第七章從粒子到宇宙走進分子世界

1、第七章從粒子到宇宙 一、走進分子世界【教學(xué)目標(biāo)】：1.知識與技能：（1）通過活動了解分子模型的主要內(nèi)容，知道分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小單元，對分子大小有一定的感性認識。（2）知道顯微鏡在拓展人們的視覺范圍、探測微觀粒子方面的重要作用。（3）通過實驗探究初步了解分子在做永不停息的運動，體會分子世界的物理性質(zhì)，并能定性解釋一些物理現(xiàn)象。2.過程與方法：了解科學(xué)家是如何探索微觀世界奧秘的，初步體會探究微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型方法。3.情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)對科學(xué)的熱愛和對我們生存的空間探索的欲望。教教學(xué)重點、難點】1 .教學(xué)重點及其教學(xué)策略：重點：分子模型的建立過程。教學(xué)策略：通過猜想假設(shè)、實驗探索、觀

2、察思考和實例分析來加深理解。2 .教學(xué)難點及其教學(xué)策略：難點：分子模型的深刻理解。教學(xué)策略：通過動畫手段幫助學(xué)生克服困難、達到掌握的目標(biāo)【設(shè)計思路】：通過充分挖掘教材、 練習(xí)的資源，從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)出發(fā)， 通過充分利用科學(xué)探究的 基本模式，利用多種教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生從淺入深，亦步亦趨的完成課題。 本節(jié)內(nèi)容較為抽 象，所以課件就有了用武之地。本節(jié)的所有課件已經(jīng)發(fā)布到蘇科版物理支持網(wǎng)站。【教學(xué)資源】：1 .學(xué)生實驗器材：炭筆、報紙條、顯微鏡，高鎰酸鉀顆粒（放在燒杯中，配有藥鑰匙）、 燒杯（內(nèi)有適量的水），酒精、水（放在燒杯中）、一端開口的玻璃管 （長60cm、內(nèi)徑5mm、 注射器（配有針頭）2

3、.教師器材：燒杯（內(nèi)有水）、滴管，劃有彩色筆跡的紙，手帕、香水。3 .多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實物投影、放像、課件播放等?！窘虒W(xué)設(shè)計】：教 師 活 動學(xué)生活動點 評師：在前面的課程中，我們學(xué)習(xí)了物體、物質(zhì)和它們的 基本屬性，今天我們來學(xué)習(xí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。 下面請問學(xué)們一 段動畫。說明：動畫1:神州飛天內(nèi)容：神州5號遨游太空，楊利偉向祖國和世界問好， 培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感，接著是浩瀚星空和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、SARSW毒，展示世界的兩極，激發(fā)學(xué)生的好奇心。最 后定格課題：從粒子到宇宙走進分子世界，回面是太空背景中的原子結(jié)構(gòu)模型，其中的原子核為太陽，電子為地球等， 也是間接展示宇宙的浩瀚。生：祖國真?zhèn)ゴ?/p>

4、世界真美好 生：極大和極小 生：浩瀚的宇宙 生：微小的粒子這段動 畫從宏觀宇 宙到微觀粒 子都后展小, 體現(xiàn)了單元 主題，另外從 神州號到楊 利偉，同學(xué)們 都熟悉，有親 近感。師：我手里什-杯染色的水，從外觀上看是連成一片的，生:水一滴滴的被擠出由淺入用吸管吸取少量的水，吸管里有一段水柱，（一滴滴的擠出），深，步步為看到什么現(xiàn)象？生:小顆粒。營。師：一支粉筆可以折成兩段、 四段、八段甚至粉末，這些粉末是什么形狀。生:不能師：這些顆粒我們可以直接看到？但是顆粒是否可以分為更小的顆粒？它們又是怎樣的結(jié)構(gòu)？我們還能看到嗎？師：下面我們下科學(xué)家是如何探索這些人們不能直生:觀看領(lǐng)會接觀察到的領(lǐng)域的。投影

