“解剖”原子
江西省南昌市豫章中学刘宪生
一、课型课时
讲授课；1课时．
二、教学目标
1. 知识与技能
了解原子的核式模型，了解人类探索微观世界的历程．认识这种探索将不断深入，了解微观世界的尺度．
2. 过程与方法
通过观察，分析前人的实验结果，沿着前人的探索途径，运用前人所用的类比方法，了解原子核式结构模型的建立历程．
3. 情感、态度与价值观
前人研究成果，可使学生体会微观世界是可以认识的，从而让学生坚定科学探索的信心，体会科学探索中的乐趣，引起学生的求知欲望．
三、重点难点
电子的发现，人类探索微观世界的历程，科学家在探索过程中采用的科学认识方法是本节的重点；引导学生建立原子核式结构的立体图像是难点．
四、教材分析
本节教材以电子的发现引出人类探索微观世界的历程．
电子的发现证明物质的原子具有复杂的结构的，对于复杂的微观世界，科学家们用科学的方法进行猜想和实验，并建立相应的模型．本节课让学生沿着前人的足迹完成一个探索微观世界之旅．在此过程中，体会前人的科学探索精神，了解前人的探索方法．认识到在微观世界的探索过程中，猜想、模型、实验方法的重要性，激发他们去深入思考，开阔他们的思路，建立科学的世界观和方法论．
五、教学思路
本节课以实验、多媒体课件模拟演示，背景资料介绍，教师引导，学生讨论等展开．
1. 做好阴极射线演示实验
教师准备好阴极射线管，通电后让学生观察管内荧光屏上出现一条绿色的光带，把磁铁靠近光带时，光带会发生偏转．引导学生认识这条光带即为电子微粒组成的电子束．以直观的演示激发起学生兴趣，使学生认识到电子确实存在．
2. 充分利用多媒体课件模拟演示的作用及其大信息量的传播作用
从网上下载J.J.汤姆孙、卢瑟福等科学家的简介，J.J.汤姆孙发现电子的经历，以及他所提出的“西瓜”型的原子结构模型．着重介绍卢瑟福提出的“太阳系”型原子结构模型，以及他提出“核式”结构模型的基础：“实验”+想像+“类比”．用动画介绍卢瑟福的α粒子散射实验．用多媒体图像展示原子在微观世界的尺度位置．
3. 引导学生进行类比，理解原子结构
引导学生根据“太阳系”的结构特征和卢瑟福所提出的“核式”原子结构的特征进行类比．通过讨论，用自己的语言描述出原子的结构．
六、教学过程
(课题引入，提出问题)
师：化学研究发现了比分子更小的原子．比如：水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成的；铁、铜等大多数金属，它们的分子就是原子．那么原子是不是最小的物质微粒呢?
生：(可能是，可能不是)
师：我们看一个实验．演示阴极射线管实验，接通电源，管中萤光屏上出现绿色的光带，把磁铁靠近光带，光带发生偏转．
师：这是当年英国的科学家J.J.汤姆孙做的一个实验．他从实验中发现这光带是由从原子内部发出的一种带负电的微粒组成的，这种带负电的微粒，人们后来就把它叫做电子．
放多媒体课件：J.J.汤姆孙简介，电子的发现．(学生反应热烈)
师：我们知道自然界中有正、负两种电荷．原子内部有带负电的电荷，却不显电性，为什么?
生：可能有带正电的物质与它中和了．
师：当时科学家们就是这样想的，他们认识到原子的结构是复杂的，由此，科学家们对原子的结构进行了大量的猜想和实验，提出了许多模型，其中最具代表性的有两种．
(多媒体课件演示：J.J.汤姆孙提出的“西瓜”型原子结构模型图，教师介绍J.J.汤姆孙模型的特征；多媒体课件演示：卢瑟福的α粒子散射实验)
师：1911年，卢瑟福在做α粒子散射实验时发现，大部分粒子几乎不受任何阻碍地穿过了金箔，只有极少数的粒子发生了偏转，由此他想到了金箔的原子内部是空荡荡的．从而提出了他的“核式”原子结构模型．
(多媒体课件演示：卢瑟福的“核式”结构模型立体模拟图)
师：同学们看到这个图，你们想想看和我们所见过的什么结构相似．
生：(讨论后得出)很像太阳系．
师：卢瑟福也发现这个相似，所以提出了“核式”原子结构模型．
通过前面的了解，你能说出科学家们对微观世界的研究采用了什么样的科学方法吗?

(教师引导学生讨论)
生：分组讨论、交流．(师引导归纳)
师：下面请同学谈谈你们的讨论结果．
生：人们认为科学家们对这个问题的研究主要是采用了在实验等一些事实的基础上，经过想像、类比等论证，建立起物理模型的方法．
卢瑟福的“核式”原子结构模型的建立．就是在做α粒子散射实验的基础上，经过推理想像，类比太阳系而得出的．
师：归纳得很好，建立物理模型是科学研究中的一种重要方法，在以后的学习中，我们还会接触到很多类似的例子．
师：请大家阅读课本第102页的内容，谈谈你对原子作出的合理构想．
生：(阅读并讨论)
师：(引导阅读，引导学生建立原子构想)
生：原子有一个“很大”的空间范围，中央由质子和中子组成的很小的核，电子围绕着核在“很大”的空间旋转，就像太阳系的九大行星绕着太阳旋转一样．原子核中的质子带正电，中子不带电，它们统称为核子，如果原子核中的质子数和核外电子数相等，整个原子是不带电的．
师：表述得很好，我们来看看科学家们对原子的结构的看法．
(多媒体课件演示：锂原子结构的立体图)
师：看看我们的表述和科学家们的表述一致吗?
师：我们再看看原子在微观世界里的尺度位置．(课件演示微观世界尺度)
师：人类的探索是无止境的，到目前为止，人们还发现了比质子更小的夸克，是不是还有比夸克更小的微粒呢?回答这个问题，今后也许是我们同学中的一员了．
师：请同学们课后通过上网，了解当前对夸克等微观世界研究的最新成果．
用泡沫塑料和细铁丝做一个氦原子的立体模型．
七、教学体会
在本节教学中突出学习前人的微观世界的探索方法是重点．
主要采用了演示实验，通过对实验现象的观察、分析、归纳与概括来获得对电子存在的了解．对于看不见摸不着的微观世界的了解，采用多媒体课件演示，使之直观形象．例如，两种原子结构模型的提出的实验过程和原子结构模型的立体图像，经过多媒体课件的动感优势，以帮助学生理解．
本节教学还着重强调物理概念的形成和物理规律的研究方法．在原子结构模型的建立过程中，按实验、猜想、类比来展开教学，使学生主动地参与．通过自己的观察、思维建立模型，使学生在学习知识的同时经受科学方法的熏陶，提高了学生的探索能力和分析概括能力．