初中物理北师大版九年级全册一 探索微观世界的历程教学设计及反思

16.1探究微观世界的历程

教学目标

【知识与能力】

（1）              宇宙是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。

（2）              固态、液态、气态的分子组成特点。

（3）              原子的核式结构模型。

（4）              大致了解物质世界从微观到宏观的尺度。

（5）              纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。

【过程与方法】

通过实验探索、交流讨论，培养学生的动手能力和探索真理的科学态度、方法。

【情感态度价值观】

通过了解人类探索太阳系及宇宙的历程、人类探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入。学生在学习中了解、感受科学发展过程中蕴藏着浓郁的科学精神和人文情操，帮助学生建立科学的物质观和世界观，以科学的态度去看待客观世界和人类的生活空间、生存环境。

教学重难点

物质是由分子和原子组成的及原子的核式结构模型是重点。学生对微观世界“小”的概念的建立和探索微观世界的科学方法的形成过程是难点和疑点。

课前准备

挂图、有条件的可用多媒体图文并茂的展示各种原子、分子和原子核的模型。

教学过程

1．情境导入

教师让学生观察教科书的插图，启发学生：我们人类观测到宇宙中隐藏着无穷的奥秘。人类对太空宇宙的探索和研究，具有重要的科学价值和社会影响。引入课题：今天我们共同讨论学习宇宙和微观世界。

2．课前热身

让学生说一说宇宙是如何构成的，如何探索广袤的宇宙。

3．解读探究

(1)整体感知

地球及其他一切天体都是由物质组成的，物质处于不停的运动和发展中。经科学研究发现，任何物质都是由极其微小的分子组成的。固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力，因而固体具有一定的体积和形状。液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体的小，因而液体没有确定的形状，具有流动性。气态物质中，分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，容易被压缩，因而气体具有流动性。分子是由原子组成的，科学家发现，原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核高速运动。研究发现，原子核是由更小的粒子——质子和中子组成。人们对微观世界的认识，是随着科技的发展不断深入的。人类对纳米科学技术和纳米材料的研究，说明了微观物质世界又影响了宏观物质世界的研究和开展。

(2)四边互动

互动1

目前我们人类观测到的宇宙有多大？

明确  通过教科书插图的展示，激发学生的学习兴趣和求知欲望。图中展示的是宇宙空间各星系团的情景，目的是让学生感知银河系只是数十亿个星系中的一个，一束光穿越银河系需十万年的时间，显示了银河系之广，宇宙之大。让学生知道太阳系置于银河系中，人类赖以生存的地球置于太阳系中，进一步说明了宇宙巨大无边。

互动2

宇宙是由什么组成的呢？

明确  教师可通过地球是由什么组成推广到一切天体逐步启发学生，最后得出宇宙是由物质组成的结论。在地球上，有空气、高山、大海、树木、花草、鱼虫鸟兽，有人类赖以生存的衣、食、住、行所需的一切生活用品，这些都是物质。其他一切天体也是由一定的物质组成的，所以广阔无垠的宇宙是由组成地球及其他一切天体的物质组成的。

互动3

广阔无限的宇宙大得难以想象，它是由物质组成的，那么，物质又是由什么组成的？

明确  教师可以通过列举一些日常生活中学生能摸得着、看得到的事例，帮助学生理解“分子”的概念。

例如：把玻璃杯打碎了，碎片还是玻璃。经过多次分割，甚至碾成粉末，颗粒越分越小，直至微小颗粒不再是玻璃。再比如对糖粒进行分割，开始时分割得到的颗粒仍然保持甜的味道，但是继续分割下去，也就是当把糖粒分到没有甜味的时刻，那时的微小粒子就不再是糖了。我们把能保持玻璃这种物质原来性质的最小微粒叫做玻璃的“分子”，把能保持糖这种物质原来性质的最小微粒叫做糖的“分子”。教师总结：由上述事例可知物质是由分子组成的，分子是保持物质原来性质的极其微小的粒子。一般分子的大小只有百亿分之几米，用肉眼看不到，借助于电子显微镜才能观察到它。

