3.2原子结构(课时1 原子的构成 相对原子质量)教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

第三单元 物质构成的奥秘（教案） 总课时序数：21 拟定日期：20 年10月15日 课题 课题2 原子结构 授课时数 2 序数 第1课时 本课时内容 第一课时 原子的构成 相对原子质量 课型 新授课 教学目标 1.化学观念：认识原子是由原子核和核外电子构成的，明确原子核由质子和中子构成；理解原子不显电性的原因（核电荷数=质子数=核外电子数）；初步建立“物质是由微观粒子构成”的观念，为后续元素、离子学习奠定基础。 2.科学思维：通过原子结构模型的演变历程（道尔顿→汤姆生→卢瑟福），学习“实验现象→推理结论”的科学方法；能基于卢瑟福α粒子散射实验的现象进行证据推理；通过数据分析归纳质子数、中子数、核外电子数的关系；初步建立“模型认知”的科学思维方式。 3.科学探究与实践：通过模拟卢瑟福α粒子散射实验（或观看动画），体验科学家通过实验获取证据、建构模型的过程；学会查阅相对原子质量表；能根据原子结构示意图获取质子数、核外电子数等信息。 4.科学态度与责任：了解原子结构探索历程，体会科学家勇于质疑、严谨求实的精神；了解我国科学家张青莲教授在相对原子质量测定中的卓越贡献；增强民族自豪感和科学探究兴趣。 教学重点 原子的构成（原子核、质子、中子、核外电子）及各粒子间的关系；相对原子质量的概念及与质子数、中子数的关系。 教学难点 卢瑟福α粒子散射实验现象与原子结构模型的推理关系；理解“原子不显电性”的原因；相对原子质量概念的形成。 教学方法 1.科学史融入法：以原子结构模型的演变历程为主线，引导学生经历科学家探索原子结构的思维过程。 2.模型建构法：从道尔顿“实心球模型”到卢瑟福“核式结构模型”，通过“现象→推理→模型”逐步建构原子结构的科学认知。 3.实验模拟法：模拟卢瑟福α粒子散射实验（或播放动画），引导学生观察现象、推理结论。 4.问题驱动法：以“原子能否再分？”“原子内部是什么样的？”等核心问题驱动课堂。 5.数据分析法：通过教材中“几种原子的构成”表格，归纳质子数、中子数、核外电子数的关系。 6.小组合作学习：分组讨论实验现象、分析数据、绘制原子结构示意图，培养协作能力。 教学准备 1.教学材料：导学案（含原子结构模型演变时间轴、数据分析表、相对原子质量计算练习）、小组任务卡、评价量表 2.模型教具：原子结构模型（或3D模型）、原子结构示意图卡片、磁力贴（不同颜色圆片代表质子、中子、电子） 预 设 过 程 环节一：情境导入——原子真的不可再分吗？ 教师活动 学生活动 设计意图 1.展示问题：“上节课我们学习了‘原子是化学变化中的最小粒子’，那么原子本身是实心的、不可再分的吗？”引导学生结合生活经验提出猜想。 2.展示道尔顿“实心球原子模型”图片，介绍1803年道尔顿提出原子是一个不可再分的实心球体。 3.展示汤姆生“葡萄干布丁模型”图片，介绍1897年汤姆生发现电子，提出原子是一个带正电的球体，电子像葡萄干镶嵌其中。 4.提问：“道尔顿和汤姆生的模型谁对谁错？如何用实验证明？”引出核心问题：“原子内部到底是什么样的？” 1.思考并回答：原子是否可再分（部分学生认为不可分，部分学生认为可能可分）。 2.观察道尔顿模型图片，记录其核心观点：原子是实心球体，不可再分。 3.观察汤姆生模型图片，记录其核心观点：原子带正电，电子镶嵌其中。 4.产生认知冲突：两位科学家的模型不同，谁的正确？如何验证？ 通过科学史上两种模型的对比制造认知冲突，激发探究欲望。体现“科学态度与责任”素养——了解科学理论是不断发展的。从“原子不可再分”的旧观念出发，为后续学习原子可分性做认知铺垫。 环节二：实验推理——卢瑟福α粒子散射实验 教师活动 学生活动 设计意图 1.介绍卢瑟福α粒子散射实验：1909年，卢瑟福用一束带正电的高速α粒子轰击极薄的金箔。 2.播放α粒子散射实验动画，引导学生观察三个关键现象： - 现象1：大多数α粒子穿过金箔后方向基本不变 - 现象2：少数α粒子发生了较大角度的偏转 - 现象3：极少数α粒子被直接弹回 3.