“原子结构模型的建立”教学反思

朱郁华

“原子结构模型的建立”是初中《科学》八年级下册第一章第三节第一课时的教学内容。本课时的内容主要包括道尔顿的“实心球模型”、汤姆生的“西瓜模型”、卢瑟福的“核式结构模型”、波尔的“分层模型”、现代的“电子云模型”以及卢瑟福α粒子散射实验等六个方面。通过本课时的学习,学生可了解原子的构成、原子结构模型的建立及其发展过程,体验建立模型的思想与方法,增进对科学的认识,感受科学家的人格魅力。然而,在有关原子结构模型建立的教学中,大多数教师认为讲解原子结构模型的建立及其发展过程是浪费时间,因而在教学这部分内容时常常蜻蜓点水,没有深入挖掘其内在的教育价值。笔者在教学这节课时,作了一些新的尝试。

在导入新课后,笔者引导学生分五个步骤对原子的结构进行探究,以了解原子的构成、原子结构模型的建立及其发展过程。第一步,指名学生介绍英国化学家道尔顿的原子观点,其他学生观看“实心球模型”、倾听发言,教师适时点拨指导,师生交流共同归纳出道尔顿原子论的主要观点。第二步,指名学生介绍英国科学家汤姆生原子结构模型——“西瓜模型”的建立过程,师生共同提炼出汤姆生原子论的主要观点。教师引导学生比较汤姆生“西瓜模型”与道尔顿“实心球模型”的异同点,并介绍汤姆生发现电子的艰辛过程。第三步,先向学生提出一些难度不大的问题,如汤姆生提出的原子结构“西瓜模型”有什么局限性、卢瑟福通过怎样的实验提出原子核式结构模型等,引发学生深入思考,提出各种猜想。播放卢瑟福α粒子散射实验的模拟动画,引导学生观察实验现象,并要求他们根据实验所呈现的3种现象分别作出合理的推论。在推论的过程中,教师及时点拨。利用课件呈现卢瑟福的原子观点,让学生将自己的推论与卢瑟福提出的原子观点进行一番比较,在比较中理解原子核式结构理论。接着安排学生画一画卢瑟福原子核式结构模型,展示部分学生的作品,并组织大家点评。比较卢瑟福的“核式结构模型”与汤姆生的“西瓜模型”的异同点,让学生明白卢瑟福在哪些方面向前推进了原子结构理论。简要介绍卢瑟福和助手们研究原子结构的史实(包括成功的事例和失败的例子)以及卢瑟福个人的素养、品质和威望。第四步,教师指出,随着科学技术的发展,科学家们对原子结构的研究又有了新的进展。指名学生简要介绍丹麦科学家波尔对原子结构的研究过程以及“分层模型”,并比较波尔的“分层模型”与卢瑟福的“核式结构模型”的异同点,让他们明白波尔在哪些方面传承了卢瑟福的原子核式结构理论,在哪些方面作出了大胆的改进。第五步,简要介绍科学家们提出的原子结构的“电子云模型”,并用形象的例子加以解释。最后,组织学生讨论几个问题:①从原子结构模型的建立及其发展过程中你感悟到什么?②1803～1904年,人类关于原子结构的认识几乎没有多少新的变化。而在1904～1926年短短20多年中,关于原子结构的认识却飞速发展。这是为什么?③许多科学家为原子结构的探索作出了杰出的贡献,为什么只有卢瑟福被誉为“原子之父”?他具有怎样的人格魅力?在学生讨论回答的基础上,进行适当的补充和归纳。

在上述的教学过程中,笔者不是将原子结构知识直接告知学生,也不是把注意力放在科学史的记忆上,而是让学生在探究活动中经历原子结构知识的产生过程,在比较异同中体验原子结构知识的发展过程,在背景介绍中感受科学研究的艰辛与曲折,在渗透人文精神中提升学生的素养品行。通过这样的教学,学生可认识到建立模型往往需要有一个不断修正、不断完善的过程,领悟到科学研究往往是一个曲折与艰辛的过程,需要顽强的毅力和百折不回的精神。通过感受那些伟大的科学家高尚的人格魅力,学生增进了对科学的认识,提升了自己的人文素养和品行修养。(作者单位:上海市青浦区教师进修学院)■