2019-2020年九年级物理-第十六章《粒子和宇宙》全章教学设计-北师大版

2019-2020年九年级物理第十六章《粒子和宇宙》全章教学设计北师大版一、素质教育目标(一)知识目标1宇宙是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。2固态、液态、气态的分子组成特点。3原子的核式结构模型。4大致了解物质世界从微观到宏观的尺度。5纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。(二)能力目标通过实验探索、交流讨论，培养学生的动手能力和探索真理的科学态度、方法。(三)情感体验目标通过了解人类探索太阳系及宇宙的历程、人类探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入。学生在学习中了解、感受科学发展过程中蕴藏着浓郁的科学精神和人文情操，帮助学生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、生存环境。二、教学设想1重点、难点、疑点物质是由分子和原子组成的及原子的核式结构模型是重点。学生对微观世界“小”的概念的建立和探索微观世界的科学方法的形成过程是难点和疑点。2课型及基本教学思路本节课内容为新授课。教学中提倡通过图片展示各种分子、原子，利用多媒体手段帮助学生认识微观结构和物质微观结构的探究历程，从而激发学生的学习兴趣。其中可演示一些现象来说明不同的物质具有不同的性质，分子是能够独立存在并保持物质性质的最小微粒。对于原子的核式结构模型的介绍，应通过各种教学媒体来呈现，帮助学生认识物质的微观结构及其探究历程。教学中可让学生提出各种自己的猜想和假设，通过交流、讨论，调动学生学习的积极性。提倡在教学过程中能够将物理学发展中，对某一问题不同看法的争论过程展示给学生，说明经过一段时间后，才形成了今天人们形成共识的理论和观点，不提倡只将今天认为正确的观点直接教给学生。提倡教学过程中应该将今天还没有解决的问题或有疑问的问题告诉学生，号召学生继续探索，不提倡给学生所学的知识都是完美无缺、已经到头的感觉。三、教具挂图、有条件的可用多媒体图文并茂的展示各种原子、分子和原子核的模型。四、教学步骤(一)教学流程1．情境导入教师让学生观察教科书第4页图10-1-1和图10-1-2的挂图，启发学生：我们人类观测到宇宙中隐藏着无穷的奥秘。人类对太空宇宙的探索和研究，具有重要的科学价值和社会影响。引入课题：今天我们共同讨论学习宇宙和微观世界。2．课前热身让学生说一说宇宙是如何构成的，如何探索广袤的宇宙。3．解读探究(1)整体感知地球及其他一切天体都是由物质组成的，物质处于不停的运动和发展中。经科学研究发现，任何物质都是由极其微小的分子组成的。固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力，因而固体具有一定的体积和形状。液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体的小，因而液体没有确定的形状，具有流动性。气态物质中，分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，容易被压缩，因而气体具有流动性。分子是由原子组成的，科学家发现，原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核高速运动。研究发现，原子核是由更小的粒子——质子和中子组成。人们对微观世界的认识，是随着科技的发展不断深入的。人类对纳米科学技术和纳米材料的研究，说明了微观物质世界又影响了宏观物质世界的研究和开展。(2)四边互动互动1目前我们人类观测到的宇宙有多大？明确通过教科书第4页图10-1-1和图10-1-2的挂图的展示，激发学生的学习兴趣和求知欲望。图10-1-1展示的是宇宙空间各星系团的情景，目的是让学生感知银河系只是数十亿个星系中的一个，一束光穿越银河系需十万年的时间，显示了银河系之广，宇宙之大。图10-1-2是让学生知道太阳系置于银河系中，人类赖以生存的地球置于太阳系中，进一步说明了宇宙巨大无边。互动2宇宙是由什么组成的呢？