2024-2025学年高中物理 第18章 原子结构 2 原子的核式结构模型教学实录 新人教版选修3-5

2024-2025学年高中物理第18章原子结构2原子的核式结构模型教学实录新人教版选修3-5主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：原子结构2原子的核式结构模型教学实录

2.教学年级和班级：高一年级，高一（1）班

3.授课时间：2024年9月25日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养科学探究能力，通过实验和模型构建，理解原子核式结构。

2.培养科学思维，学会运用逻辑推理分析原子结构问题。

3.培养科学态度与责任，认识到科学理论对实际应用的重要性。

4.提升科学表达能力，能够清晰阐述原子核式结构及其相关概念。学习者分析1.学生已经掌握的知识：学生在之前的学习中已经对物质的微观结构有了初步的了解，熟悉了分子、原子的概念，并对物质的性质和变化有了基本的认识。此外，学生已经学习了经典力学和电磁学的基本原理，这些知识对于理解原子核式结构模型具有一定的帮助。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高一年级的学生对物理学科普遍抱有好奇心，尤其是对微观世界的探索。他们的逻辑思维能力逐渐增强，能够通过观察和实验来分析问题。学习风格上，部分学生倾向于通过实验和操作来学习，而另一些学生则更倾向于通过理论推导和模型构建来理解概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在学习原子核式结构模型时，可能会遇到以下困难：（1）难以理解原子核内部的强相互作用和量子力学原理；（2）对粒子模型和波粒二象性概念的理解可能存在偏差；（3）将抽象的原子模型与实际物理现象相结合的能力有待提高。为了帮助学生克服这些困难，教师应提供适当的辅助教学资源和实验机会，以增强他们的理解力和应用能力。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都具备《人教版选修3-5》教材，以便跟随课本内容学习。

2.辅助材料：准备与原子核式结构模型相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以增强直观教学效果。

3.实验器材：提前准备原子结构模型实验所需的演示器材，如α粒子散射实验装置，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，为学生提供实验操作台，并确保教室光线充足，以适应教学活动需要。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布《原子结构模型》预习PPT，要求学生了解原子核和电子的基本概念，并思考原子核的组成和电子的分布。

设计预习问题：提出“原子核是由什么组成的？”和“电子是如何围绕原子核运动的？”等问题，引导学生思考原子结构的可能性。

监控预习进度：通过班级微信群收集学生的预习反馈，确保所有学生都完成了预习任务。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生通过PPT了解原子核和电子的基本知识。

思考预习问题：学生根据预习资料，对原子核和电子的运动进行初步思考，记录疑问。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主学习，为课堂学习打下基础。

信息技术手段：利用在线平台和微信群进行预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解原子结构的基本概念，为课堂学习做好准备。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：以卢瑟福的α粒子散射实验视频引入，激发学生对原子核结构的兴趣。

讲解知识点：详细讲解原子核的组成、电子的分布以及原子核式结构模型的理论基础。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据实验结果和理论知识，构建原子核式结构模型。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，思考原子核式结构模型的合理性。

参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，共同构建原子核式结构模型。

教学方法/手段/资源：

讲授法：教师通过讲解，帮助学生理解原子核式结构模型的理论基础。

实践活动法：通过小组讨论和模型构建，让学生在实践中掌握原子结构知识。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解原子核式结构模型，掌握原子结构知识。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：要求学生完成关于原子核式结构模型的习题，巩固所学知识。

提供拓展资源：推荐相关的物理科普书籍和在线资源，供学生进一步学习。

学生活动：

完成作业：学生独立完成作业，巩固课堂所学。

拓展学习：学生利用拓展资源，对原子结构进行更深入的学习。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主完成作业和拓展学习，加深对原子结构的理解。

反思总结法：学生通过反思作业和拓展学习，提高自我学习能力。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的原子结构知识，通过拓展学习，拓宽学生的知识视野。拓展与延伸1.拓展阅读材料

