2024-2025学年高中物理 第18章 原子结构 1 电子的发现教案 新人教版选修3-5

2024-2025学年高中物理第18章原子结构1电子的发现教案新人教版选修3-5学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：高中物理第18章原子结构1——电子的发现

2.教学年级和班级：高中二年级，物理选修3-5班

3.授课时间：2024-2025学年，具体上课时间待定

4.教学时数：45分钟或1课时

课程设计：

1.引入：通过回顾之前学过的基本粒子——质子、中子的知识，引出本节课的主题——电子的发现。

2.内容：

a.讲解电子的发现历程，介绍汤姆孙、密立根等科学家对电子的研究。

b.介绍电子的基本性质，如电荷、质量等。

c.解释原子结构中电子的作用，以及电子在化学反应中的作用。

3.互动环节：

a.学生分组讨论：电子发现对现代科学的影响。

b.学生代表发言，分享讨论成果。

4.课堂总结：教师引导学生总结本节课的主要内容，巩固所学知识。

5.作业布置：

a.复习电子的基本性质和原子结构。

b.预习下一节课内容：原子的核式结构。

教学目标：

1.让学生了解电子的发现历程，理解电子的基本性质和作用。

2.培养学生的科学思维和团队协作能力。

3.为后续学习原子的核式结构打下基础。

教学评价：

1.课堂参与度：观察学生在讨论环节的参与情况。

2.作业完成情况：检查学生对电子基本性质和原子结构的掌握程度。

3.课后反馈：了解学生对本节课的满意度，以及对教学方法的建议。核心素养目标培养学生物理学科核心素养，主要包括科学思维、科学探究和科学态度三个方面。通过本节课的学习，使学生能够：

1.形成科学思维：理解电子发现历程中科学家的探索精神，学会运用科学方法分析问题，培养逻辑推理和批判性思维能力。

2.提高科学探究能力：通过分组讨论、发言等环节，学会与他人合作，培养问题发现和解决能力，增强实践操作技能。

3.树立科学态度：认识电子在原子结构中的重要性，激发对物理学科的兴趣，形成积极探究、严谨治学的态度。

本节课旨在帮助学生建立完整的物理知识体系，提高学科素养，为培养具备创新精神和实践能力的优秀人才奠定基础。学情分析针对高中二年级物理选修3-5班的学生，以下从学生层次、知识、能力、素质方面进行分析，以及探讨这些因素对课程学习的影响。

1.学生层次：

本班学生已具备一定的物理知识基础，但在学习兴趣、学习能力和学习方法上存在一定差异。部分学生对物理学科有浓厚兴趣，学习积极性高，能主动参与课堂讨论和实验操作；另一部分学生对物理学科兴趣不足，学习较为被动，课堂参与度较低。

