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

制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程

——沪科版（五四学制）初中化学八年级全一册 专题5 物质的微观构成 跨学科实践活动教学设计

一、课题基本信息

课题名称：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：沪科版（五四学制）初中化学八年级全一册

所属专题：专题5 物质的微观构成

活动类型：跨学科实践活动

授课对象：八年级学生

二、课标分析

《义务教育化学课程标准（2022年版）》要求学生初步形成物质的微粒性认识，知道原子是构成物质的微观粒子之一，并通过跨学科实践活动体会人类对物质组成与结构认识的不断深化过程。本活动承接专题5关于分子、原子的初步学习，引导学生在查阅资料、制作模型与展示交流中，了解科学家探索微观世界的主要历程，体会证据推理与模型建构在化学发展中的作用。活动同时落实课程标准对“科学探究与化学实验”“化学与社会·跨学科实践”等学习主题的要求，将化学史实、动手实践与表达展示有机融合，为学生后续学习原子结构、元素等内容奠定认识基础。

三、四维核心素养目标

通过模型制作与展示交流，建立物质由微观粒子构成的化学观念；在科学史梳理中发展基于证据推理与模型认知的科学思维；在查阅资料、动手制作与合作展示中提升科学探究与实践能力；在体会科学家探索历程中养成严谨求实、勇于质疑、乐于合作的科学态度，并增强对化学学科价值的认同与社会责任。

四、教学重难点

教学重点：了解科学家探索物质组成与结构的主要历程，合作制作并展示体现不同历史时期认识水平的原子结构模型。

教学难点：理解模型是人类对微观世界认识的阶段性表达，体会科学认识在实验证据积累中不断修正、深化的过程。

五、设计思路

本活动以“科学家探索物质组成与结构的历程”为线索，将科学史学习、模型制作与展示交流整合为一系列递进任务。学生先回顾已有的微观认识并提出问题，再分组研读不同科学家的研究故事，选取某一历史阶段的原子模型进行动手制作，最后以小组展示形式还原认识发展的脉络。活动融合化学、历史、语文与美术等学科要素，让学生在做中学、展中学，从知识的接受者转变为历史的讲述者与模型的建构者，在跨学科实践中体会科学本质，发展核心素养。

六、任务式教学过程设计

任务一：唤醒旧知·走进微观世界

任务情境：教师引导学生回顾专题5已经学习的内容，提问学生身边的物质是由什么构成的，我们今天所知道的分子、原子等微观粒子，是人类一开始就认识清楚的吗？由此引出本活动主题。

学生活动：学生结合已有学习经验，交流自己对微观粒子的认识，用自己的话描述心中的原子是什么样子；阅读教师提供的导引材料，思考人类是怎样一步步走进微观世界的，并在小组内提出自己最想了解的问题，如：古人是否认为物质可以无限分割？科学家凭什么断定原子存在？原子内部还有结构吗？

教师引导：教师倾听学生发言，把学生提出的关键问题记录下来，作为后续任务的驱动性问题；向学生说明本活动将以小组为单位，沿着科学家的足迹重走探索之路，最终要完成模型制作与展示讲解两项成果。

设计意图：从学生已有认识出发，制造认知冲突，激发探究兴趣；同时明确活动任务与最终成果，使学生对后续学习形成整体期待。

任务二：追寻足迹·研读科学家探索历程

任务情境：教师提供经过整理的科学史阅读材料，按历史顺序呈现不同时期代表人物及其对物质组成与结构的认识，包括古希腊哲学家对万物本原的思辨、近代科学家以实验为基础建立的原子论、对原子内部结构的逐步揭开。

学生活动：各小组领取一个研究专题，围绕指定科学家展开研读：该人物生活在什么时代？他对物质组成与结构提出了什么观点？他依靠的是思辨、推理还是实验证据？他设想的原子模型是什么样子？后人为什么又对他的模型进行了修正？小组内部分工，有人负责梳理人物观点，有人负责整理实验或观察证据，有人负责提炼该模型与前人认识相比的进步之处，并共同填写一张“科学家探索历程梳理表”，包括人物、时代背景、核心观点、模型特征、证据来源、局限性。

教师引导：教师巡视各小组，针对学生容易混淆的地方进行点拨，提醒学生注意区分“思辨猜想”与“实验证据”的不同价值，引导学生思考：为什么道尔顿之后人类还会继续修正原子模型？是什么样的新发现促使人们重新认识原子？帮助学生体会科学认识不是一蹴而就，而是在新证据不断出现中螺旋上升的。

设计意图：通过研读科学史，学生不仅了解知识本身，更理解知识产生的过程；跨历史学科的时代背景梳理，使学生认识到科学发展受社会、技术条件制约，为后续制作“符合历史认识水平”的模型埋下伏笔。

任务三：合作探究·制作原子结构模型

任务情境：各小组根据自己研读的科学家及其模型，选择一种历史上出现过的原子模型进行制作。教师提供橡皮泥、泡沫球、细铁丝、牙签、彩色纸片、胶水等常见材料，要求学生用这些材料还原该时期人类对原子结构的认识。

学生活动：小组先讨论设计方案：用什么材料代表什么粒子？模型要体现该时期科学家的核心观点，而不是用今天的认识去替代历史上的认识。例如，早期的认识中原子被看作不可再分的实心球体；发现带负电的粒子之后，有人设想正电荷均匀分布在球体之中；通过散射实验之后，人们认识到原子内部大部分空间是空的，中心有一个体积很小、质量很大的核；再后来，又有人提出电子在特定的轨道上分层运动。学生按设计方案分工制作，边做边讨论：这样摆放是否符合我们研读的观点？材料的颜色、大小、连接方式能否准确表达模型特征？完成后小组内部先进行一次“模拟讲解”，检查模型是否能让别人一眼看出它属于哪一时期、代表谁的观点。

教师引导：教师强调“忠于历史认识”这一要求，提醒学生不要把现代电子云的认识强加给早期模型；对制作中出现的结构表达不清处，引导学生回到研读材料，用证据说话；同时关注小组分工是否合理，鼓励动手能力较弱的学生承担设计、记录或讲解任务，使每位成员都参与其中。