组织小组讨论：“根据‘同种电荷相互排斥’的原理，这三个现象分别说明了什么？” 4.巡回指导，参与小组讨论，引导推理： - 大多数穿过→原子内部大部分是空的 - 少数偏转→原子中心有带正电的微粒 - 极少数弹回→原子中心有一个体积小、质量大的核 5.总结卢瑟福的原子结构模型：原子中心有一个带正电的原子核，核外有电子在绕核运动。 1.聆听卢瑟福实验的背景介绍。 2.观看α粒子散射实验动画，记录三个关键现象。 3.小组讨论（4人一组）： - 现象1说明什么？→原子内部大部分是空的。 - 现象2说明什么？→原子中心有带正电的微粒。 - 现象3说明什么？→原子中心有一个体积小、质量大的核。 4.小组代表汇报讨论结果，其他小组补充或质疑。 5.聆听教师总结，记录卢瑟福模型的核心观点：原子有核，核外有电子。 通过模拟实验和小组讨论，学习“实验现象→推理结论”的科学方法。体现“证据推理与模型认知”核心素养——基于实验事实进行推理。通过三个现象的分析，逐步建构原子结构的科学认知。 环节三：模型建构——原子的构成 教师活动 学生活动 设计意图 1.展示原子结构模型示意图，讲解原子的构成： - 原子核（带正电）：居于原子中心，体积很小，质量很大 - 质子（带正电）：每个质子带1个单位正电荷 - 中子（不带电）：质量与质子相近 - 核外电子（带负电）：在核外空间高速运动，每个电子带1个单位负电荷 2.展示“几种原子的构成”数据表格（氢、碳、氧、钠等），引导学生分析规律： - 核电荷数=质子数=核外电子数（原子不显电性） - 质子数不一定等于中子数 - 不同原子质子数不同 - 氢原子没有中子 3.提问：“为什么整个原子不显电性？”引导学生理解电荷平衡原理。 4.即时练习：已知某原子质子数为8，求核外电子数和核电荷数。 1.观察原子结构模型示意图，记录原子的构成： - 原子核（质子+中子） - 核外电子 2.分析“几种原子的构成”数据表格，归纳规律： - 核电荷数=质子数=核外电子数 - 不同原子，质子数不同 - 质子数 ≠ 中子数（不一定相等） - 氢原子：无中子 3.回答：原子核带正电与核外电子带负电，电量相等、电性相反，相互抵消。 4.完成即时练习：核外电子数为8，核电荷数为8。 通过数据分析归纳原子中各粒子的数量关系。体现“化学观念”素养——理解原子不显电性的电荷平衡原理。通过具体练习强化知识应用。 环节四：定量认识——相对原子质量 教师活动 学生活动 设计意图 1.提出问题：“原子的质量非常小（如一个氢原子约1.67×10⁻²⁷kg），书写和使用极不方便。如何解决这个问题？” 讲解相对原子质量的定义：以一种碳原子（碳-12）质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比。 2.板书公式：相对原子质量 = 一个该原子的实际质量 / (一个碳-12原子的质量 × 1/12) 3.引导学生观察数据表格，归纳规律： 相对原子质量≈质子数+中子数 4.介绍我国科学家张青莲教授的事迹：他主持测定了铟、铱等元素的相对原子质量新值，为国际原子量委员会做出了卓越贡献。 5.即时练习：已知某原子质子数为11，中子数为12，求其相对原子质量（近似值）。 1.感受原子质量之小（数据展示），理解引入相对原子质量的必要性。 2.记录相对原子质量的定义和公式。 3.分析数据，归纳规律：相对原子质量≈质子数+中子数。 4.聆听张青莲院士的事迹，感受我国科学家的卓越贡献。 5.完成即时练习： 相对原子质量≈11+12=23。 从“原子质量太小”的实际问题出发，引出相对原子质量的概念。体现“科学思维”素养——通过数据分析归纳规律。融入思政教育，介绍张青莲院士的贡献，增强民族自豪感。 环节五：模型应用——原子结构示意图 教师活动 学生活动 设计意图 1.以氧原子为例，讲解原子结构示意图的绘制方法和各部分含义： - 圆圈：表示原子核，圈内数字表示质子数 - 弧线：表示电子层（从内到外依次为第1、2、3层……） - 弧线上数字：表示该层的电子数 2.