2.知识方面：

（1）学生在初中阶段已学习过原子结构的基本概念，但理解较为肤浅，对原子内部的微观粒子了解不足。

（2）学生在高中阶段学习了质子、中子等基本粒子，但对电子的认识不够深入，容易将电子与质子、中子混淆。

（3）学生对原子结构中电子的作用和电子在化学反应中的作用理解不够，影响对原子结构的整体把握。

3.能力方面：

（1）学生的观察和分析能力：学生在实验和观察过程中，能发现电子的一些基本性质，但缺乏深入分析和推理的能力。

（2）学生的合作能力：在小组讨论和实验操作中，部分学生能积极参与，与他人合作，但部分学生表现出依赖心理，合作能力有待提高。

（3）学生的创新能力：学生在解决问题时，大多数学生按照传统思路和方法进行，缺乏创新意识和能力。

4.素质方面：

（1）学生的科学态度：大部分学生对待科学问题认真严谨，但部分学生对物理学科存在恐惧心理，缺乏自信。

（2）学生的道德素养：学生在课堂表现方面，整体素质较高，尊重教师和同学，但个别学生存在课堂纪律问题。

5.行为习惯：

（1）课堂参与度：部分学生课堂参与度较高，积极发言和提问；另一部分学生课堂参与度较低，表现出被动接受知识的态度。

（2）作业完成情况：大部分学生能按时完成作业，但个别学生作业质量不高，存在抄袭现象。

（3）学习方法：学生在学习方法上存在较大差异，部分学生擅长总结归纳，学习方法得当；另一部分学生学习方法单一，效果不佳。

对课程学习的影响：

1.学生层次、知识和能力的差异，导致课堂进度和教学效果受到影响。

2.部分学生对物理学科兴趣不足，影响课堂氛围和教学效果。

3.学生的合作能力和创新能力不足，影响课堂讨论和实验操作的质量。

4.学生的科学态度和行为习惯，影响课程学习的深度和广度。

针对以上学情分析，教师应采取以下措施：

1.针对学生层次，实施分层教学，关注每一位学生的成长。

2.加强基础知识教学，为学生提供丰富的学习资源，提高学生的知识水平。

3.培养学生的观察、分析、合作和创新能力，提高学科素养。

4.关注学生的科学态度和行为习惯，营造良好的学习氛围。

5.结合学生的兴趣和特长，激发学生学习物理的积极性，提高教学效果。教学资源1.硬件资源：

-投影仪和电脑：展示电子发现历程、原子结构等相关图片和视频。

-实验设备：电子显微镜、电荷测试仪等，用于演示电子的基本性质。

-实验材料：原子模型、电荷球等，帮助学生直观理解电子和原子结构。

2.软件资源：

-电子教材：提供课本电子版，方便学生课前预习和课后复习。

-教学课件：包含本节课重要知识点，用于课堂展示和讲解。

3.课程平台：

-学校学习管理系统：发布课程通知、课件、作业等，方便学生查看和提交。

-课堂互动平台：用于课堂讨论、提问、投票等，增强师生互动。

4.信息化资源：

-电子白板：实时书写和展示，提高课堂互动性。

-在线教育资源：提供拓展学习资料，如电子书籍、科普文章等。

5.教学手段：

-讲授法：讲解电子的发现历程、基本性质和作用。

-实验法：通过实验操作，让学生直观感受电子的存在和性质。

-讨论法：组织小组讨论，培养学生的合作能力和科学思维。

-案例分析法：分析科学家发现电子的过程，激发学生的科学探究兴趣。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对电子的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道电子是什么吗？它在我们生活中有什么作用？”

展示电子显微镜下的原子结构图片，让学生初步感受电子的微观世界。

简短介绍电子的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.电子基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解电子的基本概念、性质和作用。

过程：

讲解电子的定义，包括其基本性质如电荷、质量等。

详细介绍电子在原子结构中的作用，使用原子模型和示意图帮助学生理解。

通过实例，如电子在化学反应中的作用，让学生更好地理解电子的实际应用。

3.电子案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解电子的特性和重要性。

过程：

分析汤姆孙、密立根等科学家对电子的研究案例。

详细介绍每个案例的背景、发现过程和意义，让学生全面了解电子的发现历程。

引导学生思考这些案例对实际生活和学习的影响，以及如何应用电子解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论电子的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与电子相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对电子的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调电子的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括电子的基本性质、发现历程、案例分析等。

强调电子在现实生活和学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用电子。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于电子的短文或报告，以巩固学习效果。学生学习效果1.知识与技能：

