關於高中物理課堂教學設計

關於高中物理課堂教學設計

高中物理課堂教學設計

【教學任務分析】

1．學生在初中物理和化學課中已經學過原子的核式結構，但並不瞭解這些知識是怎樣獲得的。針對這一特點，介紹人類怎樣一步一步地深入認識原子的結構；

2．在我們日常所處的宏觀世界中，可以直接用眼睛觀察物體的結構，但在微觀世界裏，已經不能靠眼睛來獲取信息了。針對這一問題，瞭解最常用的獲取微觀世界的信息 的方法；

3．前一節電子的發現，説明原子可以再分割，在此基礎上，湯姆孫建立了原子“棗糕模型”。盧瑟福用發現的?粒子散射實驗結果否定了湯姆孫的原子模型，提出了原子的核式結構模型。?粒子散射實驗和原子的核式結構的內容是本節教學的重點；

4．科學假説是科學研究中一個非常重要的方法，科學家們通過對實驗事實的分析，提出模型或假説，這些模型或假説又在實驗中經受檢驗，正確的被肯定，經不起檢驗的被否定，在新的基礎上再提出新的學説。人類對原子結構的認識，生動地體現了科學發展的這種過程。

【學生情況分析】

1．學生的整體素質及物理基礎一般，學生的邏輯思維能力一般，因此根據現有學生的具體情況設計教案、一步步設計難度梯度，進行有效性教學。

2．新課程改革打破了以前的應試教育模式，教育教學過程中師生地位平等，充分貫徹以學生為本，堅持學生的主體地位，教師的主導地位；

3．本節課是一節科學探究課，呈現在學生面前的是現象，是問題，而不是結論。

4．估計學生利用ɑ粒子散射實驗現象進行討論和通過觀察實驗現象推理出盧瑟福的原子的結構模型會有一定的困難；對提出的3個問題，前二個問題放手讓學生進行小組討論，對於問題3採用先讓學生猜想，師生共同分析實驗現象，然後再放手讓學生小組討論出原子的結構。

【教學目標】

（一）知識與技能

1．瞭解原子結構模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據；

2．知道?粒子散射實驗的實驗方法和實驗現象，及原子核式結構模型的主要內容。

（二）過程與方法

1．通過對?粒子散射實驗結果的討論與交流，培養學生對現象的分析中歸納中得出結論的邏輯推理能力；

2．通過核式結構模型的建立，體會建立模型研究物理問題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學發展過程中的作用；

3．瞭解研究微觀現象的方法。

（三）情感、態度與價值觀

1．通過對原子模型演變的歷史的學習，感受科學家們細緻、敏鋭的科學態度和不畏權威、尊重事實、尊重科學的科學精神；

2．通過對原子結構的認識的不斷深入，使學生認識到人類對微觀世界的認識是不斷擴大和加深的，領悟和感受科學研究方法的正確使用對科學發展的重要意義。

【重點難點】

（一）教學重點

1．引導學生小組自主思考討論在於對?粒子散射實驗的結果分析從而否定”棗糕模型”，得出原子的核式結構；

2．在教學中滲透和讓學生體會物理學研究方法，滲透物理學研究方法：模型方法，和微觀粒子的碰撞方法。

（二）教學難點

引導學生小組自主思考討論在於對ɑ粒子散射實驗的結果分析從而否定“棗糕模型”，得出原子的核式結構模型。

【教學方法】

教師啟發、引導，學生討論、交流。

【教學用具】

課件，多媒體輔助教學設備

【設計思想】

本節課結合我校學生的特點對教材的內容進行了挖掘和思考，備教材，備學生，備教法，始終把學生放在教學的主體地位，讓學生參與，讓學生思考，廣開言路，讓學生的思維與教師的引導共鳴。

整節課結合?粒子散射實驗，把模型的建立過程和方法放在首位，把學生的情感價值體驗放在重要位置。總體教學設計如下圖：

【教學過程】

（一）引入新課

講述：湯姆孫發現電子，根據原子呈電中性，提出了原子的“棗糕模型”。

學生活動：師生共同得出湯姆孫的“棗糕模型”。

點評：用動畫展示原子“棗糕模型”。

（二）進行新課

1．粒子散射實驗原理、裝置

（1）?粒子散射實驗原理：

湯姆孫提出的“棗糕模型”是否對呢？

原子的結構非常緊密，用一般的方法是無法探測它的內部結構的，要認識原子的結構，需要用高速粒子對它進行轟擊。而?粒子具有足夠的能量，可以接近原子中心。它還可以使熒光屏物質發光。如果?粒子與其他粒子發生相互作用，改變了運動方向，熒光屏就能夠顯示出它的方向變化。研究高速的?粒子穿過原子的散射情況，是研究原子結構的有效手段。