板书氧原子结构示意图，标注各部分含义。 3.布置任务：小组合作绘制氢、碳、钠原子的结构示意图。 4. 巡回指导，挑选优秀作品展示点评。 1.观察氧原子结构示意图的绘制过程，记录各部分含义。 2.小组合作（2人一组），在导学案上绘制氢、碳、钠原子的结构示意图。 3.小组代表展示作品，其他小组点评补充。 4.记录正确的原子结构示意图。 通过绘制原子结构示意图，掌握微观模型的表达方法。体现“宏观辨识与微观探析”核心素养——通过示意图理解微观结构。 环节六：课堂小结，拓展提升 教师活动 学生活动 设计意图 1.师生共同回顾本节课核心知识： - 原子的构成：原子核（质子+中子）+核外电子 - 关系：核电荷数=质子数=核外电子数 - 相对原子质量≈质子数+中子数 2.展示中考真题（选择题、填空题），限时完成。 3. 布置分层作业。 1.跟随教师回顾，完善导学案的知识框架。 2.独立完成中考真题，小组内互批讨论。 3.记录分层作业。 总结提升，对接中考。体现“科学思维”素养——运用所学知识解决实际问题。 基础作业：教材P57 第1-3题；完成导学案填空。 拓展作业：制作原子结构模型（用橡皮泥或废旧材料），标注质子、中子、电子的位置和电性。 探究作业（选做）：查阅资料，了解卢瑟福的生平及其对科学的贡献，写一篇200字短文。 1.课后独立完成基础作业。 2.有兴趣的同学开展模型制作或查阅资料。 分层设计，培养实践能力和探究兴趣。体现“科学探究与实践”素养——通过模型制作加深对原子结构的理解。 板 书 设 计 课题2 原子结构 第1课时 原子的构成 相对原子质量 一、原子的构成 二、核外电子的排布——分层排布（原子结构示意图） 三、相对原子质量 教 学 反 思 课程结构 情境导入→实验推理→模型建构→定量认识→模型应用→课堂小结 教学特色 1.“穿越科学史”情境主线：以原子结构模型的演变历程为叙事线索——从道尔顿的“实心球模型”到汤姆生的“葡萄干布丁模型”，再到卢瑟福的“核式结构模型”——让学生在科学史的时空中理解“科学是不断发展的”。 2.“现象→推理→模型”三阶递进：先观察卢瑟福α粒子散射实验现象，再通过小组讨论推理原子内部结构，最后建构原子结构模型。体现“证据推理与模型认知”核心素养。 3.“微粒家族”类比法：将质子、中子、电子拟人化为“原子家族”成员，分别赋予“族长”（原子核）、“护卫”（质子）、“中性使者”（中子）、“高速卫士”（电子）的角色，化抽象为具体。 4.微观与宏观对比：通过“原子与乒乓球大小对比”“原子核与原子大小对比”等数据，帮助学生建立微观粒子大小的直观感受。 5.思政教育自然融入：介绍我国科学家张青莲教授测定相对原子质量的贡献，增强民族自豪感。 学生反馈 1.α粒子散射实验涉及“同种电荷相互排斥”的物理原理，部分学生理解有困难。 2.相对原子质量的概念较为抽象，部分学生对“标准”的理解不够深刻。 3.原子结构示意图绘制时，部分学生对电子层数的判断不够准确。 4.时间略紧，原子结构模型的制作活动未能当堂完成。 改进之处 1.用“磁铁同极相斥”的类比帮助学生理解α粒子偏转的原因，降低理解难度。 2.用“以班级平均分作为评价标准”的类比，帮助学生理解“相对”的含义。 3.提供原子结构示意图的绘制模板，分步指导（先画核、再画层、最后填电子数）。 4.将模型制作活动作为课后拓展作业，下节课前展示交流。 二次备课建议 1.引入3D原子结构模型软件或AR技术，让学生“沉浸式”观察原子内部结构。 2.设计“原子结构拼图”活动，学生用磁力贴拼出不同原子的结构模型。 3.与物理教师合作，探讨α粒子散射实验的物理原理，实现跨学科融合。 4.布置“原子结构探索史”手抄报作业，深化对科学史的理解。 本节课是原子结构的启蒙课，重在建立“原子可分”的观念和原子结构的初步认知。教学中应充分利用科学史和实验模拟，避免枯燥记忆。卢瑟福实验涉及物理知识，可用类比帮助学生理解。相对原子质量的概念是难点，应通过具体计算加深理解。鼓励学生课后制作原子结构模型，将抽象概念具象化。 学科网（北京）股份有限公司 $