5、：一種有效的科學(xué)研究方式。說明：動畫2:研究方法內(nèi)容：PPT展示一種科學(xué)有效的研究方法，同時教師適當(dāng)講解，為下面的科學(xué)探究過程提供理論上、方法上的支持。師：其實剛才我說的粉筆問題就體現(xiàn)了這種探究方式的生:觀察現(xiàn)象利用科一個環(huán)節(jié)，你看是哪個環(huán)節(jié)？下面我們繼續(xù)觀察相關(guān)的現(xiàn)學(xué)探究的基象。本模式，體現(xiàn)師：我手里這張紙上的彩色筆跡，你看是連續(xù)的還是斷生:連續(xù)的科學(xué)探究的開的？基本思想。師：而內(nèi)部呢？你知道它是連續(xù)還是不連續(xù)的，你們能生:不能用肉眼觀察到嗎？師：直接用肉眼無法觀察，那可以借助什么呢？生:放大鏡和顯微鏡師：請大家用顯微鏡觀察一下炭筆的筆跡。生:觀察驚奇顯微鏡說明：只能劃一次，這樣觀察效果較好

6、，另外學(xué)生要會生：這條筆跡不再是連的使用一方使用顯微鏡，能迅速調(diào)節(jié)。續(xù)的，而是由不連續(xù)的一個面是光學(xué)知個小顆粒組成.識價值得體生:物質(zhì)是由微小顆?，F(xiàn)，同時也是師：將筆跡用實物投影放大，觀察到什么？組成的對學(xué)生操作師：通過觀察得到什么結(jié)論？生甲：顆粒是緊密的靠技能的一次師：這些微小的顆粒是如何構(gòu)成我們所看到的連續(xù)體的在一起的檢閱，教師必呢？猜想一下生乙：顆粒之間是有空須給學(xué)生足師：究竟哪種猜想正確， 或者還有其他可能， 那么為了隙的夠的時間和驗證猜想，我們應(yīng)該怎樣做？生:進行實驗必要的指導(dǎo)。師：下面請同學(xué)們做一個分組實驗，將高鎰酸鉀顆粒放入水中，將會看到什么現(xiàn)象？實驗器材：一包高鎰酸鉀顆粒和一個

7、盛水的燒杯。實驗要求：燒杯就放在桌子上既不要拿起，也不要晃動。高鎰酸鉀顆粒倒入水中的瞬間，立即開始（學(xué)生動手操作）觀察，兩位同學(xué)分工，一位同學(xué)從燒杯的上方向下觀察，另一位同學(xué)從側(cè)面開始觀察，請注意變化的過程。說明：要求學(xué)生注意安全， 友情提示：高鎰酸鉀有腐蝕生:水慢慢變成紫色。性。生:高鎰酸鉀顆粒沉入杯底，把一部分水染成紫紅體現(xiàn)人師：我們來交流在這個實驗中所看到的現(xiàn)象。色，然后這紫紅色慢慢向四文精神。周擴散開來。師：水怎么變成紫色的呢？能不能具體描述一下水變成生:整杯水都變成紫紫色的過程。色。師：再過段時間，燒杯中的水會怎樣？說明：真的完全混合時間較長，可以用溫水。師：由這個現(xiàn)象，你認為構(gòu)成物

8、質(zhì)的顆粒有什么特點？師：結(jié)合現(xiàn)象解釋一下師：以上是我們根據(jù)觀察到的現(xiàn)象對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)提出的猜想，科學(xué)家在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)時， 按照這樣的研究方法提 煉出了關(guān)于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的三種模型，你認為哪種模型能夠 完善的解釋上述活動中看到的現(xiàn)象呢 ？模型1物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,各個顆粒緊靠在 一起,形成了我們所看到的連續(xù)體；模型2 物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,顆粒之間有空 隙；模型3 固體是由微小顆粒組成的，液體是連成一片 的，固體微?？梢詳D進液體中.說明：動畫2:三種模型師：你支持哪種模型？為什么？師：看來通過這個現(xiàn)象我們還無法弄清物質(zhì)的微觀結(jié) 構(gòu)，爭論在于液體究竟是連成一片的，還是之間有空隙？當(dāng)一個實驗