互动4

我们身边的物质一般以固态、液态、气态的形式存在。在这三种状态中，分子的排列规律一样吗？

明确  教师可通过类比的方法帮助学生理解三种状态中分子的排列规律。固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力，因而固体具有一定的体积和形状。液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小，因而没有确定的形状，具有流动性。气态物质中，分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，因而气体具有流动性，容易被压缩。物质的状态变化时，体积要发生变化，主要是由于构成物质的分子在排列方式上发生了变化。教师鼓励学生列举生活中物质状态变化导致体积变化的实例。

互动5

物质是由分子组成的，那么分子又是由什么组成的呢？

明确  教师可继续举分割糖的例子，从而引出原子的概念。将糖连续分割下去，当把糖粒分割到能保持有甜味的最小微粒叫糖分子，如果再继续分割下去，就没有甜味了，这时得到的就是糖原子了。教师总结：由上述事例说明了分子是由原子组成的。有的分子是由一种原子组成，有的分子是由多种原子组成。

分子是由原子组成的，原子可不可以再分呢？

明确  20世纪初，科学家发现，原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核高速运动。原子非常小，人类用肉眼可以看见的最小灰尘中也包含了约1015个微小的原子。经研究发现，原子核是由更小的粒子——质子和中子组成，而质子和中子也还有更小的精细结构。人类对微观世界的认识，随着科技的发展而不断深入。

互动7

纳米科学技术是人类在认识和探索物质世界的微观结构的进程中发展起来的一种技术，那么纳米技术在生活中有哪些应用呢？

明确  教师可以让学生阅读教科书有关“纳米科学技术”的内容，不要求学生一定理解其中的术语，但要让学生知道“纳米”是一个长度的单位，纳米科学技术是人类认识和探索物质的微观结构中发展起来的一种技术。纳米是一个长度单位，符号是nm。1 nm＝10-9m。一般分子的直径大约为0.3～0.4 nm。纳米科学技术是纳米尺度内(0.1 nm～100 nm)的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。科学研究表明：当物质被细分到纳米尺度，物质原有的属性一般会发生比较显著的变化。科学工作者正是通过对分子或原子的操纵，进行纳米科学技术的研究，并取得了可喜的成绩。

4．学习小结

(一)内容总结

本节课我们共同讨论学习了宇宙和微观世界。知道宇宙中的一切天体都是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。构成物质的分子间的作用力的大小和排列方式的不同决定物质一般以固态、液态和气态三种形态存在。知道分子可由一个原子组成，也可由多个原子组成。在原子的中心有一个原子核，在核外有一定数目的电子绕核高速运动。了解纳米科学技术及其在生活中的应用。

(二)延伸拓展

1．链接生活

将一个普通的玻璃杯装满水，估算杯中水所含水分子的数量。

2．实践探索

用天文望远镜观察天体，如月球、火星或其他天体。从图书馆、因特网和学校的数据库中收集人类探索宇宙的有关资料和信息，写一份介绍宇宙的科学报告。

 (三)板书设计

第一节 探究微观世界的历程

1．宇宙是由物质组成的。

2．物质是由分子组成的。

①分子：保持物质原来性质的最小微粒。

②分子非常小，一般分子的直径只有百亿分之几米。

3．原子结构

①分子是由原子组成的。

②原子是由原子核和核外电子组成的。

③原子核是由质子和中子组成的。

4．纳米科学技术

①纳米是长度单位，符号为nm，1 nm＝10-9m。

②纳米科学技术及应用。

作业  课后练习   1、2 、3

教学反思

通过了解人类探索太阳系及宇宙的历程、人类探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入，帮助学生树立科学的物质观和世界观。

教学中通过介绍、指导阅读等方法完成了本节的教学目标，同时还将本节内容与初二学过的知识联系起来，如宇宙用天文望远镜观察，微观世界通过显微镜观察；原子结构在初二学摩擦起电时已经接触到……，让学生感到这节课不是孤立的，通过解释让学生知道什么是物质，利用板书让学生对物质世界的尺度有所了解，从小测验中看到整体效果不错，所欠缺的的是宏观世界的物质尺度应该再详细点。