《原子的核式結構模型》學歷案一、教材版本、上下冊、章節、類型人教版，選修35，第十八章原子結構，2原子的核式結構模型。這是物理學科中的理論知識學習章節。二、學習目標（一）知識與技能目標1、學生能夠理解α粒子散射實驗的原理、裝置、現象和結論。就像我們了解一個魔術的表演道具、表演過程和最后的神奇結果一樣，要清楚α粒子散射實驗每個環節哦。例如，α粒子源射出的α粒子就像一群小炮彈，射向金箔這個小目標。2、可以準確說出原子的核式結構模型的主要內容。也就是要知道原子這個“小世界”里，正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上，就像一個小小的核心城堡，而電子在核外“繞圈兒”，像小衛士一樣圍著城堡轉。3、能用原子的核式結構模型解釋α粒子散射實驗現象。這就好比用我們新知道的游戲規則（原子的核式結構模型）來解釋游戲過程中出現的各種情況（α粒子散射實驗現象）。（二）過程與方法目標1、通過對α粒子散射實驗現象的分析，培養邏輯推理能力。就像偵探根據案發現場的各種線索（α粒子散射實驗現象）推理出事情的真相（原子的結構）一樣，大家要學會從現象找本質。2、體驗建立物理模型在物理學研究中的重要性。這就像搭積木，我們用一些簡單的木塊（已知的物理知識）搭建出一個復雜的城堡（原子的核式結構模型），模型能讓我們更方便地理解物理世界。（三）情感態度與價值觀目標1、培養對微觀世界探索的興趣。微觀世界就像一個神秘的小宇宙，里面充滿了未知和驚喜，我們要像探險家一樣對它充滿好奇。2、體會科學家探索原子結構的艱辛歷程，學習他們勇于探索、嚴謹治學的科學精神。科學家們為了探索原子結構就像在黑暗中摸索的行者，經歷了很多失敗和挫折才找到正確的方向，他們的精神值得我們學習。三、學習重難點（一）學習重點1、α粒子散射實驗現象及分析。這是打開原子結構大門的一把重要鑰匙，理解了這個實驗現象，才能進一步了解原子的結構。2、原子的核式結構模型的內容。這是本節課的核心知識，就像一顆大樹的樹干，其他知識都是圍繞它展開的。（二）學習難點1、對原子的核式結構模型的理解。因為原子非常小，我們很難直觀地看到它的結構，需要靠想象和對實驗現象的深入分析來理解。2、如何用原子的核式結構模型解釋α粒子散射實驗現象。這就像用一把新鑰匙開一把復雜的鎖，需要把模型和現象之間的關系理清楚。四、學習過程（一）課前預習1、閱讀課本讓學生在課前花2030分鐘仔細閱讀教材中關于α粒子散射實驗和原子的核式結構模型的部分內容。閱讀的時候就像讀一個有趣的故事書一樣，要把每個細節都看清楚哦。在閱讀過程中，可以標記出自己不理解的地方，比如一些專業術語或者復雜的實驗步驟。2、查閱資料鼓勵學生利用1015分鐘上網查閱α粒子散射實驗的相關資料，了解這個實驗在物理學史上的重要意義。就像查找寶藏的線索一樣，從網絡這個大寶藏庫里挖掘更多關于這個實驗的有趣知識。可以查找一些動畫或者視頻資料，直觀地了解α粒子散射實驗的過程，因為有時候動畫和視頻比文字更能讓人理解復雜的實驗過程。（二）課堂學習1、導入（5分鐘）老師可以先給學生展示一張原子結構的概念圖（不用太詳細，只是一個簡單的草圖，大概表示出原子里面有原子核和電子之類的），然后問學生：“同學們，你們覺得原子這個小不點里面到底是什么樣的結構呢？是像棉花糖一樣軟軟的一團，還是像小鋼珠一樣實心的呢？”這樣的問題就像一個小鉤子，能把學生的好奇心鉤起來。接著老師可以簡單介紹一下在原子結構探索歷程中，科學家們最初的一些猜測，比如說湯姆孫的“棗糕模型”，就像一塊蛋糕里面鑲嵌著葡萄干（電子就像葡萄干，正電荷像蛋糕），讓學生們思考這個模型有沒有不合理的地方。2、α粒子散射實驗（1520分鐘）實驗原理講解老師用簡單易懂的語言來解釋α粒子散射實驗的原理。