第七章从粒子到宇宙走进分子世界

1、第七章从粒子到宇宙 一、走进分子世界【教学目标】：1.知识与技能：（1）通过活动了解分子模型的主要内容，知道分子是保持物质化学性质的最小单元，对分子大小有一定的感性认识。（2）知道显微镜在拓展人们的视觉范围、探测微观粒子方面的重要作用。（3）通过实验探究初步了解分子在做永不停息的运动，体会分子世界的物理性质，并能定性解释一些物理现象。2.过程与方法：了解科学家是如何探索微观世界奥秘的，初步体会探究微观物质结构的模型方法。3.情感态度与价值观：培养对科学的热爱和对我们生存的空间探索的欲望。教教学重点、难点】1 .教学重点及其教学策略：重点：分子模型的建立过程。教学策略：通过猜想假设、实验探索、观

2、察思考和实例分析来加深理解。2 .教学难点及其教学策略：难点：分子模型的深刻理解。教学策略：通过动画手段帮助学生克服困难、达到掌握的目标【设计思路】：通过充分挖掘教材、 练习的资源，从学生的最近发展区出发， 通过充分利用科学探究的 基本模式，利用多种教学手段，引导学生从浅入深，亦步亦趋的完成课题。 本节内容较为抽 象，所以课件就有了用武之地。本节的所有课件已经发布到苏科版物理支持网站。【教学资源】：1 .学生实验器材：炭笔、报纸条、显微镜，高镒酸钾颗粒（放在烧杯中，配有药钥匙）、 烧杯（内有适量的水），酒精、水（放在烧杯中）、一端开口的玻璃管 （长60cm、内径5mm、 注射器（配有针头）2

3、.教师器材：烧杯（内有水）、滴管，划有彩色笔迹的纸，手帕、香水。3 .多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。【教学设计】：教 师 活 动学生活动点 评师：在前面的课程中，我们学习了物体、物质和它们的 基本属性，今天我们来学习物质的结构。 下面请问学们一 段动画。说明：动画1:神州飞天内容：神州5号遨游太空，杨利伟向祖国和世界问好， 培养学生的民族自豪感，接着是浩瀚星空和DNA双螺旋结构、SARSW毒，展示世界的两极，激发学生的好奇心。最 后定格课题：从粒子到宇宙走进分子世界，回面是太空背景中的原子结构模型，其中的原子核为太阳，电子为地球等， 也是间接展示宇宙的浩瀚。生：祖国真伟大

4、世界真美好 生：极大和极小 生：浩瀚的宇宙 生：微小的粒子这段动 画从宏观宇 宙到微观粒 子都后展小, 体现了单元 主题，另外从 神州号到杨 利伟，同学们 都熟悉，有亲 近感。师：我手里什-杯染色的水，从外观上看是连成一片的，生:水一滴滴的被挤出由浅入用吸管吸取少量的水，吸管里有一段水柱，（一滴滴的挤出），深，步步为看到什么现象？生:小颗粒。营。师：一支粉笔可以折成两段、 四段、八段甚至粉末，这些粉末是什么形状。生:不能师：这些颗粒我们可以直接看到？但是颗粒是否可以分为更小的颗粒？它们又是怎样的结构？我们还能看到吗？师：下面我们下科学家是如何探索这些人们不能直生:观看领会接观察到的领域的。投影

5、：一种有效的科学研究方式。说明：动画2:研究方法内容：PPT展示一种科学有效的研究方法，同时教师适当讲解，为下面的科学探究过程提供理论上、方法上的支持。师：其实刚才我说的粉笔问题就体现了这种探究方式的生:观察现象利用科一个环节，你看是哪个环节？下面我们继续观察相关的现学探究的基象。本模式，体现师：我手里这张纸上的彩色笔迹，你看是连续的还是断生:连续的科学探究的开的？基本思想。师：而内部呢？你知道它是连续还是不连续的，你们能生:不能用肉眼观察到吗？师：直接用肉眼无法观察，那可以借助什么呢？生:放大镜和显微镜师：请大家用显微镜观察一下炭笔的笔迹。生:观察惊奇显微镜说明：只能划一次，这样观察效果较好

6、，另外学生要会生：这条笔迹不再是连的使用一方使用显微镜，能迅速调节。续的，而是由不连续的一个面是光学知个小颗粒组成.识价值得体生:物质是由微小颗粒现，同时也是师：将笔迹用实物投影放大，观察到什么？组成的对学生操作师：通过观察得到什么结论？生甲：颗粒是紧密的靠技能的一次师：这些微小的颗粒是如何构成我们所看到的连续体的在一起的检阅，教师必呢？猜想一下生乙：颗粒之间是有空须给学生足师：究竟哪种猜想正确， 或者还有其他可能， 那么为了隙的够的时间和验证猜想，我们应该怎样做？生:进行实验必要的指导。师：下面请同学们做一个分组实验，将高镒酸钾颗粒放入水中，将会看到什么现象？实验器材：一包高镒酸钾颗粒和一个