-学生掌握了电子的基本性质，如电荷、质量等，并能正确区分电子与质子、中子。

-学生了解了电子在原子结构中的作用，以及电子在化学反应中的重要地位。

-学生通过实验操作和观察，提高了观察和分析微观现象的能力。

-学生学会了运用科学方法，如观察、实验、推理等，解决实际问题。

2.过程与方法：

-学生在小组讨论中，学会了与他人合作，提高了沟通和协作能力。

-学生通过案例分析，培养了分析和解决问题的能力，学会了从多角度思考问题。

-学生在课堂展示和点评环节，锻炼了口头表达能力，增强了自信心。

-学生掌握了学习物理的方法，如总结归纳、类比迁移等，提高了学习效率。

3.情感态度与价值观：

-学生对物理学科产生了更浓厚的兴趣，激发了探索原子世界的欲望。

-学生认识到科学家在探索未知世界中的辛勤付出和贡献，培养了尊重科学、追求真理的精神。

-学生通过学习电子的发现历程，体会到科学发展的曲折与艰辛，增强了面对困难的勇气和毅力。

-学生意识到物理知识在实际生活和学习中的广泛应用，认识到学习物理的价值。

4.创新与实践：

-学生在小组讨论中，提出了关于电子未来发展或改进的创新性想法，培养了创新思维。

-学生将所学知识运用到实际问题中，尝试解决生活中的科学问题，提高了实践能力。

-学生在课后作业中，通过撰写短文或报告，巩固了所学知识，培养了写作和表达能力。

5.课堂氛围与学习习惯：

-课堂氛围活跃，学生积极参与讨论和提问，形成了良好的学习氛围。

-学生养成了认真听讲、主动思考、积极发言的学习习惯，提高了课堂学习效果。

-学生在课后主动复习和完成作业，形成了一种自我约束和自主学习的能力。典型例题讲解例题1：解释电子的基本性质及其在原子中的作用。

答案：

电子的基本性质包括带负电、质量轻等。电子在原子中的作用主要是维持原子的稳定性，参与化学反应，以及决定原子的化学性质。

例题2：根据电子的发现历程，简述汤姆孙是如何发现电子的。

答案：

汤姆孙通过实验观察到了电子在电场和磁场中的运动轨迹，并计算出电子的质量与电荷比例，从而发现了电子的存在。

例题3：分析电子显微镜的原理，说明它是如何观察原子结构的。

答案：

电子显微镜利用高速运动的电子束穿透样品，并通过电磁透镜放大电子与样品相互作用后产生的信号，从而观察到原子级别的结构。

例题4：阐述电子在化学反应中的作用，并以一个具体反应为例进行说明。

答案：

电子在化学反应中主要参与化学键的形成和断裂。例如，在氢气与氧气生成水的反应中，氢原子失去电子成为氢离子，氧气接受电子成为氧离子，两者结合形成水分子。

例题5：解释原子结构中电子排布的原理，并说明为什么电子在原子核外层时活性较高。

答案：

原子结构中电子按照能级排布，每个能级有固定的电子数。电子在原子核外层时活性较高，因为它们距离原子核较远，受到的核吸引力较小，更容易参与化学反应。

补充和说明：

例题1补充：

电子的基本性质是物理学和化学的基础知识，学生在学习过程中要注意区分电子与质子、中子的不同。了解电子在原子中的作用有助于理解原子的化学性质。

例题2补充：

汤姆孙的实验是电子发现的重要里程碑，学生应掌握其实验方法和过程，了解科学家在探索未知世界中的贡献。

例题3补充：

电子显微镜是一种重要的科学仪器，学生要了解其工作原理，明白它是如何突破光学显微镜的分辨率限制，观察到原子结构的。

例题4补充：

化学反应中电子的作用是化学键理论的核心内容，学生通过具体反应的例子，可以更直观地理解电子在化学反应中的重要性。

例题5补充：

原子结构中电子排布的原理是量子力学的基础，学生要了解电子的能级和轨道概念。同时，掌握电子活性与原子化学性质的关系，有助于理解元素周期表的规律。课堂小结，当堂检测1.课堂小结：

本节课我们学习了电子的发现、基本性质、原子结构中的作用以及电子显微镜的原理等内容。通过学习，我们了解到电子是原子的重要组成部分，对原子的化学性质和反应活性具有决定性作用。同时，我们也学习了科学家们如何通过实验发现电子，以及电子显微镜在观察原子结构方面的应用。

学生在本节课中掌握了以下知识点：

-电子的基本性质：带负电、质量轻等；

-电子在原子中的作用：维持原子稳定性、参与化学反应、决定化学性质；

-电子的发现历程：汤姆孙的实验及其意义；

-电子显微镜的原理及其在观察原子结构中的应用；

-原子结构中电子排布的原理及其与化学反应的关系。

2.当堂检测：

为了检验学生对本节课知识点的掌握程度，特设计以下当堂检测题目：

（1）简述电子的基本性质及其在原子中的作用。

（2）请解释汤姆孙是如何发现电子的。

（3）阐述电子显微镜的原理，并说明它是如何观察原子结构的。

（4）请举例说明电子在化学反应中的作用。

（5）解释原子结构中电子排布的原理，并说明为什么电子在原子核外层时活性较高。

答案：

（1）电子的基本性质包括带负电、质量轻等。电子在原子中的作用主要是维持原子的稳定性，参与化学反应，以及决定原子的化学性质。

（2）汤姆孙通过实验观察到了电子在电场和磁场中的运动轨迹，并计算出电子的质量与电荷比例，从而发现了电子的存在。

（3）电子显微镜利用高速运动的电子束穿透样品，并通过电磁透镜放大电子与样品相互作用后产生的信号，从而观察到原子级别的结构。

（4）电子在化学反应中主要参与化学键的形成和断裂。例如，在氢气与氧气生成水的反应中，氢原子失去电子成为氢离子，氧气接受电子成为氧离子，两者结合形成水分子。

（5）原子结构中电子按照能级排布，每个能级有固定的电子数。电子在原子核外层时活性较高，因为它们距离原子核较远，受到的核吸引力较小，更容易参与化学反应。

通过当堂检测，教师可以及时了解学生对本节课知识点的掌握情况，对学生的疑问进行解答，并针对学生的不足进行针对性的辅导。同时，学生也可以通过检测巩固所学知识，提高学习效果。板书设计①电子的发现

-汤姆孙的实验

-电子的性质：带负电、质量轻

②电子在原子中的作用

-维持原子稳定性

-参与化学反应

-决定化学性质

③电子显微镜的原理

-利用电子束观察原子结构

-电磁透镜放大信号

④原子结构中电子排布

-能级和轨道

-电子数与活性关系

板书设计条理清楚，重点突出，简洁明了，有利于学生理解和记忆。同