第一章 打开原子世界的大门
1.1从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型
扬子中学
教学设计的理念和思路:
上海二期课改的基本指导思想是要以学生发展为本,为学生的发展提供合理的教学目标和内容体系,同时努力渗透科学精神和人文精神培养的要素。因此本节的教学意图就是:
1. 加强对学生科学态度和科学方法的教育。
2. 体现知识结论与学习过程的同样重要。
3. 追求学科教育目标的多元化,促使学生学术潜力和非学术潜力的全面发展,以符合素质教育的基本要求和上海二期课改的基本指导思想。
科学的原子学说是十九世纪英国化学家道尔顿提出来的,这种学说大约使用了100年。十九世纪末汤姆生发现了电子,说明原子还可以再分。不过,原子内部究竟怎样还说不清楚。不久,卢瑟福用金箔作了α粒子的散射实验,说明了原子里有一个很小的原子核,原子核带正电,它集中了原子的所有质量。于是,建立了原子的核式模型。但是,核外电子是怎样排布的还不很清楚。不过,对原子核的认识又近了一步。到了20世纪初,波尔运用先进的量子力学理论,根据诸多的实验事实,提出原子核外电子分层排布,各层电子有一定的数目,并解决了物理和化学方面的一些问题。玻尔理论是有局限性的,能成功解释各种原子光谱的是量子力学。
怎样让学生体验原子发现的艰巨呢?我设计了以时间为数轴的一条教学主线,在学生感叹时间消逝的过程中,也体会了科学理论的得知不易,并且在辨析合理与否的过程中培养了批判性思维,再次体验真理的获得要不断地探索。而通过原子结构理论的发展过程的讨论,使学生强化树立辩证唯物主义认识论的观点,培养构建科学思维与研究方法。
第二课时主要探究的是现在的原子结构理论怎样得出的,从19世纪末的1897年发现电子后,在大约20年内科学家们提出了原子结构的以下模型:汤姆生的“葡萄干面包结构”、卢瑟福的“核式结构”、玻尔的“能级结构”、量子力学的“电子云结构”。每种原子结构理论的提出都使学生了解其特定的实验基础和背景,提出后也都有应用上的成功和困难;而理论认识由低级到高级的发展,总是离不开科学实践与科学家们符合实际的大胆猜想与假设,即“实践、认识、再实践、再认识……,每一循环的内容,都比较地进到了高一级的程度。”
在回顾科学历史和增强科学素养的同时,学生最终也可以体验到科学研究的五个步骤:发现问题→提出假设→实验验证→数据分析→得出结论……→再次发现问题……
苏霍姆林斯基说过,:“最好的教育就是自我的教育”!教育不仅仅是简单的说教和无奈的责骂,她更是师生共同经历的生命历程。我在教学过程中体会到只有学生在主动的体验下,得出认识,同化、顺应旧认知体系,才能顺利建构新认知体系。而且,也只有在这样的体验---认识---感悟的教育过程中受到的教育,才是最佳效果的。这次的教学方式的设计就是要求学生能够在学习中体验,通过与生活实践结合的教育,得到感悟,实现自我教育。