明确教师可通过地球是由什么组成推广到一切天体逐步启发学生，最后得出宇宙是由物质组成的结论。在地球上，有空气、高山、大海、树木、花草、鱼虫鸟兽，有人类赖以生存的衣、食、住、行所需的一切生活用品，这些都是物质。其他一切天体也是由一定的物质组成的，所以广阔无垠的宇宙是由组成地球及其他一切天体的物质组成的。互动3广阔无限的宇宙大得难以想像，它是由物质组成的，那么，物质又是由什么组成的？明确教师可以通过列举一些日常生活中学生能摸得着、看得到的事例，帮助学生理解“分子”的概念。例如：把玻璃杯打碎了，碎片还是玻璃。经过多次分割，甚至碾成粉末，颗粒越分越小，直至微小颗粒不再是玻璃。再比如对糖粒进行分割，开始时分割得到的颗粒仍然保持甜的味道，但是继续分割下去，也就是当把糖粒分到没有甜味的时刻，那时的微小粒子就不再是糖了。我们把能保持玻璃这种物质原来性质的最小微粒叫做玻璃的“分子”，把能保持糖这种物质原来性质的最小微粒叫做糖的“分子”。教师总结：由上述事例可知物质是由分子组成的，分子是保持物质原来性质的极其微小的粒子。一般分子的大小只有百亿分之几米，用肉眼看不到，借助于电子显示微镜才能观察到它。互动4我们身边的物质一般以固态、液态、气态的形式存在。在这三种状态中，分子的排列规律一样吗？明确教师可通过类比的方法帮助学生理解三种状态中分子的排列规律。固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力，因而固体具有一定的体积和形状。液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小，因而没有确定的形状，具有流动性。气态物质中，分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，因而气体具有流动性，容易被压缩。物质的状态变化时，体积要发生变化，主要是由于构成物质的分子在排列方式上发生了变化。教师鼓励学生列举生活中物质状态变化导致体积变化的实例。互动5物质是由分子组成的，那么分子又是由什么组成的呢？明确教师可继续举分割糖的例子，从而引出原子的概念。将糖连续分割下去，当把糖粒分割到能保持有甜味的最小微粒叫糖分子，如果再继续分割下去，就没有甜味了，这时得到的就是糖原子了。教师总结：由上述事例说明了分子是由原子组成的。有的分子是由一种原子组成，指导学生观察图10.1-4；有的分子是由多种原子组成，指导学生观察图10.1-7。互动6分子是由原子组成的，原子可不可以再分呢？明确20世纪初，科学家发现，原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核高速运动。原子非常小，人类用肉眼可以看见的最小灰尘中也包含了约1015个微小的原子。经研究发现，原子核是由更小的粒子——质子和中子组成，而质子和中子也还有更小的精细结构。人类对微观世界的认识，随着科技的发展而不断深入。互动7纳米科学技术是人类在认识和探索物质世界的微观结构的进程中发展起来的一种技术，那么纳米技术在生活中有哪些应用呢？明确教师可以让学生阅读教科书第7、8页有关“纳米科学技术”的内容，不要求学生一定理解其中的术语，但要让学生知道“纳米”是一个长度的单位，纳米科学技术是人类认识和探索物质的微观结构中发展起来的一种技术。纳米是一个长度单位，符号是nm。1nm＝10-9m。一般分子的直径大约为0.3～0.4nm。纳米科学技术是纳米尺度内(0.1nm～100nm)的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。科学研究表明：当物质被细分到纳米尺度，物质原有的属性一般会发生比较显著的变化。科学工作者正是通过对分子或原子的操纵，进行纳米科学技术的研究，并取得了可喜的成绩。4．学习小结(1)内容总结本节课我们共同讨论学习了宇宙和微观世界。知道宇宙中的一切天体都是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。构成物质的分子间的作用力的大小和排列方式的不同决定物质一般以固态、液态和气态三种形态存在。知道分子可由一个原子组成，也可由多个原子组成。在原子的中心有一个原子核，在核外有一定数目的电子绕核高速运动。了解纳米科学技术及其在生活中的应用。