探索“原子结构”之旅——《打开原子世界的大门》一课的教学过程评析，本文主要内容关键词为：之旅论文,原子结构论文,原子论文,教学过程论文,一课论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“原子结构”知识是学生通向化学世界的一道大门，但因物质微观世界的抽象性，使原子结构成为高中化学教学的难点。本节课是高中化学的第一节课，如何更好地带领学生走近原子世界，为后续学习做好铺垫，是教师所关注的。
笔者听取了上海市名师培养基地学员的一节展示课——《打开原子世界大门》，这是上海市高一化学新教材的第一课时，内容涉及原子结构理论的发展历史，展示了科学家探究原子结构的思想和方法。教师以化学史为依托，以现代教学媒体为载体，巧用模型演绎推理，引导学生深入微观世界，探索原子结构奥秘，启迪学生科学思维。整堂课生动、有趣，有创意。
一、巧用模型方法，初识原子结构
模型法是化学的重要研究方法。在教学过程中，教师利用合适的化学教学材料，围绕实验过程、现象或是科学史料提炼模型，使学生更直观地感悟知识，体验科学研究方法。
1.以仿真实验为载体
在传统的教学中，由于微观世界的抽象性，教师很难清晰地解释原子结构的特征，学生也不易理解。在本节课上，教师通过展示实验，引导学生通过实验现象揭开原子结构的面纱。由于难以再现原子结构理论发展中所涉及的实验，教师运用多媒体课件进行讲解和“放大”，从实验仪器、实验过程到实验现象，运用仿真手段“重现”实验。利用生动的幻灯片和动画画面形象地呈现抽象的微观世界，符合学生的思维特点，不仅激发了学生的兴趣，更有利于学生的学习。
2.以结构模型为线索
人类为认识原子结构建立了模型理论，在实验研究中不断地改进和完善，因而形成了与实际结构更加接近的模型。从古希腊德谟克利特的古典原子论到道尔顿的原子学说；从汤姆生的“葡萄干面包”模型到卢瑟福的“行星”模型，人类对物质微观世界的认识在不断地前进。
这堂课主要是介绍人们对原子结构的认识所经历的几个阶段，以模型为线索，通过比较不同的模型，引出原子结构的基本构成。教师在这节课中着重介绍了汤姆生的葡萄干模型和卢瑟福的行星模型，且侧重介绍了卢瑟福的α－粒子散射实验。原子结构模型的发展历程是教授模型方法很好的教学材料。这节课中，教师利用了原子结构模型理论这一教学材料，充分挖掘了教材的价值，设计了教学过程，向学生传授知识的同时，使学生体验了模型法。
二、师生共同质疑，探寻原子结构
在探索的旅程中，教师以问题为“导火索”，迸发学生的思维“火花”。教师在教学过程中提出大量的问题，引导学生质疑求真。通过不断地提出问题，不断地解决问题，学生在汲取科学知识的同时，也体验了科学家的研究过程、科学态度及其人格魅力。
用水分子的FLASH动画揭开这节课的序幕之后，教师就抛出两个问题要求学生阅读自学，学生带着问题初识了原子结构理论的发展。授课的高潮部分也以问题为基础，环环相扣，在教师的辅助下，师生一起演绎推理，揭开了原子结构的“庐山真面目”。
“卢瑟福为什么会进行α－粒子散射实验呢？”
“实验的现象和汤姆生的葡萄干面包模型推测出的实验现象却不一样，怎么回事呢？”
“我们知道了原子是由原子核和核外电子所组成的，一正一负，为什么电子不会被原子核所吸引呢？”
“原子核还能再分吗？”……
在科学探索的道路上充满了“荆棘”，科学家总是带着问题进行研究，通过攻克一道道难关，走进科学的殿堂。教师将课堂视为师生共同交流的场所，鼓励学生积极参与质疑讨论。
