基于化學史的教學設計

摘 要：在化學教學中深入挖掘教材中的化學史素材，將其巧妙地滲透到教學中去，既能使課堂變得輕松有趣，還能潛移默化地促進學生非智力因素的發展，對學生的科學素養和人文素養的提高都大有幫助。將原子結構的發現史作為突破教學難點的切入口，并利用多媒體巧妙地將抽象難懂的化學知識變得形象生動，讓學生更加充分、近距離地接觸化學史，加深對知識的理解與掌握，體會科學成果的來之不易，端正科學態度，培養化學素養。

關鍵詞：化學教學;化學史;原子結構

化學史是化學學科形成、產生和發展及其演變規律的歷史。化學史不僅如實地記錄了影響化學發展的重要事件，系統地闡述了化學發展的歷程，而且向人們展示了化學家們揭開化學現象背后的規律所進行的思維活動和采用的科學方法，以及他們所具備的科學精神，所呈現的科學道德[1]。

在化學教學中深入挖掘教材中的化學史素材，將其巧妙地滲透到教學中去，既能使課堂變得輕松有趣，還能潛移默化地促進學生非智力因素的發展，對學生的科學素養和人文素養的提高都大有幫助，這也是新課程改革的基本理念之一[2]。

一、設計思想

本節課選自人教版（2012）九年級化學上冊第三單元課題2——原子的結構第一課時。本課題內容比較抽象，遠遠脫離學生的生活經驗，而教材語言又是以結論性的敘述型語言為主。對于九年級學生，接觸化學學科不久，對微觀世界相當陌生，因此很難深刻理解，這也成了本節課的教學難點。為了很好地突破教學難點，本設計結合教材圖表資料，追隨著科學家們探索發現原子內部結構的歷史腳步，引導學生展開探究性學習活動，啟發學生思維，調動學生的興趣，收到了很好的效果。

二、教學目標

1.能說出構成原子的各種粒子以及帶電情況。

2.知道原子內空間的大小和質量分布情況。

3.充分利用化學史資料，借助多媒體，使抽象的知識變得易于理解。

4.讓學生認識到科學成果的來之不易，初步培養嚴謹求實、勇于探索的科學精神。

三、教學過程

1.復習舊知，引入新課

【回顧舊知】（1）什么是分子？（2）什么是原子？（3）分子和原子的本質區別是什么？

【設置懸念】通過復習舊知識引出新問題：原子是最小的微粒嗎？它真的不能再分割了嗎？

設計意圖：上一節課剛學了原子是化學變化中的最小粒子，在化學變化中原子不能再分。學生可能會認為原子應該是一種最小的微粒了，覺得原子應該不能再分了。此時將此設計成新問題，學生便再次產生疑問，好奇心大增。

【過渡】同學們心中的原子是什么樣的呢？就讓我們一起追尋著科學前輩們的足跡，來認識原子的結構。

2.原子結構的發現史

【課件展示】道爾頓原子模型——實心球體模型

【教師講述】近代化學之父——英國科學家道爾頓，很早以前提出：一切物質都是由最小的不能再分的粒子——原子構成。他認為，原子是一種堅實的、不可再分的實心球體。

【課件展示】湯姆森原子模型——西瓜模型（也稱棗糕模型）

【教師講述】很多年以來，人們一直堅信道爾頓的實心球體模型，直到湯姆森發現了電子。湯姆森發現：電子是一種帶負電、有一定質量的微粒，普遍存在于各種原子之中。由此他認為：原子并不是不可再分的最小微粒;原子像一個西瓜，其中西瓜肉帶正電，帶負電的電子就像西瓜子一樣鑲嵌在西瓜肉中。

【課件展示】盧瑟福原子模型——行星模型

【動畫演示】α粒子散射實驗

【教師講述】1911年，英國物理學家盧瑟福進行了著名的α粒子散射實驗。α粒子是一種質量比電子大很多且帶正電荷的微粒，盧瑟福和他的助手們用α粒子流轟擊金箔（非常薄）發現：（1）大多數α粒子能穿過金箔且不改變原來的前進方向;（2）一小部分的α粒子方向發生了偏轉;（3）極少數的α粒子被反彈了回來。

【學生討論】如果你是盧瑟福，對于這一實驗現象如何解釋？對原子結構有什么新的認識？

【教師講述】盧瑟福提出：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成。原子核的質量幾乎等于原子的全部質量，電子在原子核外繞核做高速運動，就像行星環繞太陽運轉一樣。

【教師補充】當然盧瑟福的原子模型，也有其局限與不足之處。后來在盧瑟福研究的基礎上，科學家們進一步探索，提出了更完善更科學的原子結構理論。

設計意圖：微觀粒子肉眼看不見，摸不著，學生只能想象。對于原子的結構，教材上直接給出了結論性的陳述，比較抽象，學生很難理解。本設計通過再現歷史上科學家們探索發現原子結構的歷程，由淺入深、由主觀到科學，非常生動且形象地描畫出了原子的結構，符合學生的認知過程，很好地突破了教學難點。

3.自主學習，趁熱打鐵

【學生自學】閱讀課本，結合教材中原子的結構示意圖，回答下列問題：

（1）原子是由哪些粒子構成的？

（2）原子核又是由哪些粒子構成的？

（3）核電荷數與質子數有什么關系？

【教師補充】一個原子跟乒乓球的體積之比，相當于乒乓球跟地球體積之比一般。原子很小，原子核更小，如果把原子比作一座體育場，那么原子核只相當于體育場中的一只螞蟻。

設計意圖：通過之前對原子結構發現史的了解，學生對原子的構成已經有了初步認知，此時再閱讀課本，便很容易理解了。

4.合作學習，深入理解

【思考討論】仔細閱讀教材表3-1，思考下列問題

（1）同種原子的質子、中子、電子數有何關系？

（2）所有原子都是由質子、中子、電子構成的嗎？

（3）原子是否帶電？為什么？

（4）不同種原子之間有哪些區別？

【教師強調】不同種原子之間主要是質子數不同，質子數決定原子種類。

設計意圖：學生已經知道了構成原子的各種粒子以及帶電情況，通過觀察表中列舉的幾種原子，可以更進一步地知道這些粒子之間的關系以及原子不顯電性的原因等。

5.課堂小結

【鞏固提升】回顧原子結構的發現史;鞏固本節課所學的知識，理清原子的構成。

設計意圖：回顧所學知識和原子結構的發現史，讓學生認識到科學成果的來之不易，幫助其養成嚴謹求實、勇于探索的科學精神。

四、結語

本文將原子結構的發現史作為突破教學難點的切入口，并利用多媒體巧妙地將抽象難懂的化學知識變得形象生動，讓學生更加充分、近距離地接觸化學史，加深了對知識的理解與掌握，體會了科學成果的來之不易，端正了科學態度，培養了化學素養[3]。

參考文獻：

[1]宋心琦.利用化學史料提高科學素養的一點看法[J].化學教學，2010（11）：3-5.

[2]盧妍.淺談化學史教育在中學化學教學中的作用[J].新課程（中詢），2014（3）：10-11.

[3]鄒靈，劉曉玲，等.基于化學史的教學設計：重走氯氣發現之路[J].中學化學教學參考，2018（5）：39-40.

作者簡介：周萬偉，男，碩士研究生學歷，中學一級教師，長期從事初中化學教學工作。

編輯 高 瓊