比如說：“同學們，我們可以把α粒子想象成一群小小的子彈，金箔呢就像一個小小的靶子。α粒子源就像一個小槍，不斷地發射這些小子彈。當這些小子彈打到金箔這個靶子上的時候，會發生各種情況，我們就是要通過觀察這些情況來了解原子里面的結構。”同時，在黑板上簡單畫出α粒子散射實驗的原理圖，標注出α粒子源、金箔、熒光屏等主要部件。實驗現象分析播放一段α粒子散射實驗現象的動畫視頻（如果有條件的話），或者展示實驗現象的圖片。然后讓學生們分組討論（每組4~5人），5分鐘后每個小組派一個代表來說說他們看到的現象以及對這些現象的初步理解。老師根據學生的回答進行總結和補充。比如，大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，這說明原子內部是很空曠的；少數α粒子發生了較大的偏轉，極少數α粒子的偏轉超過了90°，甚至有的幾乎達到180°，這就很奇怪了，就像子彈本來直直地飛，突然轉了個大彎，這說明原子里面有個東西對α粒子有很強的排斥力，而且這個東西很小，因為只有很少的α粒子受到了這種很強的影響。3、原子的核式結構模型（2025分鐘）模型內容講解在學生對α粒子散射實驗現象有了一定的理解之后，老師引出原子的核式結構模型。老師可以說：“同學們，根據我們剛剛對α粒子散射實驗現象的分析，科學家盧瑟福提出了一個新的原子結構模型。就像我們發現了一個神秘城堡的一些秘密后，重新繪制這個城堡的地圖一樣。在這個新模型里，原子中心有一個很小的核，這個核就像城堡的核心一樣，集中了原子的幾乎全部質量和正電荷，而電子呢就像在城堡外面巡邏的小衛士，在核外繞著核運動。”在黑板上畫出原子的核式結構模型示意圖，用不同顏色的粉筆來區分原子核和電子，并且標注出原子核帶正電、電子帶負電等信息。模型解釋實驗現象讓學生們嘗試用剛剛學到的原子的核式結構模型來解釋α粒子散射實驗現象。可以讓學生們先自己思考35分鐘，然后同桌之間互相交流自己的想法。老師請幾個同學站起來分享他們的解釋，然后進行點評和完善。比如說，當α粒子接近原子核的時候，由于原子核帶正電，α粒子也帶正電，同種電荷相互排斥，所以α粒子會受到很大的排斥力而發生偏轉；而大多數α粒子離原子核比較遠，受到的排斥力很小，所以基本上沿原來的方向前進。4、課堂互動與討論（1015分鐘）老師提出一些問題讓學生們進行課堂討論，比如：“如果原子的核式結構模型是正確的，那么電子在繞核運動的過程中會不會掉進去呢？為什么？”每個小組（每組4~5人）進行討論，58分鐘后，每個小組派代表發言。老師根據學生的回答進行引導和講解。比如說，電子不會掉進去是因為電子在繞核運動的時候，有離心力和原子核的吸引力相互平衡，就像地球繞著太陽轉，不會掉進太陽里一樣。5、課堂小結（5分鐘）老師引導學生一起回顧本節課的主要內容。比如說：“同學們，我們今天一起探索了原子的核式結構模型。首先我們了解了α粒子散射實驗，這個實驗就像一個神秘的鑰匙，打開了原子結構的大門。然后我們學習了原子的核式結構模型的內容，知道了原子中心有個小小的原子核，外面有電子繞著它轉。最后我們還學會了用這個模型來解釋α粒子散射實驗現象。”同時，在黑板上簡單列出本節課的知識框架，包括α粒子散射實驗、原子的核式結構模型、模型對實驗現象的解釋等主要內容。（三）課后鞏固1、課后作業基礎題讓學生用自己的話描述α粒子散射實驗的裝置和主要現象。這就像讓學生把看到的一個有趣的表演過程描述出來一樣，要求語言通順、準確，大概需要200300字。畫出原子的核式結構模型示意圖，并標注出各個部分的名稱和電荷情況。這個作業就像畫畫一樣，但是要畫得準確，能體現出原子結構的特點，大概需要1520分鐘完成。