學生：體會?粒子散射實驗中用到科學方法；滲透科學精神（勇於攀登科學高峯，不

怕苦、不怕累的精神）的教育。

教師指出：研究原子內部結構要用到的方法：微觀粒子碰撞方法。

（2）?粒子散射實驗裝置

?粒子散射實驗的裝置，主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠鏡和轉動圓盤幾部分組成。?粒子散射實驗在課堂上無法直接演示，希望藉助多媒體系統，利用動畫向學生模擬實驗的裝置、過程和現象，使學生獲得直觀的切身體驗，留下深刻的印象。通過多媒體重點指出，熒光屏和望遠鏡能夠圍繞金箔在一個圓周上運動，從而可以觀察到穿透金箔後偏轉角度不同的?粒子。並且要讓學生了解，這種觀察是非常艱苦細緻的工作，所用的時間也是相當長的。

動畫展示?粒子散射實驗裝置動畫展示實驗中，通過顯微鏡觀察到的現象

（3）實驗的觀察結果

必須向學生明確：入射的?粒子分為三部分。大部分沿原來的方向前進，少數發生了較大偏轉，極少數發生大角度偏轉。

提問學生，師生共同用科學語言表述實驗結果。

2．原子的核式結構的提出

（1）投影出三個問題讓學生先自己思考，然後以四人小組討論。其中第1、2個問題學生基本上能討論出，第三個問題，通過師生共同分析，然後讓學生小組討論，進行邏輯推理得出原子的結構。

三個問題是：用湯姆孫的“棗糕模型”能否解釋?粒子大角度散射？請同學們根據以下三方面去考慮：

（1）?粒子出現大角度散射有沒有可能是與電子碰撞後造成的？

（2）按照“棗糕模型”，?粒子在原子附近或穿越原子內部後有沒有可能發生大角度偏轉？

（3）你認為原子中的正電荷應如何分佈，才有可能造成?粒子的大角度偏轉？為什麼？

學生小組討論、小組間互相提問，解答。

（2）教師小結：

對於問題1、2：

按照“棗糕模型”，①碰撞前後，質量大的?粒子速度幾乎不變。只可能是電子的速度發生大的改變，因此不可能出現反彈的現象，即使是非對心碰撞，也不會有大角散射。

②對於?粒子在原子附近時由於原子呈中性，與ɑ粒子之間沒有或很小的庫侖力的作用，正電荷在原子內部均勻的分佈，?粒子穿過原子時，由於原子兩側正電荷將對它的斥力有相當大一部分互相抵消，使?粒子偏轉的力不會很大，所以?粒子大角度散射説明“棗糕模型”不符合原子結構的實際情況。

師生互動，學生小組討論，學生分析推理得到盧瑟福的原子結構模型。

對於問題3：

先通過課件師生分析，然後小組討論，推理分析得到盧瑟福的原子結構模型。教師起引導和組織作用。

教師小結：實驗中發現極少數ɑ粒子發生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些ɑ粒子在原子中某個地方受到了質量、電量均比它本身大得多的物體的作用，可見原子中的正電荷、質量應都集中在一箇中心上。

①絕大多數?粒子不偏移→原子內部絕大部分是“空”的。

②少數?粒子發生較大偏轉→原子內部有“核”存在。

③極少數?粒子被彈回 表明：作用力很大；質量很大；電量集中。

點評：教師進行科學研究方法教育：模型法

（實驗現象）→（分析推理）→（構造模型）

（通過湯姆孫的原子結構模型到盧瑟福的原子的.核式結構模型的建立，既滲透科學探究的因素教學，又進行了模型法的教學，並將盧瑟福的原子的核式結構模型與行星結構相類比，指出大自然的和諧統一的美，滲透哲學教育。通過學生對這三個問題的討論與交流，順理成章地否定了“棗糕模型”，並開始建立新的模型。希望這一部分由學生自己完成，教師總結，總結時，突出湯姆孫原子模型與?粒子散射實驗之間的矛盾，可以將?粒子分別穿過“棗糕模型”和核式結構模型的不同現象用動畫模擬，形成強烈的對比，突破難點。

聯想在以前的學習中有哪些進行了模型法的教學，在哪些方面的研究中可以應用模型法來研究。

得到盧瑟福的原子的核式結構模型後再展示立體動畫?粒子散射模型，使學生有更清晰的直觀形象、生動的認識。

3．原子核的電荷與大小

關於原子的大小應該讓學生有個數量級的概念，即原子的半徑在10-10m左右，原子核的大小在10-15～10-14m左右．原子核的半徑只相當於原子半徑的萬分之一，體積只相當於原子體積的萬億分之一。為了加深學生的印象，可舉一些較形象的比喻或按比例畫些示意圖，

（三）課堂小結

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然後請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，並把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結