(2)方法归纳本节课运用了以文献资料为主的科学发展史的科学探究过程方法，向学生展示了人类生存的物质世界的真实画卷，让学生初步认识物质世界的基本构成。(二)延伸拓展1．链接生活将一个普通的玻璃杯装满水，估算杯中水所含水分子的数量。2．实践探索用天文望远镜观察天体，如月球、火星或其他天体。从图书馆、因特网和学校的数据库中收集人类探索宇宙的有关资料和信息，写一份介绍宇宙的科学报告。(三)板书设计第一节探究微观世界的历程1．宇宙是由物质组成的。2．物质是由分子组成的。①分子：保持物质原来性质的最小微粒。②分子非常小，一般分子的直径只有百亿分之几米。3．原子结构①分子是由原子组成的。②原子是由原子核和核外电子组成的。③原子核是由质子和中子组成的。4．纳米科学技术①纳米是长度单位，符号为nm，1nm＝10-9m。②纳米科学技术及应用。16.2浩瀚的宇宙教学设计一、教学目标：1.大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入。2.通过人类对宇宙探索历程的展示，培养学生对科学的追求、认识宇宙的科学态度、探索宇宙的科学精神。3.大致了解我国的航空航天技术进展，体会我国载人航天成就在体现我国的综合实力及提升国际地位中的重要作用和影响。二、教材分析人的一生相对于浩淼的宇宙是极其渺小和短暂的,但是人类对宇宙奥秘的探索却是一刻也没有停止过。宇宙有多大？宇宙有限还是无限？宇宙有没有中心？如有，宇宙的中心在哪里？宇宙如何变化？宇宙的未来会是什么样子？等等。这一章节，涉及到很多的天文知识，容量极大，而学生可能对于这方面的了解比教师多,因此可尽量地让学生发表看法、问题,激起他们的兴趣，教师起到引导、过渡作用。三、教学过程(一)课堂引入：图片:东方红一号、神州五号发射、“嫦娥奔月”、“鹊桥相会”。教师：从以上图片中你能从以上的每一张图片得到怎样的信息？学生：“嫦娥奔月”、“鹊桥相会”等美丽的神话故事，是我们的祖先向往着浩瀚的星空，对于地球以外世界的想象。“东方红一号”是我国发射的第一颗人造卫星，“神州五号”的发射使我国成为了世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家……教师：从古代人类向往宇宙，到实现飞天梦，人类一直在探索着宇宙。(二从“地心说”到“日心说”教师：那么，人类认识宇宙是怎样的过程？在这个过程中，哪些科学家的发现、学说是你了解的？学生活动：[学生讨论后整理自己原有的知识，进行课堂全班性的交流]知识介绍：(学生提到的或讲述很到位的，教师可以不讲)对于地球上的万物，我们的古人认为是由“盘古开天”形成的，天圆地方；后来随着农业作物的生产，地域间进行贸易，交通发展起来，人们逐步发现地球是圆的；天文学的发展，在观测天体的运动规律基础上，对地球的了解越来越多……人类对于宇宙的认识，开始于地球在宇宙的位置，有这样一段发展过程：古时候，人们从直观的感觉出发，认为地球是静止不动的，日月星辰东升西落，是由于它们在围绕地球旋转。早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德（Aristotle）就已提出了地心说，即认为地球位于宇宙的中心，恒星、行星、太阳和月亮都在各自的轨道上围绕地球旋转。这是历史上最早的地心说。公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年。16世纪初，杰出的波兰天文学家哥白尼（NicolausCopernicus）经过长期的观测、研究，发现托勒密的地心说有根本性的错误。1543年，在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了日心说。在他阐释的日心体系中，太阳居于宇宙的中心，地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行。他对星空，尤其是对行星的运动状况做了将近40年的观测计算，提出了一种全新的宇宙理论---日心说。意大利学者布鲁诺（GiordanoBruno）进一步认为，太阳只是无数恒星中的一颗，仅是太阳系的中心，而不是宇宙的中心，这一认识使哥白尼日心说得到了进一步发展。由于日心说危及到当时