基于微课的化学史教学设计

基于微课的化学史教学设计

    ———重温原子结构的发现之旅

山东省龙口市教学研究室   宗绪涛

化学家傅鹰先生说过：化学给人以知识，化学史则给人以智慧。融“史”于课，以“史”促德，一直是教育改革关注的重点。原子的构成属于科学世界观德育范畴里的重要教学内容。基于微课，将原子结构的发现史与课堂教学有机融合，让学生沿着科学家的足迹重温科学探究之路，不仅能够再现知识的动态演变过程，还可以揭示知识背后所蕴含的科学思想与科学方法，使学生在获得知识的同时，领悟科学精神，全面提高科学素养。如何关注“化学史教学”，落实“立德树人”的根本任务，笔者在鲁教版《原子的结构》的教学实践中运用微课进行了尝试。

一、教学内容分析

《原子的结构》是鲁教版八年级化学第三单元《物质构成的奥秘》第一节的教学内容。本节课的认知内容几乎全是“不可视”的，对学生的想象、推理、分析能力都是前所未有的挑战。因此，本节课的教学仍定位于微粒观培养的“启蒙”课。鉴于目前实验条件还难以让学生直接观察到微观事实，而学生本身又处于化学的启蒙阶段，缺乏推断原子结构的基础，因此，通过微课展示相关史料及微观模拟动画或示意图，可以变抽象为具象，辅助学生想象、推理，促进学生体验和理解知识。本节课以原子结构的发展史为线索，制作微课资料，以递进式的探究为手段展开教学。以“时间”为横坐标，通过微课依次呈现4位科学家的6段化学史资料，让学生体验原子内部结构的曲折发现历程；以“知识”为纵坐标，让学生置身于原子结构发现的过程中，将科学方法的学习与科学探究活动的开展、科学知识的获得紧密结合起来，在猜想、反思、修正、再猜想、再反思、再修正的进程中逐渐揭秘原子的内部结构。为了更好地发挥微课的使用效果，教师利用网络平台及学习终端提前发布给学生相关微课资料，这也为学生课前预习与课后知识的巩固提供了有力的保障。

二、运用微课开展化学史教学

（一）微课导入

微课1：水的加热与电解的实验；电解水的微观模拟过程。

提出问题：同学们能从宏观与微观两个角度说出这两个实验的区别吗？通过观看电解水的微观模拟过程，你觉得化学变化的本质是什么？

【设计意图】通过微课创设情境，激发学生的学习兴趣，引发学生的认知冲突，为探究原子的内部结构做好铺垫。

（二）化学史探究第一站：道尔顿的原子学说

微课2：道尔顿的原子学说。早在200多年前，近代化学之父英国科学家道尔顿提出了原子论，他认为物质都是由原子构成的，原子是微小的不可分割的实心球体，提出“没有人能将原子再分”的论断。

形成认识：道尔顿在经历大量实验的基础上，加上科学的想象力和理论思维，有效地运用科学抽象的方法得出了结论。尽管从现在的认识来看，道尔顿的观点存在着错误，但是在当时是非常先进的，道尔顿原子学说为近代化学发展奠定了基础。

【设计意图】让学生置身于化学发展的过程中，感受假说、逻辑推理、模型等化学研究方法的重要性。

（三）化学史探究第二站：打开原子→认识电子

微课3：汤姆森阴极射线实验。1897年，汤姆森所发现的带负电的颗粒比最轻的原子都要轻一千倍，它是原子的组成元素。后来，科学家把它称为电子。汤姆森在发现电子的基础上提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型，开始研究原子的内部结构。

提出问题：1.电子的发现说明了什么问题？2.由于电子带负电，原子呈电中性，说明原子中还应该含有什么样的粒子？

【设计意图】沿着科学家的足迹发现电子，让学生认识到原子是可分的，培养学生敢于质疑权威的科学精神。帮助学生认识到随着科学技术的发展，人们的认识会逐步深入。逐步培养学生构建假设、推理与模型认知的核心素养。

（四）化学史探究第三站：揭开原子内部结构→认识原子核

微课4：卢瑟福α粒子散射实验。

1911年，卢瑟福和他的团队用一束带正电、质量比电子大得多的高速α粒子轰击一张极薄的金箔。大多数α粒子能穿过金箔且不改变方向，一小部分改变了方向，甚至有极少数被反弹回来。

提出问题：1.为什么极少数的α粒子被反弹回来？2.为什么一小部分α粒子改变了原来的方向？3.为什么大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的方向？

构建模型：深化对原子结构的认识：原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积小质量大，电子质量小，围绕着核做高速运动。

【设计意图】结合卢瑟福的α粒子散射实验，让学生认识到实验、假说、模型、推论等科学方法对科学研究的作用。通过完善原子结构模型，让学生体会到人类对微观世界的认识过程是跌宕起伏的，每一个发现都是无数化学家智慧和汗水的结晶。

（五）化学史探究第四站：打开原子核→认识质子与中子

微课5：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验；查德威克用α粒子轰击硼原子核的实验。

提出问题：1.原子核中含有哪些粒子？2.原子的质量主要集中在原子结构中的哪部分？3.原子核带正电荷的原因？

形成认识：原子核也可再分，里面含有质子与中子。原子的质量主要集中在原子核上。原子核带正电。

【设计意图】帮助学生认识到原子核的可分性，进一步体会化学科学理论是随着人类认知水平和科学技术水平的提高而不断发展和完善的。

（六）拓展延伸

微课6：我国第一颗原子弹爆炸成功。

提出问题：原子弹爆炸是原子核分裂所释放的巨大能量造成的，对人类有何意义？

【设计意图】培养学生的爱国主义情感，使学生的情感升华。

（七）历史启迪，盘点收获

提出问题：1.通过原子结构历程的探索，你收获了什么？2.为什么在我们现在看来的基础知识，其发展历程却如此漫长而艰辛？

三、教学反思

本节课以微课为载体，利用原子结构发展的化学史设计教学线索与情景，让学生在“对话”与“体验”中学会研究物质微观结构的思路与方法。学生对化学知识的学习，不再局限于知识的静态结论，而是可以追溯到它的起源与动态演变。而微课作为本节课教学的一个亮点，满足了学生个性化、碎片化、移动化学习的需求，提高了学生学习的效率与兴趣。

（《山东教育》2019年5月第19期）