關(guān)于高中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)
關(guān)于高中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)
高中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)
【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)過原子的核式結(jié)構(gòu)，但并不了解這些知識(shí)是怎樣獲得的。針對這一特點(diǎn)，介紹人類怎樣一步一步地深入認(rèn)識(shí)原子的結(jié)構(gòu)；
2．在我們?nèi)粘Ｋ幍暮暧^世界中，可以直接用眼睛觀察物體的結(jié)構(gòu)，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(chǔ)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(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了湯姆孫的原子模型，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。?粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子的核式結(jié)構(gòu)的內(nèi)容是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)；
4．科學(xué)假說是科學(xué)研究中一個(gè)非常重要的方法，科學(xué)家們通過對實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分析，提出模型或假說，這些模型或假說又在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)受檢驗(yàn)，正確的被肯定，經(jīng)不起檢驗(yàn)的被否定，在新的基礎(chǔ)上再提出新的學(xué)說。人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，生動(dòng)地體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展的這種過程。
【學(xué)生情況分析】
1．學(xué)生的整體素質(zhì)及物理基礎(chǔ)一般，學(xué)生的邏輯思維能力一般，因此根據(jù)現(xiàn)有學(xué)生的具體情況設(shè)計(jì)教案、一步步設(shè)計(jì)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(yīng)試教育模式，教育教學(xué)過程中師生地位平等，充分貫徹以學(xué)生為本，堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，教師的主導(dǎo)地位；
3．本節(jié)課是一節(jié)科學(xué)探究課，呈現(xiàn)在學(xué)生面前的是現(xiàn)象，是問題，而不是結(jié)論。
4．估計(jì)學(xué)生利用ɑ粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行討論和通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理出盧瑟福的原子的結(jié)構(gòu)模型會(huì)有一定的困難；對提出的3個(gè)問題，前二個(gè)問題放手讓學(xué)生進(jìn)行小組討論，對于問題3采用先讓學(xué)生猜想，師生共同分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后再放手讓學(xué)生小組討論出原子的結(jié)構(gòu)。
【教學(xué)目標(biāo)】
（一）知識(shí)與技能
1．了解原子結(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，及原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容。
（二）過程與方法
1．通過對?粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力；
2．通過核式結(jié)構(gòu)模型的建立，體會(huì)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(xué)發(fā)展過程中的作用；
3．了解研究微觀現(xiàn)象的方法。
（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1．通過對原子模型演變的歷史的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)家們細(xì)致、敏銳的科學(xué)態(tài)度和不畏權(quán)威、尊重事實(shí)、尊重科學(xué)的科學(xué)精神；
2．通過對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)的不斷深入，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類對微觀世界的認(rèn)識(shí)是不斷擴(kuò)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)】
（一）教學(xué)重點(diǎn)
1．引導(dǎo)學(xué)生小組自主思考討論在于對?粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析從而否定”棗糕模型”，得出原子的核式結(jié)構(gòu)；
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，和微觀粒子的碰撞方法。
（二）教學(xué)難點(diǎn)
引導(dǎo)學(xué)生小組自主思考討論在于對ɑ粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析從而否定“棗糕模型”，得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型。
【教學(xué)方法】
教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。
【教學(xué)用具】
課件，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
【設(shè)計(jì)思想】
本節(jié)課結(jié)合我校學(xué)生的特點(diǎn)對教材的內(nèi)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，廣開言路，讓學(xué)生的思維與教師的引導(dǎo)共鳴。
整節(jié)課結(jié)合?粒子散射實(shí)驗(yàn)，把模型的建立過程和方法放在首位，把學(xué)生的情感價(jià)值體驗(yàn)放在重要位置。總體教學(xué)設(shè)計(jì)如下圖：
【教學(xué)過程】
（一）引入新課
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(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)畫展示原子“棗糕模型”。