9、現(xiàn)象無法驗證猜想時，我們該如何繼續(xù)探究呢？師：那這次實驗我們研究的對象是什么？師：一端封閉的玻璃管中一半是上了顏色的水，另一半是酒精，在液面的上端用橡皮筋做了記號（先把橡皮筋撥上 去，讓學(xué)生看清界面，再撥卜來），將玻璃管反復(fù)翻轉(zhuǎn)，讓 水和酒精充分混合，混合后與混合前有什么不一樣呢？（氣泡在緩緩的上升，界面/、存在J ）說明：這個是學(xué)生分組實驗， 注意引導(dǎo)學(xué)生觀察界面和 混合前后總體積的變化， 為了效果明顯，可以在酒精中加適 量紅墨水，為了加液體方便，用注射器，由于注射器有針頭， 提醒學(xué)生注意安全。師：該現(xiàn)象支持了哪個猜想？師：具體解釋一下師：物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型總結(jié)說明：PPT展示模型的內(nèi)容為分子

10、模型作準(zhǔn)備。生：微粒之間是有空隙 的。生：構(gòu)成水的微粒之間 是有空隙,的，構(gòu)成高鎰酸鉀 的顆粒進入水的空隙，使水 慢慢變成紫色。生：我們看到高鎰酸鉀 顆粒進入了水的內(nèi)部，也可 以這樣解釋，固體是由微小 顆粒組成的，而液體是連成 一片的，固體微粒擠進了液 體中。生：模型2生：各個顆粒之間后至 隙，并不是緊靠在一起的， 所以模型1不成立，而酒精 與水的混合實驗說明液體 不是連成一片的，不僅是固 體，液體之間也有空隙，所 以模型3也不成立，應(yīng)選模 型2生：再做實驗生：液體生：酒精與水混合后的 體積變小了生：顆粒之間是有空隙 的。生：構(gòu)成水的顆粒和構(gòu) 成酒精的顆粒之間是有空 隙的，兩種顆粒在混合時彼

11、此進入對方的空隙，所以混 合后總體積變小。如果液體 是連成一片的話，混合后這 兩種液體的總體積不會改 變。難點出 現(xiàn)了，教師給 學(xué)生合適的 時間讓它們 討論，猜想， 不能代替學(xué) 生完成他們 應(yīng)該完成的 內(nèi)容。為了降 低難度，可以 利用課件。進一步 探討師：這樣我們就從宏觀現(xiàn)象入手，通過一次次的猜想和 論證建立了物質(zhì)的微觀模型：物質(zhì)是由微小的顆粒組成的， 顆粒之間有空隙。而這顆粒究竟可以分到怎樣的程度？打個 比方，學(xué)?？煞譃榱鶄€年級， 每個年級由十個班構(gòu)成， 每個 班級由50個學(xué)生組成，到這里我們再劃分下去對學(xué)校的構(gòu)通過打 比方展示，使 學(xué)生容易理 解。成就沒有意義了，因此學(xué)生個體是構(gòu)成學(xué)校組織

12、的最小單位，同樣物質(zhì)劃分到一定程度， 就無法再保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，這種能保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小顆粒稱為分子。一杯水分下去是小水滴，小水滴分下去是小水珠， 一直分到水分子， 如果再繼續(xù)分下去，就不具備水的性質(zhì)了。 我們呼吸的氧氣 是由氧氣分子構(gòu)成的。師：以上我們從宏觀現(xiàn)象出發(fā)建立了物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模 型，而實際上我們憑肉眼能看到物質(zhì)的內(nèi)部嗎？師：假如能看到，這個模型將更有說服力。師：來一些圖片，這是通過光學(xué)顯微鏡看到的植物細 胞，細胞之間是有空隙的，細胞還不是最小的顆粒，要看到分子怎么辦？說明：動畫3:科學(xué)家的眼睛內(nèi)容：一些圖片，包括現(xiàn)代顯微鏡和原子分子圖片。師：放大鏡、各種顯微鏡的發(fā)明和利用在科學(xué)

