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苏科版研究更小微粒授课方案
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苏科版研究更小微粒授课方案
第七章从粒子到宇宙
二、研究更小微粒
南京市文枢中学张恺宁
[设计说明]
本节的授课方案，主要从三个层面来显现比分子更小的微观粒子世界：第一方面经过学生查阅资料，制作水分子的模型，结合学生在相关科学、自然等课程中所获取的对原子、
分子方面的基本认识，是学生认识到分子是由原子组成的。第二方面显现了比原子更小的世界，经过学生研究摩擦起电的活动，得出原子仍是能够再分的，使看起来很高妙的知识经过巧妙的研究活动来领悟认识。第三方面是显现了人们在研究原子内部的粒子世界所做的努力
以及所获取的成就，激励学生献身科学的理想
[授课目的]
1、知道分子是由原子组成的，原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成
的。
2、认识原子的核式模型，认识质子带正电，中子不带电，电子带负电。
3、对物质世界从微观到宏观的尺度有大体数量级的见解。
4、经过对微观粒子的认识，知道自然界还有好多未知的领域需要人类不断去研究、研究，
感知微观世界的丰富，领悟人类在揭露微观世界奇特所获取的重要成就。
[教具学具]
石墨、金刚石分子模型；DNA分子模型；反响原子模型的课件；玻璃棒、纸屑、丝绸；阴极射线管；纸风车、水分子模型、塑料绳
[授课重点、难点]
1、重点：分子由原子组成，原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，认识人类研究微观世界的历程。
、难点：认识原子的核式模型。
[
课前研究（学习）的问题]
1、查阅资料，认识水分子的组成，并制作模型
2、认识一些微观世界中的粒子的基本知识
[授课过程]
授课阶段
与时间分
教师主导
学生
主体
讨论
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配
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一、导入
分钟
二、经过交
流学习知
道分子是
由原子组
成的，介绍
单质与化
合物。
分钟
师：同学们，经过上节课我们已经知道了物质是由分子组成的，那么分子能不能够再分呢我们来看我国古代的这么一段话“一尺之棰，日取其半，万世不断”。它表达了什么意思呢
师：那么是不是像他们说得那样能够无休止的分下去呢上堂课要求大家回去后查阅资料，认识更多粒子情况，大家都完成得不错，这里搜罗了一些相关网站。那么今天就让我们来连续研究更小的微粒吧！（板书：研究更小的微粒）
师：经过前面的学习，大家知道了物
质是由分子组成的（物质→分子），比方我们喝的水就是由水分子组成的。
那么，前一节课请大家回去制作一个水分子模型的，都做好了吗
师：大家都做得很好。那么让我们来结合这个水分子模型说说为什么说分子是保持物质化学性质的最小微粒吧！在这里我先谈一谈什么是化学性质。大家对这个名词比较陌生，其实我们都看到过或听闻过这样一些情况，如棉花能够燃烧，铁会生锈等，这些都是化学性质。若是将两个氢原子结合到一起就组成了氢气分子，将两个氧原子结合到一起就组成了氧气分子。大家都知道氢气易燃会燃烧，氧气能够助燃，而水是简单燃烧仍是不简单燃烧呢
师：也就是说它们的化学性质不同样样！因此说分子才是保持物质化学性质的最小微粒，同时分子是能够再分的，
能够看到分子是由原子组成的。（分子→原子）。我这边也有几个分子模型。（教师显现石墨、金刚石、富勒烯分子模型给学生看）
师：这是石墨分子模型，石墨是组成铅笔心的主要成分；这是金刚石分子模型，金刚石就是我们俗称的钻石；这是富勒烯分子模型，富勒烯是很好的超导资料。它们都是由一种原子即碳原子组成的。我们能够看到石墨分子成层状，那其他的结构是什么样的
生：大体意思是说一根一尺长的短木棍，每天截取一半，分也分不完。
生：经过查阅资料，我知道了水分子是由氢原子和氧原子组成的，这是我做的一个水分子模型，这个乒乓球代表氧原子，这两个棒棒糖代表氢原子，它们经过一种作用结合在一起。
生：不易燃。
生：金刚石分子成塔状，富勒烯分子像个球。
教师引导。
培养学生的着手能力，研究精神
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呢
师：很好，它们原子的组成形式不一
样，同时也致使了某些性质也不同样样，
如石墨较娇嫩便于书写，金刚石很硬，
能用来刻划玻璃。但这几种物质都是
由一种原子组成，它们是单质，若是
由不同样原子组成的物质就是化合物。
大家再看这个分子模型，它是大家所
熟知的DNA分子模型，它由多种原子
组成，它们组成的就是化合物。
师：现在我们知道了分子是能够再分
的，它是由原子组成的，那么原子是
不是组成物质的最小微粒呢那就让我
们来进一步研究吧！大家请看，我这
三、经过摩
边有一根玻璃棒，这里还有一些纸屑，
擦起电实
现在当我用玻璃棒凑近纸屑的时候你
