關(guān)于高中物理課堂教學(xué)設計
關(guān)于高中物理課堂教學(xué)設計
高中物理課堂教學(xué)設計
【教學(xué)任務(wù)分析】
1．學(xué)生在初中物理和化學(xué)課中已經(jīng)學(xué)過(guò)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(diǎn)，介紹人類(lèi)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(guān)世界中，可以直接用眼睛觀(guān)察物體的結構，但在微觀(guān)世界里，已經(jīng)不能靠眼睛來(lái)獲取信息了。針對這一問(wèn)題，了解最常用的獲取微觀(guān)世界的信息 的方法；
3．前一節電子的發(fā)現，說(shuō)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)現的?粒子散射實(shí)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(shí)驗和原子的核式結構的內容是本節教學(xué)的重點(diǎn)；
4．科學(xué)假說(shuō)是科學(xué)研究中一個(gè)非常重要的方法，科學(xué)家們通過(guò)對實(shí)驗事實(shí)的分析，提出模型或假說(shuō)，這些模型或假說(shuō)又在實(shí)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(xué)說(shuō)。人類(lèi)對原子結構的認識，生動(dòng)地體現了科學(xué)發(fā)展的這種過(guò)程。
【學(xué)生情況分析】
1．學(xué)生的整體素質(zhì)及物理基礎一般，學(xué)生的邏輯思維能力一般，因此根據現有學(xué)生的具體情況設計教案、一步步設計難度梯度，進(jìn)行有效性教學(xué)。
2．新課程改革打破了以前的應試教育模式，教育教學(xué)過(guò)程中師生地位平等，充分貫徹以學(xué)生為本，堅持學(xué)生的主體地位，教師的主導地位；
3．本節課是一節科學(xué)探究課，呈現在學(xué)生面前的是現象，是問(wèn)題，而不是結論。
4．估計學(xué)生利用ɑ粒子散射實(shí)驗現象進(jìn)行討論和通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗現象推理出盧瑟福的原子的結構模型會(huì )有一定的困難；對提出的3個(gè)問(wèn)題，前二個(gè)問(wèn)題放手讓學(xué)生進(jìn)行小組討論，對于問(wèn)題3采用先讓學(xué)生猜想，師生共同分析實(shí)驗現象，然后再放手讓學(xué)生小組討論出原子的結構。
【教學(xué)目標】
�。ㄒ唬┲R與技能
1．了解原子結構模型建立的歷史過(guò)程及各種模型建立的依據；
2．知道?粒子散射實(shí)驗的實(shí)驗方法和實(shí)驗現象，及原子核式結構模型的主要內容。
�。ǘ┻^(guò)程與方法
1．通過(guò)對?粒子散射實(shí)驗結果的討論與交流，培養學(xué)生對現象的分析中歸納中得出結論的邏輯推理能力；
2．通過(guò)核式結構模型的建立，體會(huì )建立模型研究物理問(wèn)題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的作用；
3．了解研究微觀(guān)現象的方法。
�。ㄈ┣楦�、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1．通過(guò)對原子模型演變的歷史的學(xué)習，感受科學(xué)家們細致、敏銳的科學(xué)態(tài)度和不畏權威、尊重事實(shí)、尊重科學(xué)的科學(xué)精神；
2．通過(guò)對原子結構的認識的不斷深入，使學(xué)生認識到人類(lèi)對微觀(guān)世界的認識是不斷擴大和加深的，領(lǐng)悟和感受科學(xué)研究方法的正確使用對科學(xué)發(fā)展的重要意義。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
�。ㄒ唬┙虒W(xué)重點(diǎn)
1．引導學(xué)生小組自主思考討論在于對?粒子散射實(shí)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(xué)中滲透和讓學(xué)生體會(huì )物理學(xué)研究方法，滲透物理學(xué)研究方法：模型方法，和微觀(guān)粒子的碰撞方法。
�。ǘ┙虒W(xué)難點(diǎn)
引導學(xué)生小組自主思考討論在于對ɑ粒子散射實(shí)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(xué)方法】
教師啟發(fā)、引導，學(xué)生討論、交流。
【教學(xué)用具】
課件，多媒體輔助教學(xué)設備
【設計思想】
本節課結合我校學(xué)生的特點(diǎn)對教材的內容進(jìn)行了挖掘和思考，備教材，備學(xué)生，備教法，始終把學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，讓學(xué)生參與，讓學(xué)生思考，廣開(kāi)言路，讓學(xué)生的思維與教師的引導共鳴。
整節課結合?粒子散射實(shí)驗，把模型的建立過(guò)程和方法放在首位，把學(xué)生的情感價(jià)值體驗放在重要位置�？傮w教學(xué)設計如下圖：
【教學(xué)過(guò)程】
�。ㄒ唬┮胄抡n
講述：湯姆孫發(fā)現電子，根據原子呈電中性，提出了原子的“棗糕模型”。
學(xué)生活動(dòng)：師生共同得出湯姆孫的“棗糕模型”。
點(diǎn)評：用動(dòng)畫(huà)展示原子“棗糕模型”。
�。ǘ┻M(jìn)行新課
1．粒子散射實(shí)驗原理、裝置
�。�1）?粒子散射實(shí)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(wú)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(jìn)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(zhì)發(fā)光。如果?粒子與其他粒子發(fā)生相互作用，改變了運動(dòng)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(guò)原子的散射情況，是研究原子結構的有效手段。
