關于高中物理課堂教學設計
關于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(jīng)學過原子的核式結構，但并不了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，但在微觀世界里，已經(jīng)不能靠眼睛來獲取信息了。針對這一問題，了解最常用的獲取微觀世界的信息 的方法；
3．前一節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子可以再分割，在此基礎上，湯姆孫建立了原子“棗糕模型”。盧瑟福用發(fā)現(xiàn)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(jié)教學的重點；
4．科學假說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，提出模型或假說，這些模型或假說又在實驗中經(jīng)受檢驗，正確的被肯定，經(jīng)不起檢驗的被否定，在新的基礎上再提出新的學說。人類對原子結構的認識，生動地體現(xiàn)了科學發(fā)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(jù)現(xiàn)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(jié)課是一節(jié)科學探究課，呈現(xiàn)在學生面前的是現(xiàn)象，是問題，而不是結論。
4．估計學生利用ɑ粒子散射實驗現(xiàn)象進行討論和通過觀察實驗現(xiàn)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，對于問題3采用先讓學生猜想，師生共同分析實驗現(xiàn)象，然后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．了解原子結構模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據(jù)；
2．知道?粒子散射實驗的實驗方法和實驗現(xiàn)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(yǎng)學生對現(xiàn)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(fā)展過程中的作用；
3．了解研究微觀現(xiàn)象的方法。
�。ㄈ┣楦�、態(tài)度與價值觀
1．通過對原子模型演變的歷史的學習，感受科學家們細致、敏銳的科學態(tài)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(fā)展的重要意義。
【重點難點】
�。ㄒ唬┙虒W重點
1．引導學生小組自主思考討論在于對?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。
�。ǘ┙虒W難點
引導學生小組自主思考討論在于對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(fā)、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(jié)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(jié)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�？傮w教學設計如下圖：
【教學過程】
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講述：湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，根據(jù)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”。
�。ǘ┻M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(fā)光。如果?粒子與其他粒子發(fā)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（勇于攀登科學高峰，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，希望借助多媒體系統(tǒng)，利用動畫向學生模擬實驗的裝置、過程和現(xiàn)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后偏轉角度不同的?粒子。并且要讓學生了解，這種觀察是非常艱苦細致的工作，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(xiàn)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(shù)發(fā)生了較大偏轉，極少數(shù)發(fā)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，然后以四人小組討論。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，然后讓學生小組討論，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(jù)以下三方面去考慮：
�。�1）?粒子出現(xiàn)大角度散射有沒有可能是與電子碰撞后造成的？
�。�2）按照“棗糕模型”，?粒子在原子附近或穿越原子內部后有沒有可能發(fā)生大角度偏轉？
�。�3）你認為原子中的正電荷應如何分布，才有可能造成?粒子的大角度偏轉？為什么？
學生小組討論、小組間互相提問，解答。
�。�2）教師小結：
對于問題1、2：
按照“棗糕模型”，①碰撞前后，質量大的?粒子速度幾乎不變。只可能是電子的速度發(fā)生大的改變，因此不可能出現(xiàn)反彈的現(xiàn)象，即使是非對心碰撞，也不會有大角散射。
②對于?粒子在原子附近時由于原子呈中性，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布，?粒子穿過原子時，由于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?粒子大角度散射說明“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。
對于問題3：
先通過課件師生分析，然后小組討論，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(fā)現(xiàn)極少數(shù)ɑ粒子發(fā)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、質量應都集中在一個中心上。
�、俳^大多數(shù)?粒子不偏移→原子內部絕大部分是“空”的。
�、谏贁�(shù)?粒子發(fā)生較大偏轉→原子內部有“核”存在。
�、蹣O少數(shù)?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
�。▽嶒灛F(xiàn)象）→（分析推理）→（構造模型）
�。ㄍㄟ^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，并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(tǒng)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”，并開始建立新的模型。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(xiàn)象用動畫模擬，形成強烈的對比，突破難點。
聯(lián)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后再展示立體動畫?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
關于原子的大小應該讓學生有個數(shù)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于原子半徑的萬分之一，體積只相當于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(jié)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，然后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(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結
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