验，认识到
看到了什么现象
师：那你能不能够依赖我讲台上的仪器
原子是可
使这根玻璃棒能吸引纸屑呢
以再分的。
师：大家看到什么现象
13分钟
师：为什么玻璃棒能够吸引纸屑呢
师：原来的橡胶棒可没带电啊，电是
从哪里来的呢
师：这说了然什么
师：下面请大家利用带来的塑料绳做
这样一个实验：用一只手抓住绳的一
端，用另一只干燥的手自上而下的摩
擦几次塑料绳。实验前大家猜猜看会
出现什么情况
师：事实胜于雄辩，请大家着手试一试。
师：这个现象是摩擦起电产生的另一
种作用。我们都知道物质是由分子组
成，而分子是不带电的。分子又是由
原子组成的，原子也是不带电，而物
体相互摩擦带上电后，物体与物体之
间有了两种不同样的作用。于是人们就
开始思虑原子能不能够再分呢
师：1897年，汤姆逊借助阴极射线管
发现了电子，知道原子中含有电子，
今后辈们经实验研究还发现原来原子
是由原子核与电子组成的。
生：没看到什么。
生：老师，我来试一试。学生找相关材
料，做摩擦起
生：纸屑被玻璃棒吸起来了。电试验
生：摩擦后的橡胶棒带电了
生：电是由于毛皮摩擦橡胶棒
后，使橡胶棒带上的。
生：原子是能够再分的。
1：塑料绳合拢。
2：塑料绳合不拢。（学生着手操作）
发现塑料绳合不拢。
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原子核
原子
电子
师：我有这么个装置，大家能够看到它里面有一个小风车。当我没有接通电源时，请大家注意察看小风车，你们看到了什么
师：当我接通电源时，你又看到了什么
师：小风车由不转动到转动，这是怎么回事呢那先来让我们看一下这个纸做的风车吧！若是想使它转动，你会怎么做
师：那也就是要靠外界给它一个作用才能使它转动。那我们回过头来看一看这个装置，当接通电源后，小风车也由静止到转动这说了然什么
师：其实这就是一个阴极射线管，它会发出电子，小风车由静止到转动就是由于有其他物体给它一个作用，那这个物体是什么呢
师：那你看到了电子在撞击小风车了吗
师：小风车却在电子流的冲击下转动了。说了然电子在高速运动时有什么样的特点
师：经过这个装置中的小风车的转动使我们认识到了电子的相关性质，这关于我们今后在研究看不见，摸不着得物体的性质时带来了什么样的启示呢
生：没什么现象。
生：小风车转动了。
1：吹。
2：用手指推它。
生：说了然有外界给了小风车
一个作用
生：汤姆逊发现的电子。
生：没有。
生：电子在冲击小风车时拥有
较大的能量
生：在研究看不见摸不着的物体的性质时，可借助它对其他物体的作用情况来认识。
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师：那么原子核能不能够再分呢这个问
生：用锤子敲，把它敲碎。
四、领悟科
题也是卢瑟福素来在思虑的问题。卢
学家在探
瑟福对原子内部结构早就建立了一个
模型，他认为原子核是由粒子组成的，
讨其他粒
可是怎样知道里面的详尽情况呢若是
子的情况
我给你一个核桃，你要想看到里面的
学生认识加速
时采用的
东西，你会怎么办
器的作用
科学方法。
师：核桃之因此被敲碎，是由于在敲
生：与速度相关。
击过程中锤子给了核桃很大的能量。
14分钟
而且大家也都知道，当锤子敲下去越
快时，核桃壳碎得也越厉害，这也说
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明此时的能量与什么相关
师：因此卢瑟福就想用高速运动的粒
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子轰击原子核的方法，把粒子轰出来。谁来说说看他是怎么做的他经过这种方法发现了什么粒子
生：1919年，卢瑟福用α粒
子从氮原子核中打出了质子。
（学生结合资料报起诉况）
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师：若是当时他认为原子核是像实心
球同样的，可能发现质子就不会是他
了。
师：原子核里面还会不会有其他粒子
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呢
生：有中子。
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师：是怎么被发现的呢
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师：到目前为止，我们已经知道了原子是由原子核、电子组成的，而原子核又是由质子、中子组成的，
生：1932年，查德威克发现
了中子。（学生结合资料报告
情况）
生1：枣糕模型。
生2：行星模型。
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质子
原子核
中子
从前就有人想象原子核平均散布
在原子球中，而电子就像葡萄干
同样嵌在球体的某些固定地址。
那么你会怎样想象它们在原子内散布
呢
师：关于原子的内部情况在历史上也
争论了较长时间，但经过实考据明卢
瑟福的原子行星模型比较切合实质。