7、盛水的烧杯。实验要求：烧杯就放在桌子上既不要拿起，也不要晃动。高镒酸钾颗粒倒入水中的瞬间，立即开始（学生动手操作）观察，两位同学分工，一位同学从烧杯的上方向下观察，另一位同学从侧面开始观察，请注意变化的过程。说明：要求学生注意安全， 友情提示：高镒酸钾有腐蚀生:水慢慢变成紫色。性。生:高镒酸钾颗粒沉入杯底，把一部分水染成紫红体现人师：我们来交流在这个实验中所看到的现象。色，然后这紫红色慢慢向四文精神。周扩散开来。师：水怎么变成紫色的呢？能不能具体描述一下水变成生:整杯水都变成紫紫色的过程。色。师：再过段时间，烧杯中的水会怎样？说明：真的完全混合时间较长，可以用温水。师：由这个现象，你认为构成物

8、质的颗粒有什么特点？师：结合现象解释一下师：以上是我们根据观察到的现象对物质微观结构提出的猜想，科学家在研究物质结构时， 按照这样的研究方法提 炼出了关于物质微观结构的三种模型，你认为哪种模型能够 完善的解释上述活动中看到的现象呢 ？模型1物质是由微小的颗粒组成的,各个颗粒紧靠在 一起,形成了我们所看到的连续体；模型2 物质是由微小的颗粒组成的,颗粒之间有空 隙；模型3 固体是由微小颗粒组成的，液体是连成一片 的，固体微粒可以挤进液体中.说明：动画2:三种模型师：你支持哪种模型？为什么？师：看来通过这个现象我们还无法弄清物质的微观结 构，争论在于液体究竟是连成一片的，还是之间有空隙？当一个实验

9、现象无法验证猜想时，我们该如何继续探究呢？师：那这次实验我们研究的对象是什么？师：一端封闭的玻璃管中一半是上了颜色的水，另一半是酒精，在液面的上端用橡皮筋做了记号（先把橡皮筋拨上 去，让学生看清界面，再拨卜来），将玻璃管反复翻转，让 水和酒精充分混合，混合后与混合前有什么不一样呢？（气泡在缓缓的上升，界面/、存在J ）说明：这个是学生分组实验， 注意引导学生观察界面和 混合前后总体积的变化， 为了效果明显，可以在酒精中加适 量红墨水，为了加液体方便，用注射器，由于注射器有针头， 提醒学生注意安全。师：该现象支持了哪个猜想？师：具体解释一下师：物质微观结构模型总结说明：PPT展示模型的内容为分子

10、模型作准备。生：微粒之间是有空隙 的。生：构成水的微粒之间 是有空隙,的，构成高镒酸钾 的颗粒进入水的空隙，使水 慢慢变成紫色。生：我们看到高镒酸钾 颗粒进入了水的内部，也可 以这样解释，固体是由微小 颗粒组成的，而液体是连成 一片的，固体微粒挤进了液 体中。生：模型2生：各个颗粒之间后至 隙，并不是紧靠在一起的， 所以模型1不成立，而酒精 与水的混合实验说明液体 不是连成一片的，不仅是固 体，液体之间也有空隙，所 以模型3也不成立，应选模 型2生：再做实验生：液体生：酒精与水混合后的 体积变小了生：颗粒之间是有空隙 的。生：构成水的颗粒和构 成酒精的颗粒之间是有空 隙的，两种颗粒在混合时彼

11、此进入对方的空隙，所以混 合后总体积变小。如果液体 是连成一片的话，混合后这 两种液体的总体积不会改 变。难点出 现了，教师给 学生合适的 时间让它们 讨论，猜想， 不能代替学 生完成他们 应该完成的 内容。为了降 低难度，可以 利用课件。进一步 探讨师：这样我们就从宏观现象入手，通过一次次的猜想和 论证建立了物质的微观模型：物质是由微小的颗粒组成的， 颗粒之间有空隙。而这颗粒究竟可以分到怎样的程度？打个 比方，学校可分为六个年级， 每个年级由十个班构成， 每个 班级由50个学生组成，到这里我们再划分下去对学校的构通过打 比方展示，使 学生容易理 解。成就没有意义了，因此学生个体是构成学校组织

