核心素養下“玻爾的原子模型”教學設計分析

陳少杰

(福建省惠安第一中學 362000)

核心素養是指學生應具備的適應終身發展需要的必備品格與關鍵能力，利于培養全方面發展的當代學生.而高中物理核心素養就是指在物理學習過程中建立起來的認識與處理周圍事物所具備的基本能力.物理作為高中階段主要課程之一，在培養學生邏輯思維能力等方面發揮著重要作用.物理教師全面分析核心素養的內容，聯系學生具體情況，選擇合適的切入點，改善傳統教學方法的不足，大幅度提高物理課堂教學質量，本文就此展開論述.

一、提出問題

高中物理深化教學改革的必然就是圍繞核心素養，堅持新型教學原則，重點培養學生基礎知識與技能，塑造真實的問題情境，促使學生掌握解決問題的正確方法，形成良好的思考思維模式.本部分以“波爾的原子模型”為例，全面分析與探討教學設計問題.

如下圖所示為傳統教學流程，知識講解時更傾向于知識介紹.這種教學模式弊端明顯，基于知識接受角度分析直接忽視知識產生過程，持續重復結論，縮短學生思考問題時間；運用知識角度，學生獲得成績的主要途徑就是死記硬背，忽視訓練學生技能，不利于培養學生綜合能力.

二、核心素養下“玻爾的原子模型”教學設計

教學設計分成4部分：導入新課、提出假設、生活類比、體會局限，滿足新課標提出的物理思維與科學精神培養要求.

1.發現問題，了解知識背景

學生觀點：①依據盧瑟福的核式結構模型，電子圍繞原子核運行類似行星圍繞太陽運動；②依據經典理論電子圍繞原子核運行過程中持續向外輻射電磁波，電子能量不斷損失，運行的軌道半徑隨之縮小，最終電子落在原子核上，打破原子穩定狀態；③根據實驗得出原子譜線分立且不連續；④經典理論認為電子軌道并不是一成不變的，輻射出的電磁波頻率與繞核運動頻率相等，也是連續變化的，這意味著原子光譜應該是連續的.

教師提出問題：這些觀點都是正確的嗎？實驗現象與經典理論沖突時，能否解釋這種情況.

學生思考教師提出的問題，以前的知識不能解釋時，能否提出新的理論？通過這種模式思考，學生會發現經典理論存在的不足，并提出自己的想法.整個過程中教師的責任就是引導學生學習，培養與激發學生質疑精神.整個引導過程中思考，學生能否結合現有知識回答問題？能否質疑司空見慣的現象？制定出合理的解決措施？滿足核心素養“科學思維”的培養，培養與提升學生發現問題與解決問題的能力.

2.大膽假設，小心求證答案

教師：當年玻爾遇到這個問題時，也和現在的你們一樣，想提出自己的方案解決問題.同學們可以閱讀相關內容，了解當時的情況，并掌握玻爾的生平，方便相關知識的學習.

學生：玻爾當時是盧瑟福的學生，研究過程中試圖將量子概念模型引入到老師的行星模型基礎上，并嘗試尋求新方法解決原子穩定性問題，并對原子線狀光譜進行解釋.

教師：此外，你們還知道有什么其他影響因素嗎，玻爾所處的時代有影響嗎？

學生：時代背景研究也很重要，巴爾末1885年提出氫原子光譜中存在4條譜線存在于可見光區，進而延伸出巴爾末公式.普朗克1900年提出能量量子化概念，并對黑體符合實驗規律進行解釋；愛因斯坦1905年將光量子假說提出，并對光電效應實驗現象進行解釋.

引導學生圍繞盧瑟福的核式結構模型以及氫原子光譜，進行探討，并介紹玻爾的兩條假說，培養學生的“科學推理”能力.

3.大膽類比，深入理解模型

玻爾原子理論的第1條假說是針對原子體系不穩定、電子軌道會慢慢變小這點提出.而第2條假說是針對氫原子光譜是分立的譜線而提出.

師：該如何理解原子只能發出特定頻率的光子呢？請同學們分組討論，聯系生活實際，嘗試用生活中的模型進行類比.

生：是否可以用跳階梯來進行類比呢？如上圖所示，用階梯來表示能級，用階梯之間的跳躍表示原子在不同能級之間的躍遷.跳躍不可能懸停在半空，那么原子在躍遷時，也不會躍到能級之間的某處，這樣就可以形象地描述原子只能發出特定頻率光子的現象了.

師：那能否用這個模型繼續解釋不同的原子具有不同的能級？

用生活實例來輔助原子模型的學習，不僅可以增強學生的學習興趣，還能加深學生對模型的理解，讓學生的認知活動更有意義.

總之，高中物理課堂落實核心素養，要求教師做好研究分析工作，選擇合適的課程切入點，改善傳統教學方法的不足.同時，教師依據教學目標與要求，選擇合適的教學方法，提高物理課堂教學質量.文中簡單分析物理課堂落實核心素養的要求，為類似研究提供借鑒.