（二）進(jìn)行新課
1．粒子散射實(shí)驗(yàn)原理、裝置
（1）?粒子散射實(shí)驗(yàn)原理：
湯姆孫提出的“棗糕模型”是否對呢？
原子的結(jié)構(gòu)非常緊密，用一般的方法是無法探測它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，要認(rèn)識(shí)原子的結(jié)構(gòu)，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(yùn)動(dòng)方向，熒光屏就能夠顯示出它的方向變化。研究高速的?粒子穿過原子的散射情況，是研究原子結(jié)構(gòu)的有效手段。
學(xué)生：體會(huì)?粒子散射實(shí)驗(yàn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)要用到的方法：微觀粒子碰撞方法。
（2）?粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置
?粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置，主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠(yuǎn)鏡和轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤幾部分組成。?粒子散射實(shí)驗(yàn)在課堂上無法直接演示，希望借助多媒體系統(tǒng)，利用動(dòng)畫向?qū)W生模擬實(shí)驗(yàn)的裝置、過程和現(xiàn)象，使學(xué)生獲得直觀的切身體驗(yàn)，留下深刻的印象。通過多媒體重點(diǎn)指出，熒光屏和望遠(yuǎn)鏡能夠圍繞金箔在一個(gè)圓周上運(yùn)動(dòng)，從而可以觀察到穿透金箔后偏轉(zhuǎn)角度不同的?粒子。并且要讓學(xué)生了解，這種觀察是非常艱苦細(xì)致的工作，所用的時(shí)間也是相當(dāng)長的。
動(dòng)畫展示?粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)中，通過顯微鏡觀察到的現(xiàn)象
（3）實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果
必須向?qū)W生明確：入射的?粒子分為三部分。大部分沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。
提問學(xué)生，師生共同用科學(xué)語言表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
2．原子的核式結(jié)構(gòu)的提出
（1）投影出三個(gè)問題讓學(xué)生先自己思考，然后以四人小組討論。其中第1、2個(gè)問題學(xué)生基本上能討論出，第三個(gè)問題，通過師生共同分析，然后讓學(xué)生小組討論，進(jìn)行邏輯推理得出原子的結(jié)構(gòu)。
三個(gè)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(xué)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(nèi)部后有沒有可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)？
（3）你認(rèn)為原子中的正電荷應(yīng)如何分布，才有可能造成?粒子的大角度偏轉(zhuǎn)？為什么？
學(xué)生小組討論、小組間互相提問，解答。
（2）教師小結(jié)：
對于問題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(xiàn)反彈的現(xiàn)象，即使是非對心碰撞，也不會(huì)有大角散射。
②對于?粒子在原子附近時(shí)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(nèi)部均勻的分布，?粒子穿過原子時(shí)，由于原子兩側(cè)正電荷將對它的斥力有相當(dāng)大一部分互相抵消，使?粒子偏轉(zhuǎn)的力不會(huì)很大，所以?粒子大角度散射說明“棗糕模型”不符合原子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)模型。教師起引導(dǎo)和組織作用。
教師小結(jié)：實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)極少數(shù)ɑ粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，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，可見原子中的正電荷、質(zhì)量應(yīng)都集中在一個(gè)中心上。
①絕大多數(shù)?粒子不偏移→原子內(nèi)部絕大部分是“空”的。
②少數(shù)?粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)→原子內(nèi)部有“核”存在。
③極少數(shù)?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
（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）→（分析推理）→（構(gòu)造模型）
（通過湯姆孫的原子結(jié)構(gòu)模型到盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)模型與行星結(jié)構(gòu)相類比，指出大自然的和諧統(tǒng)一的美，滲透哲學(xué)教育。通過學(xué)生對這三個(gè)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(xué)生自己完成，教師總結(jié)，總結(jié)時(shí)，突出湯姆孫原子模型與?粒子散射實(shí)驗(yàn)之間的矛盾，可以將?粒子分別穿過“棗糕模型”和核式結(jié)構(gòu)模型的不同現(xiàn)象用動(dòng)畫模擬，形成強(qiáng)烈的對比，突破難點(diǎn)。
聯(lián)想在以前的學(xué)習(xí)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(yīng)用模型法來研究。
得到盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)模型后再展示立體動(dòng)畫?粒子散射模型，使學(xué)生有更清晰的直觀形象、生動(dòng)的認(rèn)識(shí)。
3．原子核的電荷與大小
關(guān)于原子的大小應(yīng)該讓學(xué)生有個(gè)數(shù)量級(jí)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(dāng)于原子半徑的萬分之一，體積只相當(dāng)于原子體積的萬億分之一。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些示意圖，
（三）課堂小結(jié)
教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)
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