北师大版九年级全册一 探索微观世界的历程完美版ppt课件

第十六章　粒子和宇宙

第一节　探索微观世界的历程

一、教学背景分析

本节为初中物理教材最后一章的第一节。本节课将从微观角度认识世界。对这部分的知识内容，学生通过化学课的学习已有一定的基础。本节的重点应是通过对史实的了解体会其中的科学方法。因此可以以学生自学为主，教师适当引导，合理设计问题，让学生收集资料，寻找答案，进行讨论交流。激发学生的学习兴趣。

本节按照时间顺序介绍了人类对微观世界的认识历程，包括电子的发现，原子核式结构的提出，质子、中子、夸克的发现，粒子家族的组成。通过学生阅读、教师指导的方式让学生体会和认识这个丰富多彩的微观世界，使他们感受探索的乐趣。学生在学习长度的测量时，对纳米这个长度单位有了一定的认识，这里让学生通过阅读的方式并结合物质微观结构的知识，了解扫描隧道显微镜提供了观察原子的“纳米眼”和操纵原子的“纳米手”，通过精确的控制原子或者分子，纳米技术将给人类社会带来巨大的贡献。

二、教学目标

1．通过自主阅读及讨论的方式了解人类对物质微观结构的认识过程，提高自主学习能力。

2．通过了解人类探索微观世界的历程，认识到人类的探索将不断深入。

3．通过了解、感受科学发展过程中蕴藏着浓郁的科学精神和人文情操，建立科学的物质观和世界观，以科学的态度去看待客观世界和人类的生活空间。

三、教学重点和难点

教学重点：以了解物质的微观结构层次和人类的认知过程为载体激发学生的科学探索精神。

教学难点：了解夸克模型。

以了解物质的微观结构层次和人类的认知过程为载体激发学生的科学探索精神是本节课的重点内容，为了培养学生主动学习和总结能力，加深学生对所学知识的印象，本节课可采取学生自主阅读、教师辅助指导，以及学生合作交流的方式，将物质的微观世界及人类如何认识微观世界的方式和方法的知识内化。在教学过程中，通过教师讲解并结合图像的方式，突破理解夸克模型这个教学难点。

四、教学过程

1.教学引入

情境1：学生活动

请每位同学取一张纸，然后将其撕成一半，然后再一分为二撕成四部分，再按上述方法撕成八部分。

提出问题：你认为这张纸可以永远撕下去而变得无穷小，还是撕到一定程度，达到其最小就不能继续撕了？

拓展：2400多年前德谟克利特相信一切东西都是由微小的粒子组成的。这就是人们说的古代原子论。

提出问题：物质世界的一切东西都是由微小粒子组成的吗？如果是，那么这个微小粒子又是什么呢？

2.“知识点”教学

●原子论

情境2：学生阅读和思考

提问：是谁复活和确立了原子论？

引出：17世纪下半叶和18世纪，以玻意耳和道尔顿为代表的科学家通过研究和测量大量物质的化学反应复活和确立了原子理论。1811年，意大利科学家阿伏伽德罗指出，无论化合物还是元素，它们一般并不是直接由原子组成，而是由几个原子相结合的分子构成的。

展示图片：钨原子的分布图和DNA分子结构。

引出：无论有生命还是无生命的常见物质，都是由分子、原子组成的。

●原子的“面纱”

提出问题：我们今天已经知道原子还可再分，当初人们是如何发现认识原子还有复杂结构的呢？

实验演示：阴极射线在磁场的作用下发生偏转。

说明电子的发现过程，突出介绍由于电子的发现，证实原子不是组成物质的最小微粒。汤姆孙因此获得了1906年诺贝尔物理学奖。

提出问题：电子是带负电的，而原子是电中性的，所以电子是由电子及另外一种带正电的物质所组成的，那么原子中带正电的部分是怎样的呢？

图片演示：α粒子散射实验。

引出：原子虽小，但里面十分空旷，如果我们将原子放大成直径上百米的足球场，在其中央有一颗称为原子核的小米粒，其直径不到原子直径的万分之一，而它的质量却占整个原子质量的99．94％以上。

展示图片和举例：原子核相对于原子的大小就相当于体育场草地上露珠大小相对于体育场的大小。

过渡：原子核还可以再分吗？或者说原子核和电子是组成物质的最小粒子吗？

●粒子家族

学生活动：阅读总结并回答问题。

提出问题：质子和中子是谁发现的？1949年之后，科学家又发现了哪些更小的粒子？你能把你知道的粒子按由大到小的顺序排列起来吗？

引出：1919年，卢瑟福发现了质子；1932年，查德威克发现了中子。而质子和中子并不是构成物质世界的基本单元，人们根据实验陆续发现了更多的微观粒子，并提出了夸克模型，而且这一模型也在逐步完善。

过渡：根据原子的尺寸，10个原子排列在一起的长度大约就是纳米了，在第二章学习了纳米材料，那么，纳米材料的思想是谁提出来的？

●纳米科技

出示图片：扫描隧道显微镜和35个原子组成的“IBM”三个字母以及中国科学院科技人员利用纳米加工技术在石墨表面通过搬迁原子绘制的最小的中国地图。

展望未来，激发学生的兴趣。

3．课堂小结 

（1）无论有生命还是没有生命的常见物质，都是由分子、原子组成的。

（2）原子是由电子和原子核组成的。原子核是由质子和中子组成的。

（3）至今已经知道的六种夸克为：上夸克、下夸克、奇异夸克、底夸克、顶夸克，以及粲夸克。

（4）纳米科技将会带来一场新的技术革命。

4.小练习

（1）19世纪末，汤姆孙发现了电子，将人们的视线引入到原子的内部。由此，科学家们提出了多种关于原子结构的模型。通过学习，你认为原子结构与下列事物结构最接近的是(    ) 

1. 西红柿               B.西瓜               C.面包               D.太阳系

（2）至今我们已知的夸克有哪六种？

五、教学反思

本节课采用了教师引导、学生讨论的方式进行。提升学生阅读总结和自主学习的能力。教师将课堂的时间尽最大可能还给了学生，强调了学生的学习体验和学习过程。突出了以学生为中心的教学理念。

本节采用了以时间为线索带领学生体会人类探索微观世界的历程。让学生在学习过程中体会科学家们的探索精神以及科学探究的方式方法。在学习探索微观世界的历程时，配以阴极射线管实验和α粒子散射实验视频和图片讲解，使学生感受到微观世界之美、之小。通过介绍科学家发现的更多的粒子，向学生展示了没有穷尽的探索之路，让学生意识到科学既是真实可信的又是不断发展的。