提高題假設α粒子的速度增大，α粒子散射實驗現象會有什么變化？請用原子的核式結構模型來解釋。這就需要學生深入理解原子的核式結構模型和α粒子散射實驗原理，大概需要300400字來回答，可能需要花費2530分鐘。拓展題查閱資料了解原子結構探索歷程中其他科學家的貢獻，并寫一篇300~500字的小短文介紹一下。這個作業可以讓學生了解更多關于原子結構探索的歷史，拓寬知識面，大概需要3045分鐘完成。2、復習與預習要求學生在課后花2030分鐘復習本節課所學的知識，通過看課本、回顧課堂筆記等方式，加深對α粒子散射實驗和原子的核式結構模型的理解。預習下一節內容，提前了解原子的玻爾模型，為下節課的學習做好準備，可以花1520分鐘進行預習。五、學習評價（一）課堂表現評價（30%）1、參與課堂討論的積極性（10%）觀察學生在課堂討論環節是否積極發言，是否能主動提出自己的觀點和想法。如果學生總是積極參與討論，并且能提出有建設性的意見，就可以得到810分；如果只是偶爾參與，得到47分；如果幾乎不參與，得到03分。2、對問題的回答準確性（10%）在課堂提問環節，根據學生回答問題的準確性進行評價。如果回答完全正確、思路清晰，得810分；如果回答基本正確，但存在一些小錯誤或者思路不太清晰，得47分；如果回答錯誤較多，得03分。3、小組合作表現（10%）在小組討論和小組作業環節，觀察學生在小組中的合作表現。如果能夠積極與小組成員合作，承擔自己的任務，并且能夠促進小組的整體進步，得810分；如果能參與小組合作，但表現不是很突出，得47分；如果在小組中不合作或者起到負面作用，得03分。（二）作業完成情況評價（40%）1、作業的完成質量（30%）對于課后作業，根據學生作業的完成質量進行評價。如果基礎題、提高題和拓展題都完成得很好，答案準確、思路清晰、書寫工整，得2430分；如果作業存在一些錯誤或者完成質量一般，得1523分；如果作業完成情況較差，錯誤較多，得014分。2、作業的按時完成情況（10%）如果學生能夠按時完成所有作業，得810分；如果有部分作業拖延完成，得47分；如果經常拖延作業，得03分。（三）考試成績評價（30%）1、在單元測試或者階段性考試中，根據學生的考試成績進行評價。如果成績在85分以上，得2430分；如果成績在6084分之間，得1523分；如果成績在60分以下，得014分。六、答案（一）課后作業基礎題答案1、α粒子散射實驗的裝置和主要現象描述α粒子散射實驗裝置主要包括α粒子源、金箔、熒光屏、顯微鏡等部分。α粒子源能發射出α粒子，α粒子是一種帶正電的粒子。金箔很薄，α粒子射向金箔。熒光屏用來接收α粒子撞擊后的信號，顯微鏡用來觀察熒光屏上的亮點。主要現象是：絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進；少數α粒子發生了較大的偏轉；極少數α粒子的偏轉超過了90°，甚至有的幾乎達到180°。2、原子的核式結構模型示意圖及標注畫一個圓形表示原子，在原子中心畫一個很小的實心圓表示原子核，用“+”標注表示原子核帶正電。在原子核外面畫幾個帶“”的小點表示電子，電子圍繞原子核做圓周運動（可以簡單示意，不需要非常精確的軌道），表示電子帶負電。（二）課后作業提高題答案如果α粒子的速度增大，根據庫侖定律F=k\frac{q_{1}q_{2}}{r^{2}}（其中F是庫侖力，k是靜電力常量，q1、q2是相互作用的電荷，r是電荷間的距離），α粒子與原子核之間的庫侖力不變，但是由于α粒子的速度增大，它在原子核附近停留的時間會更短，受到庫侖力作用的時間也更短，所以發生大角度偏轉的α粒子數量會減少。因為α粒子散射實驗中α粒子的偏轉是由于受到原子核的庫侖力作用，速度增大后，α粒子更不容易被原子核“捕