3.2 原子结构教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

3.2 原子结构 教学设计 一、课标分析 《义务教育化学课程标准（2022年版）》在“物质的组成与结构”学习主题中，要求学生知道原子是由原子核和核外电子构成的，初步认识原子结构模型的发展历程，体会模型建构在认识微观世界中的重要作用。本课时承接分子和原子的学习，引导学生从“原子是化学变化中的最小粒子”这一已有认识出发，进一步探究原子内部的微观结构，破除“原子是实心球体”的前概念，建立原子由原子核和核外电子构成的认知模型，落实证据推理与模型认知素养的培养。 二、四维核心素养 化学观念：认识原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，知道质子带正电、中子不带电、电子带负电，理解原子整体不显电性的原因。科学思维：通过分析卢瑟福α粒子散射实验现象，推理原子内部存在体积很小、质量集中的带正电的核，建立依据实验证据推断微观结构的思维方法。科学探究：能够跟随原子结构模型的演变历程，体会科学家基于实验事实修正模型的过程。科学态度与责任：了解道尔顿、汤姆孙、卢瑟福等科学家的探索历程，感悟敢于质疑、严谨求实的科学精神。 三、教学重难点 教学重点：原子的构成；质子、中子、电子的电性特点；核电荷数、质子数、核外电子数的等量关系。教学难点：理解原子整体不显电性的微观本质；依据α粒子散射实验现象推理原子结构。 四、设计思路 本课时以“原子还能再分吗”这一认知冲突作为任务情境。整节课按照“明确任务—回顾旧知暴露误区—追溯原子模型演变—分析α粒子散射实验推理结构—归纳原子构成—整理归纳”的任务链推进。以科学史和实验证据分析为核心，引导学生经历“实验现象—推理判断—建立模型”的科学思维过程。 五、教学过程 任务情境导入 教师引导学生回顾：上节课我们认识到物质由分子、原子等微观粒子构成，原子是化学变化中的最小粒子。提出问题：原子在化学变化中不能再分，是否意味着原子就是不可分割的实心球体？原子内部还有没有更小的结构？ 学生思考交流，部分学生认为原子不可再分，部分学生通过预习知道原子有内部结构，产生认知冲突。教师引入本节课任务：跟随科学家的探索足迹，揭开原子内部结构的面纱。 【设计说明】从已有知识出发设置认知冲突，打破“原子实心不可分”的固有观念，激发探究兴趣。 任务一：了解原子结构模型的演变 教师介绍原子结构模型的发展历程：1803年，道尔顿提出原子是坚实的、不可再分的实心球体。1897年，汤姆孙通过实验发现原子内部含有带负电的电子，提出原子是一个平均分布着正电荷的球体，电子镶嵌其中的模型。1911年，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了新的原子结构模型。 学生倾听并体会：科学认识是不断发展的，每一个新模型的提出都基于新的实验证据。 教师追问：汤姆孙的模型为什么被卢瑟福修正？卢瑟福做了什么实验？ 【设计说明】以科学史为载体，让学生感受模型建构的迭代过程，理解实验证据对修正认知的关键作用。 任务二：分析α粒子散射实验，推理原子结构 教师介绍卢瑟福α粒子散射实验：用带正电的α粒子轰击金箔，观察粒子的运动轨迹。实验结果有三个关键现象：大多数α粒子能穿过金箔且方向不变；少数α粒子改变了原来的运动方向；极少数α粒子被反弹回来。 教师组织学生分组讨论三个问题：大多数粒子能穿过，说明原子内部大部分空间是什么样的？少数粒子偏转，说明它们遇到了什么？极少数被反弹，说明那个东西具有什么特点？ 学生讨论后交流回答，教师引导归纳：大多数粒子畅通无阻，说明原子内部有很大的空间，原子不是实心球体；少数粒子发生偏转，是因为它们靠近了带正电的粒子，同种电荷相互排斥；极少数被反弹回来，说明原子中心存在一个体积很小但质量很大的带正电的核。 教师归纳卢瑟福的结论：原子中心有一个极小的核，叫做原子核，电子在核外空间运动。 【设计说明】以实验现象为证据，引导学生像科学家一样推理微观结构，培养证据推理能力。 任务三：认识原子的构成 教师结合原子结构示意图讲解：原子由原子核和核外电子构成。原子核位于原子中心，由质子和中子构成。每个质子带1个单位正电荷，中子不带电，每个电子带1个单位负电荷。 教师引导学生分析原子不显电性的原因：原子核内质子所带的正电荷总数与核外电子所带的负电荷总数相等，电性相反，因此原子整体不显电性。 教师介绍核电荷数概念：原子核所带的正电荷数叫做核电荷数。由于每个质子带1个单位正电荷，所以核电荷数等于质子数。在原子中，核电荷数＝质子数＝核外电子数。 教师展示几种原子的构成数据（氢原子：1个质子、0个中子、1个电子；碳原子：6个质子、6个中子、6个电子；氧原子：8个质子、8个中子、8个电子），引导学生验证等量关系，并观察：是否所有原子都有中子？ 学生发现：氢原子没有中子。教师说明：并非所有原子都含有中子。 教师追问：原子核和电子带相反电荷，为什么不会互相吸引到一起？ 学生思考，教师解释：电子在核外高速运动，原子内部有很大的空间，原子核体积很小。 【设计说明】通过数据分析和追问辨析，帮助学生准确掌握原子构成的粒子关系，纠正常见误解。 任务四：归纳与巩固 教师组织学生完成课堂练习：填写质子、中子、电子的电性对比表；根据给定的质子数推断核外电子数；判断关于原子结构的说法是否正确。 学生独立完成，教师巡视指导，针对典型错误进行点评。 教师引导学生小结：原子由原子核和核外电子构成；原子核由质子和中子构成；质子带正电，中子不带电，电子带负电；核电荷数＝质子数＝核外电子数；原子整体不显电性。 【设计说明】通过练习巩固核心知识，及时反馈纠正，帮助学生形成清晰的知识结构。 课堂小结与课后任务 教师引导学生回顾本节课任务链：我们了解了原子结构模型的演变，通过分析α粒子散射实验推理了原子的内部结构，认识了原子的构成及粒子间的数量关系。 课后任务： （1）整理笔记，画出原子构成的层次关系图，标注各粒子的电性；（2）思考：卢瑟福的α粒子散射实验为什么能推翻汤姆孙的模型？下节课交流。 【设计说明】小结回扣课初问题；课后任务引导学生深化对实验证据与模型建构关系的理解。 六、板书设计 课题：3.2 原子结构 一、任务：原子还能再分吗？ 二、原子结构模型的演变 道尔顿：实心球模型 汤姆孙：发现电子，提出镶嵌模型 卢瑟福：α粒子散射实验→核式结构模型 三、α粒子散射实验与原子结构推理 大多数穿过→原子内部有很大空间 少数偏转→遇到带正电的粒子 极少数反弹→中心有体积小、质量大的带正电的核 四、原子的构成 原子核（中心）：质子（带正电）、中子（不带电） 核外电子（核外）：带负电 五、粒子数量关系 核电荷数＝质子数＝核外电子数 原子不显电性：正负电荷总数相等 六、科学精神：证据推理，模型建构，敢于质疑 学科网（北京）股份有限公司 $