-《原子物理学导论》：这本书深入浅出地介绍了原子物理学的理论基础，包括原子结构、原子核、量子力学等，适合对原子结构有浓厚兴趣的学生进一步阅读。

-《原子核物理实验》：这本书详细介绍了原子核物理实验的基本原理和实验方法，对于想要了解原子核结构实验过程的学生非常有帮助。

-《量子世界的奇妙之旅》：一本适合高中生的科普读物，以通俗易懂的语言介绍了量子力学的基本概念，有助于学生理解原子结构中的量子现象。

2.课后自主学习和探究

-学生可以尝试自己绘制原子核式结构模型，并解释模型中的各个组成部分如何相互作用。

-通过模拟实验，如α粒子散射实验，让学生观察并分析不同条件下α粒子的散射情况，从而理解原子核的分布。

-探究不同元素的原子核和电子排布规律，比较同周期、同族元素之间的原子结构差异，总结原子结构的一般规律。

-研究原子结构对化学反应的影响，例如原子的电子排布如何决定元素的化学性质，以及化学键的形成原理。

-结合现代物理学的发展，探讨量子力学如何解释原子结构，以及量子力学在原子物理学中的应用。

-原子核的结合能：学生可以研究原子核的结合能的概念，了解结合能与原子核稳定性的关系，以及结合能在不同元素中的变化规律。

-原子光谱：通过学习原子光谱的知识，学生可以了解原子能级和电子跃迁的关系，以及如何通过光谱分析来确定原子的结构。

-同位素和同质异形素：学生可以探究同位素和同质异形素的概念，了解它们在自然界中的分布和应用。

-核反应：学生可以学习核反应的基本类型，如裂变和聚变，以及它们在能源和核技术中的应用。

-原子结构对化学键的影响：学生可以研究原子结构如何影响化学键的形成，包括离子键、共价键和金属键。内容逻辑关系①原子结构的基本概念

-原子的定义

-原子的组成部分：原子核和电子

-原子的质量主要集中在原子核上

②原子核的结构

-原子核的组成：质子和中子

-原子核的电荷：质子带正电，中子不带电

-原子核的质量数：质子数和中子数之和

③电子的分布

-电子在原子中的运动状态

-电子层和能级：K层、L层、M层等

-电子云和轨道：s轨道、p轨道、d轨道等

④原子的核式结构模型

-卢瑟福的原子核式结构模型

-原子核式结构模型的验证：α粒子散射实验

-原子核式结构模型的应用：解释原子光谱

⑤原子结构的稳定性

-原子核的稳定性：结合能

-电子排布的稳定性：能级和轨道的填充规则

-原子的化学性质：电子排布对化学反应的影响

⑥原子结构与现代物理学的联系

-量子力学的基本原理

-波粒二象性

-现代物理实验对原子结构的验证课后作业1.作业题目：假设一个原子的核由8个质子和8个中子组成，写出该原子的符号。

答案：该原子的符号为$^{16}_{8}$O，其中16是质量数，8是原子序数。

2.作业题目：解释为什么原子核几乎集中了原子的全部质量。

答案：因为质子和中子的质量远大于电子的质量，而电子的质量可以忽略不计，所以原子的质量主要集中在原子核上。

3.作业题目：在卢瑟福的α粒子散射实验中，如果α粒子以很高的速度射向金箔，预期会发生什么现象？

答案：如果α粒子以很高的速度射向金箔，预期会发生以下现象：

-大多数α粒子会穿过金箔，几乎不发生偏转，因为原子核的体积非常小。

-少数α粒子会发生大角度偏转，甚至反弹回来，这是因为它们与原子核发生了近距离的碰撞。

4.作业题目：根据原子核式结构模型，解释为什么原子的化学性质主要由电子决定。

答案：根据原子核式结构模型，原子的化学性质主要由最外层电子（价电子）决定，因为：

-最外层电子参与化学反应，形成化学键。

-原子的化学性质与最外层电子的数目和排布有关，例如元素的化学活性、氧化还原性质等。

5.作业题目：比较同周期和同族元素的原子结构，说明它们在化学性质上的相似性和差异性。

答案：同周期元素：

-相似性：随着原子序数的增加，原子核的正电荷增加，吸引最外层电子的能力增强，因此同周期元素的化学性质呈现周期性变化。

-差异性：同周期元素的最外层电子数目相同，但内层电子数目不同，导致原子半径和离子化能的变化，从而影响化学性质。

同族元素：

-相似性：同族元素的原子结构具有相似的外层电子排布，因此它们具有相似的化学性质，如氧化还原性质、形成相同类型的化合物等。

-差异性：随着原子序数的增加，同族元素的原子半径增大，电子层数增加，导致化学性质逐渐减弱。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.结合实际实验：在讲解原子核式结构模型时，我们可以引入卢瑟福的α粒子散射实验，让学生通过实验现象理解原子结构的发现过程，这样的实际操作能让学生更加直观地感受到科学实验的魅力。

2.跨学科教学：将物理知识与化学知识相结合，探讨原子结构对化学反应的影响，让学生在学习物理的同时，也能对化学产生更深入的认识。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学方法单一：在讲授原子结构时，过于依赖传统的讲授法，可能导致学生的参与度不高，对知识的理解和掌握程度有限。

2.评价方式局限：目前主要依赖课后作业和考试成绩来评价学生的学习效果，这种评价方式可能无法全面反映学生的实际学习情况，特别是对于理解和应用能力的评估不够。

3.学生探究不足：学生在课堂上的探究活动较少，对于一些理论知识的深入理解还不够，需要进一步引导学生进行自主探究。

反思改进措施（三）

1.丰富教学手段：尝试使用多种教学方法，如小组讨论、角色扮演、实验演示等，激发学生的学习兴趣，提高课堂互动性。

2.拓展评价方式：除了传统的作业和考试，可以增加课堂表现、小组合作、实验报告等多种评价方式，全面评估学生的学习成果。

3.加强学生探究：鼓励学生在课堂上提出问题，进行实验探究，通过问题解决的过程，培养学生的科学探究能力和创新能力。

4.利用信息技术：利用多媒体教学资源，如视频、动画等，使抽象的物理概念更加直观易懂，提高教学效果。

5.注重理论联系实际：通过案例分析和实际问题解决，让学生体会到物理知识在现实生活中的应用价值，增强学习的动力和兴趣。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课后练习题：要求学生独立完成教材中关于原子核式结构模型的课后练习题，包括选择题、填空题和简答题，以巩固对基本概念的理解。

2.模拟实验报告：让学生根据卢瑟福的α粒子散射实验原理，模拟实验过程，并撰写一份实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果和分析。

3.原子结构模型构建：学生利用可塑性材料或软件，构建一个简单的原子核式结构模型，并标注出原子核、电子层和能级。

4.课后阅读材料：推荐阅读《原子物理学导论》中关于原子核和电子结构的相关章节，并完成阅读笔记。

作业反馈：

1.及时批改：作业提交后，教师应在第一时间内进行批改，确保学生能够及时收到反馈。

2.个性化反馈：针对每位学生的作业，给出具体的反馈意见，包括对正确答案的肯定和对错误答案的纠正。

3.问题分析：对于作业中普遍存在的问题，进行详细的分析，并在课堂上进行讲解，帮助学生理解和克服困难。

4.改进建议：针对学生的作业