（教师用课件反响原子模型）
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师：大家看一下这有点像什么
生：像地球绕太阳旋转同样。
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介绍原子的行星结构模型
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师：那么质子、中子能不能够再分下去呢若是能，它们又是由什么组成的呢
生：能，它们都是由夸克组成
的。
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师：那么谁来说一说夸克的发现呢
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师：经过方才这位同学的介绍，我们知道了当时为了查验盖尔曼所提出的设想，科学家们进行了不懈的努力。
生：1964年盖尔曼提出了夸
克的猜想。
（学生结合资料报起诉况）
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为了使粒子获取巨额的能量，人们采
取的方法就是将粒子的运动速度加至
极快，于是人们便不断的改进加速器。
可见加速器是我们研究渺小粒子的有
力武器。
师：现在我们知道了原来质子、中子
都是由夸克组成的。
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五、信息反
馈。2分钟
八、小结。
分钟
中质子子→夸克
那么夸克可不能够够再分呢
师：若是想找到更小的微粒，若是你
生：能够吧。
是科学家，你会怎么做
师：很好。在研究微观世界的进度中，
人们不断发明探测工具，由放大镜到
生：我会进一步提高粒子的运
显微镜再到加速器。
动速度，改进加速器。
这些工具拓展了人们的视野，随着科
学技术的进步，我们有原因相信人们
对微观世界的研究还会连续深入下
去。
师：下面请大家看书第32页的信息快
生：从“大分子”到“夸
学生获取感性
递，你从中能够获取什么样的信息呢
克”，其直径越来越小，夸克
的认识
与电子的直径数量级最小，
它
们的结构由复杂到简单。
师：今天这堂课我们踏着先人的踪影
激励学生
研究了更小的微粒，并进一步学习了
先建立模型，再利用适合的工具进行
实验研究，考据猜想的科学方法。当
然，摆在人类眼前还有好多未知的问
题，比方夸克是不是组成物质的最小
微粒这就有待于在座的各位同学连续
研究下去！
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九、部署作www
业。
[保留板书]
二、研究更小的微粒
1．分子是保持物质化学性质的最小微粒
2．分子由原子组成，原子由原子核与核外电子组成，原子核由中子和质子组成
原子核带正电，电子带负电，中子不带电，质子带正电
3．人类研究更小粒子的历程
1897年，汤姆孙——发现了电子
1919年，卢瑟福——发现了质子
1932年，查德威克——发现了中子
1961年，盖尔曼——提出夸克的设想
[授课讨论]
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1、本节课的授课建立在老师与学生充分准备的基础上，第一节学生在学习了物质的分
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子模型，接触到渺小粒子，但深入到分子的内部去研究是不能能的，因此在课前要安排学生
收集与阅读关于这一方面的资料，在课前与课堂授课中进行交流与讨论。
2、本节是对微观世界进行更深入的研究，一方面要让学生领悟微观世界的巧妙，另一
方面要让学生建立“小”的见解，认识研究微观世界的科学方法的形成过程。
3、充分运用各种授课媒体如多媒体得显现、观看授课碟片、采用网络授课等渠道来呈
现，帮助学生认识微观结构和物质微观结构的研究历程。
[授课资源]
从原子到基本粒子
搜寻基本粒子之路：
卢瑟福发现了原子核今后，原子研究成为物理学家的热门研究领域，原子不能分的见解
消声匿迹，物理学家们不只不再相信原子是物质的最小组块，而且认为比原子小得多的原子
核也是一个弘大而奇特的家族。
物理学家们倾尽全力商议原子学中的三大问题：第一，怎样描绘可供人们直观想象的原
子核宏图。第二，原子核中的作使劲是何种性质的力第三，原子核中的各种成员受什么力学
规律支配回答这三个问题都波及到原子核中的一些更小的微粒，也就是原子核物理中所说的
基本粒子。
物理学家们只管已抛弃了原子不能分的见解，但忍不住仍是要问物质终究是由哪些基本
粒子组成的呢这个问题提出自己就隐含着一种在认识论上还有分歧的假设，即物质能够被分
成最基本的单位。因此基本粒子的提法碰到了好多哲学家的责怪，但搜寻基本粒子却成了世
界物理学家共同的目标。物理学家认为，在必然层次结构范围内，搜寻基本粒子依旧是有意
义的工作。
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