1、“元素、原子、原子模型”的教学思路 基本粒子和宇宙是目前探索物质世界的两大前沿领域之一，其中的很多深奥知识不是初中学生所能掌握的，但是组成物质的原子、分子、我们人类生活的地球在宇宙中所处位置等常识，是一个中学生应该具备的基本科学素养。 本文从元素、原子、原子模型等的概念介绍入手，通过分析学生原有知识水平，辅助设置学习支架的方式，帮助学生理解并掌握这些基本常识。 一、关于概念 原子是组成元素的最小单元，由原子核和围绕原子核运动的电子组成。最早关于原子的概念阐述可以追溯到公元前6世纪的古印度。大约在公元前450年，古希腊哲学家德谟克利特就已经提出原子的概念。“原子”这一术语在希腊文中是“不可分割”
2、的意思。他认为一切物质都是由不可分割的小微粒原子构成，但缺乏科学实验的验证。在公元前4世纪左右，中国哲学家墨翟在墨经中也独立提出了物质有限可分的概念，并将最小的可分单位称之为“端”。尽管当时印度、中国和希腊的原子观都是基于哲学上的理解，但现代科学界仍然沿用了德谟克利特所创造的名称。 元素：元素又称化学元素，指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质，它们只由几种有共同特点的原子组成。到现在为止，总共有一百多种元素被发现，其中94种是存在于地球上的。 原子模型：原子模型是由原子核（质子和中子）和电子构成的，电子绕核做不规则运动，形成电子云。古希腊时期就已有人提出关于原子的想法。他们认为，元素是由原
3、子所组成；不同元素的原子有不同的物理性质。但到19世纪之前，原子的理论都没有实验证据。约翰道尔顿是第一个提出建立在实验基础上的原子理论的人。道尔顿对原子理论的特别贡献是他定出出元素的原子量。道尔顿还是把原子看成是一个整体不可分的结构单元。因此原子没有结构。直到电子的发现，人类才开启了探索原子内部结构的新篇章，而其中之一就是对原子模型的讨论。 葡萄干蛋糕模型：1897年约瑟夫约翰汤姆森发现，阴极射线管内发出的阴极射线在电场作用下，偏向正电极。他正确地判断，这些是由阴极射线管内的原子分裂出来的带负电的粒子，他称它们为电子。电子的重量只有最轻的氢原子的二千分之一。汤姆森第一次提出原子是可以分裂的。他
4、修改了道尔顿的把原子看成是一个不可分的整体的模型。 汤姆森为了要解析原子带中性电的性质，1904年他提议：原子是由N个带正电的颗粒和N个带负电的电子所组成，它们相互均匀地分布。 量子化原子模型：当原子受热时，它会辐射出固定值的能量，但在当时没有人能解析这种现象。1914年丹麦物理学家波尔为了解析这种现象而修改了卢瑟福的原子模型。波尔的量子化原子模型主要包括以下几点： （1）原子核位于原子的中心；（2）电子不停地绕原子核作轨道运动；处于稳定状态，不辐射出也不吸收能量。（3）当一个电子从一种状态变到另一状态时，这个电子就会损失或获得能量，它就会发射或吸收能量。（4）光谱中的每一根谱线都与一个电子从
5、某一稳定状态变到另一个状态有联系。 二、教学任务分析 1.学生原有水平分析 九年级学生对正、负电荷有了初步的了解。他们知道静电现象，但对原子是呈电中性，即整体不显电性的知识不太了解。学生初步具有了根据实验现象，分析归纳得出实验结论的能力。 2.存在的困难 原子模型是本节的难点和关键。在教学中，学生可能出现以下的困难和问题：由于原子内部结构是微观现象，看不见也摸不着，非常抽象，学生感到学起来很迷惘，甚至听不懂。对于卢瑟福粒子散射实验，由于条件的限制，不能进行实物演示，学生对实验难以理解。对于“行星模型”，由于学生想象和思维能力有限，不能理解模型的真正含义。 3.教学辅助支架 图片（原子内部结构）
6、。 目的：对于用语言很难表达的物理现象可以用图片形象直观地表示出来，引导学生逐步了解学习物理的方法。 课件（模拟实验演示）。目的：卢瑟福粒子散射实验属于高中学习知识、对于初三学生来说有点难度，所以教师可以用形象的多媒体模拟实验演示，加深印象，从而引导学生由物理实验现象通过推测而得出物理结论。 类比（ 原子模型）。目的：例如在学习“行星模型”时，原子中带正电的原子核好像太阳，而带负电的电子好像行星绕太阳运转一样绕原子核在核外高速旋转。帮助学生理解各类模型。 总之，通过学习支架的设置，可以引导学生了解微观世界的知识，明白原子与元素的区别。在原子模型的建立过程中，让学生感受观察、猜想、推理、建模等透过现象看本质的思维方法，并体验学习的乐趣，懂得交流与合作的重要。第 4 页 共 4 页