學(xué)生：體會(huì )?粒子散射實(shí)驗中用到科學(xué)方法；滲透科學(xué)精神（勇于攀登科學(xué)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(guān)粒子碰撞方法。
�。�2）?粒子散射實(shí)驗裝置
?粒子散射實(shí)驗的裝置，主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠鏡和轉動(dòng)圓盤(pán)幾部分組成。?粒子散射實(shí)驗在課堂上無(wú)法直接演示，希望借助多媒體系統，利用動(dòng)畫(huà)向學(xué)生模擬實(shí)驗的裝置、過(guò)程和現象，使學(xué)生獲得直觀(guān)的切身體驗，留下深刻的印象。通過(guò)多媒體重點(diǎn)指出，熒光屏和望遠鏡能夠圍繞金箔在一個(gè)圓周上運動(dòng)，從而可以觀(guān)察到穿透金箔后偏轉角度不同的?粒子。并且要讓學(xué)生了解，這種觀(guān)察是非常艱苦細致的工作，所用的時(shí)間也是相當長(cháng)的。
動(dòng)畫(huà)展示?粒子散射實(shí)驗裝置動(dòng)畫(huà)展示實(shí)驗中，通過(guò)顯微鏡觀(guān)察到的現象
�。�3）實(shí)驗的觀(guān)察結果
必須向學(xué)生明確：入射的?粒子分為三部分。大部分沿原來(lái)的方向前進(jìn)，少數發(fā)生了較大偏轉，極少數發(fā)生大角度偏轉。
提問(wèn)學(xué)生，師生共同用科學(xué)語(yǔ)言表述實(shí)驗結果。
2．原子的核式結構的提出
�。�1）投影出三個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生先自己思考，然后以四人小組討論。其中第1、2個(gè)問(wèn)題學(xué)生基本上能討論出，第三個(gè)問(wèn)題，通過(guò)師生共同分析，然后讓學(xué)生小組討論，進(jìn)行邏輯推理得出原子的結構。
三個(gè)問(wèn)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(xué)們根據以下三方面去考慮：
�。�1）?粒子出現大角度散射有沒(méi)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(méi)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(xué)生小組討論、小組間互相提問(wèn)，解答。
�。�2）教師小結：
對于問(wèn)題1、2：
按照“棗糕模型”，①碰撞前后，質(zhì)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，因此不可能出現反彈的現象，即使是非對心碰撞，也不會(huì )有大角散射。
�、趯τ�?粒子在原子附近時(shí)由于原子呈中性，與ɑ粒子之間沒(méi)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(guò)原子時(shí)，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(huì )很大，所以?粒子大角度散射說(shuō)明“棗糕模型”不符合原子結構的實(shí)際情況。
師生互動(dòng)，學(xué)生小組討論，學(xué)生分析推理得到盧瑟福的原子結構模型。
對于問(wèn)題3：
先通過(guò)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(shí)驗中發(fā)現極少數ɑ粒子發(fā)生了大角度偏轉，甚至反彈回來(lái)，表明這些ɑ粒子在原子中某個(gè)地方受到了質(zhì)量、電量均比它本身大得多的物體的作用，可見(jiàn)原子中的正電荷、質(zhì)量應都集中在一個(gè)中心上。
�、俳^大多數?粒子不偏移→原子內部絕大部分是“空”的。
�、谏贁�?粒子發(fā)生較大偏轉→原子內部有“核”存在。
�、蹣O少數?粒子被彈回 表明：作用力很大；質(zhì)量很大；電量集中。
點(diǎn)評：教師進(jìn)行科學(xué)研究方法教育：模型法
�。▽�(shí)驗現象）→（分析推理）→（構造模型）
�。ㄍㄟ^(guò)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(xué)探究的因素教學(xué)，又進(jìn)行了模型法的教學(xué)，并將盧瑟福的原子的核式結構模型與行星結構相類(lèi)比，指出大自然的和諧統一的美，滲透哲學(xué)教育。通過(guò)學(xué)生對這三個(gè)問(wèn)題的討論與交流，順理成章地否定了“棗糕模型”，并開(kāi)始建立新的模型。希望這一部分由學(xué)生自己完成，教師總結，總結時(shí)，突出湯姆孫原子模型與?粒子散射實(shí)驗之間的矛盾，可以將?粒子分別穿過(guò)“棗糕模型”和核式結構模型的不同現象用動(dòng)畫(huà)模擬，形成強烈的對比，突破難點(diǎn)。
聯(lián)想在以前的學(xué)習中有哪些進(jìn)行了模型法的教學(xué)，在哪些方面的研究中可以應用模型法來(lái)研究。
得到盧瑟福的原子的核式結構模型后再展示立體動(dòng)畫(huà)?粒子散射模型，使學(xué)生有更清晰的直觀(guān)形象、生動(dòng)的認識。
3．原子核的電荷與大小
關(guān)于原子的大小應該讓學(xué)生有個(gè)數量級的概念，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(wàn)分之一，體積只相當于原子體積的萬(wàn)億分之一。為了加深學(xué)生的印象，可舉一些較形象的比喻或按比例畫(huà)些示意圖，
（三）課堂小結
教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結本節的內容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結，其他同學(xué)在筆記本上總結，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結內容。
學(xué)生活動(dòng)：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會(huì )寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結
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