活动】组织各组依次上台展示作品，每组限时 2～3 分钟。 汇报参考问题： 你们制作的是什么模型？对应哪位科学家？ 支持该模型的实验证据是什么？ 这个模型有什么不足？后来哪些实验证明它需要修改？ 教师适时追问，引导全班思考。 【学生活动】小组汇报展示；其他同学认真倾听，记录亮点与疑问。 （三）任务 4：多元评价，深度研讨（12min） 【教师活动】组织互评：从科学性、模型制作、汇报表达、史料完整度打分。 集中研讨： 为什么人类对原子结构的认识历经多次修改？ 模型在化学学习、科学研究中有什么价值？ 如果继续研究，原子模型还能不能继续完善？ 小结：科学是不断发展的，假说、实验、模型是科学家探索微观世界的重要工具。 【学生活动】小组互评打分；交流研讨，发表观点。 （四）课堂总结 + 布置作业（8min） 教师总结：本次实践活动，我们沿着科学家足迹，借助模型认识微观世界；模型认知是化学核心思维方法。 分层作业 基础作业：完善项目实践报告，整理本次活动收获。 拓展作业：绘制原子结构发展史时间轴海报。 九、板书设计 跨学科实践活动 2 模型成果展示与评价 模型价值：将看不见的微观世界可视化 科学发展规律：证据→假说→模型→新证据→修正模型 评价维度：科学性、史料、模型制作、表达交流 十、教学评价（多元综合评价） 过程性评价（40%）：小组分工协作、课堂参与、倾听交流。 作品成果评价（40%）：模型科学性、标注、展板、史料准确性。 汇报反思评价（20%）：汇报表达、对模型局限性的理解、活动反思。 十一、教学反思（课后填写） 汇报环节控制好每组时长，避免超时；提前培训学生提问、互评，提升课堂效率。 重点抓住科学本质教育：科学模型具有暂时性、近似性，随证据更新，落实科学态度素养。 打通第三单元全部微观知识，让学生把分子、原子、原子结构知识融会贯通。 学科网（北京）股份有限公司 $