13、家收集證 據(jù)、認識物質(zhì)微觀世界性質(zhì)方面起了非常重要的作用，它們拓展了人們的視力范圍，收集了更多證據(jù)，支持了科學(xué)家提出的模型。師：超級電子顯微鏡的放大倍率是多少？師：由此可見，分子很小，分子直徑的數(shù)量級：10-103水分子的直徑約為 4X 1010m ,這是一個什么概念，想象一下，如果讓2500萬個人手拉手站成一行，那么這個長度將 繞地球赤道一圈，而如果讓2500萬個水分下個挨一個排成一行，那么這個長度就只有1厘米。氫氣分子的直徑是2.3 x 10 m ,1標(biāo)準(zhǔn)大氣BTF ,1cm （比戈ij一下，一個食指端 的大?。┑娜魏螝怏w約有 2.7 X 1019個分子，讓這些氣體分子 從容器中跑出，如果

14、1秒鐘跑出1億個，你們猜需要多長時 間？說明：PPT展示答案：需9000年才能跑完師：既然分子是構(gòu)成物質(zhì)的小顆粒，所以由我們剛才建 立的物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型就可以建立物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型。說明：分子結(jié)構(gòu)模型說明：PPT格式，效果是原來的物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型中的物質(zhì) 變成了分子。這種過渡自然有趣，適合理解。生：不能生：利用放大設(shè)備生：利用放大倍率更局 的電子顯微鏡生：很好生：1500萬倍。生：/、可思議生：物質(zhì)是由大量分子 構(gòu)成的，分子間啟空隙。圖片的 直觀，使學(xué)生 理解分子的 模型這個數(shù) 字，學(xué)生是無 法真正猜出 的，從而激發(fā) 學(xué)生的好奇 心，也了解了 分子之小過渡自 然。師：請同學(xué)們觀察面前的燒杯， 看到

15、整杯水都變成了紫生：分子是運動的充分利紅色，現(xiàn)在我們知道這是分子之間有空隙造成的，除此之外生：如果分子不運動，用資源這個實驗還能說明什么呢？高鎰酸鉀顆粒在水中就不說明：如果學(xué)生難以思考，可以提示， 比如：分子是運會擴散，水就不會整杯變成動還是靜止。紫色。生：放在衣柜里的樟腦師：結(jié)合實驗現(xiàn)象解釋一下丸過一段時間變小了，并且 聞到了樟腦丸的味道。生：樟腦丸里面的分子師：從日常生活中你們還能找到哪些證據(jù)來證明呢？由于運動跑到了空氣中.生：放學(xué)回家聞到廚房 傳來的飯菜香味.師：樟腦丸為什么會變?。可簹馕斗肿佑捎谶\動從生活師：氣味分子怎么會跑進我們的鼻子里的？從廚房跑到了我們的鼻子走進物理。從里。物理

16、走進社師：說明什么？生：潮濕的地面、衣服會。同時體現(xiàn)變干了。科學(xué)探究的師：在手帕上灑些香水，問同學(xué)們能聞到嗎？生：水分子由于運動跑基本模式。說明：實驗時，特意離一些同學(xué)些，然后問近處和到了空氣中遠處的同學(xué)聞到?jīng)]有，這個時間差證明了分子運動到遠處需生：上面瓶子中的氣體要時間。顏色隨著時間推移逐漸加師：請看動回深，說明二氧化氮分子運動說明：動畫3:擴散現(xiàn)象到上面的瓶子里，同時，上內(nèi)容：二氧化氮與空氣的擴散，金與鉛的擴散。充分利面瓶子里的空氣分子也運用多媒體把抽象變的具體， 把時空拉近。同時這樣的動畫使動到卜面的瓶子里， 結(jié)果兩學(xué)生認識到氣體、液體、固體分子都在運動。瓶氣體混合在一起，顏色變貼近學(xué)的均勻，這表明氣體的分子 在不停地運動著。生生活實際師：從以上這些例子得到什么結(jié)論？生：無論是氣體、液體 還是固體中的分子都處在師：面對看不見也摸不著的微觀世界，我們是利用什么永不停息的運動中。不容易方法探究的？展示的內(nèi)容，師：利用這種探究方法我們了解到物質(zhì)的微觀構(gòu)成是怎課件的價值樣的？說明：小結(jié)就后J內(nèi)容：美于方法和分子結(jié)構(gòu)的 PPT演示總結(jié)歸 納能力的培 養(yǎng)訓(xùn)練題組生：自評得分評價