“同学们认真自学，互相讨论，不明白的地方还能及时和老师交流，很好！”
“很好，同学们已经会从微观的角度来考虑问题了。”
教师在教学过程中与学生有很多互动的环节，很多时候是教师与学生一起思考，一起讨论，一起回答问题，学生在教师的引导下思维活跃，争先恐后地回答问题。
科学理论的发展需要经历几个过程：提出最初的假设→建立模型→然后进行验证→发现不足→提出新的模型，如此循环反复。这节课通过原子结构模型理论的发展历程来对学生进行教育。教师呈现了不同的原子结构模型理论，并说明其相互联系，然后引导学生总结“由于已有的理论不能解释实验中出现的某些现象，因此需要新的理论来支撑”。让学生体会到科学理论总是在实践中不断发展完善的，同时，引导学生辩证地看待前人的理论——取其精华，去其糟粕。
教学片断一
教师：卢瑟福是汤姆生的学生，汤姆生提出的“葡萄干面包”模型是原子结构理论的一大进步。但卢瑟福并没有对老师的理论盲目的崇拜，而是尊重实验现象的差异，提出质疑，并设计实施了大量的实验，在收集的大量现象和数据的基础上，确定了原子的核式结构；而到了玻尔，作为卢瑟福的学生，也并未一味地跟从老师，继承了卢瑟福的精神，质疑求真，从而提出了量子化理论等。
在启迪学生思维的过程中，教师对学生进行情感态度和价值观的教育，学生在学习科学知识的同时，感受到科学家的魅力。
三、妙用演绎推理，揭示原子结构
演绎推理是这堂课的另一亮点。从卢瑟福为什么进行α－粒子散射实验开始，引导学生对这个实验的现象进行分析。
首先，就实验中的条件引导学生进行思考。例如，为什么选用金箔？为什么选用荧光屏？如何观察实验结果？使学生体验感受科学方法的精妙。科学研究中实验条件的控制，实验仪器的选择是需要通过详细周密的思考，以及不断重复试验来确定的。
教学片断二（关于卢瑟福α－粒子散射实验的讲授与师生讨论互动情境从略）
其次，教师通过实验现象引导学生与汤姆生的“葡萄干模型”对比，提出疑问和猜想，这些现象用葡萄干模型是无法解释的。为什么会发生偏转呢？教师与学生一起讨论，层层推进，通过动画模拟的实验现象一步步推出原子的核式结构，从而得出卢瑟福的原子结构行星模型，条理比较清晰。
教学片断三
（播放动画，开始实验）
教师：有哪位同学能描述一下实验现象？
学生：大多数α－粒子穿过了金箔，而有少数的α－粒子发生了偏转。
教师：对实验现象，卢瑟福很惊奇，尤其是有些粒子发生偏转。如果你是卢瑟福，你会有什么想法呢？大家可以讨论。
教师：对。卢瑟福通过大量的实验证明，最后提出了新的模型，才能解释实验中的现象，这个新的模型就叫做行星模型也叫核式模型，即原子是由原子核和核外电子构成的。
……
从物质的不可分割论到物质的可分割论，科学家提出原子是构成物质的基本微粒，在展示出“葡萄干面包”实物图片后，学生豁然开朗，原子的结构原来如此！之后，教师笔锋一转，再次带领学生进入新的问题中，“为什么α－粒子散射实验现象与汤姆生理论产生矛盾了呢？”带着这个疑问，教师引导学生进一步探讨，终于“柳暗花明又一村”，得出了能更好地解释α－粒子散射实验现象的行星模型。
从以上分析可知，本节课的教学以不同的原子结构模型为线索，重在启发思维，引导学生推理，从而体验化学家的研究过程。与传统教学不同的是，教师将原本比较枯燥无味的课上得生动有趣，整个教学设计思路清晰，在实际教学过程中灵活多变，巧妙地整合了教材内容，体现了教学方法的变革，让人感受到科学研究之美。这是一次在老师指导下完成的奇妙的探索“原子结构”之旅，学生不仅能对物质的微观世界有更多的了解，而且能更多地领略化学学科的魅力。