12、的最小单位，同样物质划分到一定程度， 就无法再保持物质的化学性质，这种能保持物质化学性质的最小颗粒称为分子。一杯水分下去是小水滴，小水滴分下去是小水珠， 一直分到水分子， 如果再继续分下去，就不具备水的性质了。 我们呼吸的氧气 是由氧气分子构成的。师：以上我们从宏观现象出发建立了物质微观结构模 型，而实际上我们凭肉眼能看到物质的内部吗？师：假如能看到，这个模型将更有说服力。师：来一些图片，这是通过光学显微镜看到的植物细 胞，细胞之间是有空隙的，细胞还不是最小的颗粒，要看到分子怎么办？说明：动画3:科学家的眼睛内容：一些图片，包括现代显微镜和原子分子图片。师：放大镜、各种显微镜的发明和利用在科学

13、家收集证 据、认识物质微观世界性质方面起了非常重要的作用，它们拓展了人们的视力范围，收集了更多证据，支持了科学家提出的模型。师：超级电子显微镜的放大倍率是多少？师：由此可见，分子很小，分子直径的数量级：10-103水分子的直径约为 4X 1010m ,这是一个什么概念，想象一下，如果让2500万个人手拉手站成一行，那么这个长度将 绕地球赤道一圈，而如果让2500万个水分下个挨一个排成一行，那么这个长度就只有1厘米。氢气分子的直径是2.3 x 10 m ,1标准大气BTF ,1cm （比戈ij一下，一个食指端 的大小）的任何气体约有 2.7 X 1019个分子，让这些气体分子 从容器中跑出，如果

14、1秒钟跑出1亿个，你们猜需要多长时 间？说明：PPT展示答案：需9000年才能跑完师：既然分子是构成物质的小颗粒，所以由我们刚才建 立的物质微观结构模型就可以建立物质的分子结构模型。说明：分子结构模型说明：PPT格式，效果是原来的物质结构模型中的物质 变成了分子。这种过渡自然有趣，适合理解。生：不能生：利用放大设备生：利用放大倍率更局 的电子显微镜生：很好生：1500万倍。生：/、可思议生：物质是由大量分子 构成的，分子间启空隙。图片的 直观，使学生 理解分子的 模型这个数 字，学生是无 法真正猜出 的，从而激发 学生的好奇 心，也了解了 分子之小过渡自 然。师：请同学们观察面前的烧杯， 看到

15、整杯水都变成了紫生：分子是运动的充分利红色，现在我们知道这是分子之间有空隙造成的，除此之外生：如果分子不运动，用资源这个实验还能说明什么呢？高镒酸钾颗粒在水中就不说明：如果学生难以思考，可以提示， 比如：分子是运会扩散，水就不会整杯变成动还是静止。紫色。生：放在衣柜里的樟脑师：结合实验现象解释一下丸过一段时间变小了，并且 闻到了樟脑丸的味道。生：樟脑丸里面的分子师：从日常生活中你们还能找到哪些证据来证明呢？由于运动跑到了空气中.生：放学回家闻到厨房 传来的饭菜香味.师：樟脑丸为什么会变小？生：气味分子由于运动从生活师：气味分子怎么会跑进我们的鼻子里的？从厨房跑到了我们的鼻子走进物理。从里。物理

16、走进社师：说明什么？生：潮湿的地面、衣服会。同时体现变干了。科学探究的师：在手帕上洒些香水，问同学们能闻到吗？生：水分子由于运动跑基本模式。说明：实验时，特意离一些同学些，然后问近处和到了空气中远处的同学闻到没有，这个时间差证明了分子运动到远处需生：上面瓶子中的气体要时间。颜色随着时间推移逐渐加师：请看动回深，说明二氧化氮分子运动说明：动画3:扩散现象到上面的瓶子里，同时，上内容：二氧化氮与空气的扩散，金与铅的扩散。充分利面瓶子里的空气分子也运用多媒体把抽象变的具体， 把时空拉近。同时这样的动画使动到卜面的瓶子里， 结果两学生认识到气体、液体、固体分子都在运动。瓶气体混合在一起，颜色变贴近学的均匀，这表明气体的分子 在不停地运动着。生生活实际师：从以上这些例子得到什么结论？生：无论是气体、液体 还是固体中的分子都处在师：面对看不见也摸不着的微观世界，我们是利用什么永不停息的运动中。不容易方法探究的？展示的内容，师：利用这种探究方法我们了解到物质的微观构成是怎课件的价值样的？说明：小结就后J内容：美于方法和分子结构的 PPT演示总结归 纳能力的培 养训练题组生：自评得分评价