课题：11.1宇宙和微观世界

课题：11.1宇宙和微观世界

教学目标

一、知识与技能

1．知道宇宙是由物质组成的，物质是由分子、原子组成的。

2．初步了解原子的结构。

3．对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。

二、过程与方法

1．通过活动和生活经验了解一些现象。

2．应用所学知识了解宇宙的构成，并会解释一些常见的现象。

3. 在了解物质的微观结构的过程中，体会科学家探究物质微观结构过程中采用的物理模型方法。

三、情感态度与价值观

1．通过介绍宏观世界和微观世界的知识，激发学生的学习兴趣。

2．帮助学生树立科学的物质世界观和价值观等，为以后的学习作充分的准备。

3．通过了解人类探索太阳及宇宙的历程、探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入，培养学生科学的世界观。

教学重点

能描述固、液、气三物态的基本特征，了解固、液、气三物态微观的分子排列。

教学难点

学生对物质世界从宏观到微观尺度的了解。

教学设施

多媒体等。

教学方法

推理法、讨论法。

教学过程

一、创设问题情境，引入新课

引入1

1. 结合课本，利用多媒体播放视频神奇的物质世界：

a.探索宇宙的片断，包括宇宙的组成介绍，太阳系中各星体的运动立体动画图；

b.大好河山等生活相关的物质世界，高楼、运动场、冰川、铁水等。

目的在于介绍这些复杂的庞大物质世界都是由分子构成的。

2. 教师：看了刚才的动画，同学们得到了哪些信息呢？

3. 学生分组交流后派代表发言分享所获得的信息。

4. 教师：无论是遥不可及的宇宙天体、城市里的高楼大厦、风景秀丽的大好河山、还是炙热的铁水、冰冷的冰山等他们都是由物质组成的，而物质又是由分子组成的，那就让我们一起走进宇宙和微观世界吧！

引入2

让学生自学课本上的图片11.1-1，11.1-2，然后自由发言，谈谈自己对天体的了解，从而进入对宇宙和微观世界的研究。

二、师生共同活动，进行新课

（一）宇宙是由物质组成的

1.宇宙有多大？

(1) 教师指导学生综合观察课本图片11.1-1，11.1-2。并阅读第一部分内容学生说出自己了解到的相关知识：

①宇宙、银河系的组成

②太阳系的位置和组成

③地球在太阳系中的位置，与地球一样围绕太阳转动的行星有哪些？他们的顺序是怎样的。

(2) 教师总结资料数据：

①人类赖以生存的地球置身于太阳系之中，是太阳系中的一颗普遍的行星；

②太阳系置身于银河系之中，太阳只是银河系中几千亿颗恒星中的一员；

③银河系只是数十亿个星系中的一个，一束光穿越银河系需要十万年；

④在浩瀚的宇宙中，还有许多像银河系这样的星系。目前，我们人类观测到的宇宙中拥有数十亿个星系。

(3) 根据以上资料、数据让学生推理，说一说他们所想象的宇宙有多大。

(4) 结论：宇宙是广阔无垠的，大得很难以想象。

2.宇宙是由什么组成的呢？

教师提问：

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，他们是由什么组成的呢？依次类推，宇宙中的一切天体是由什么组成的？

学生思考并回答：

地球及其他一切天体都是由物质组成的。物质处于不停地运动和发展之中。

教师：我们知道宇宙中的一切天体都是由物质组成的，那么物质又是有什么组成的呢？让我们共同来认识。

（二）物质是由分子组成的

1.古代人类是怎样认识物质的组成的？

从古到今，人们一直在探寻着这个问题的答案。古希腊人认为宇宙万物是由水、火、土、气四元素组成；我们的祖先认为宇宙万物是由金、木、水、火、土五行组成。但这些看法都是不科学的。到底物质又是由什么组成的呢？

2. 演示推理实验：

将一张纸撕碎，撕到非常小。我们可以看到，用手可以把纸撕小，利用更高的技术手段还可以把它分得更小，小到一定程度就不能再分了，否则该物质就会发生变化。那么能够分到的最小的，保持物质原来性质的微粒，我们叫他“分子”。

物质分割有一个限度，分割到这一限度时小粒子能保持物质原来性质但用肉眼不能看到，只能借助电子显微镜观察：电子显微镜下观察到的金分子P5或在铁板上镶嵌铜原子。

科学研究发现：任何物质都是由极其微小的粒子组成的，这些粒子保持了物质原来的性质，意大利物理学家阿伏加德罗第一个把这些粒子叫做分子。

分子很小，一般分子的直径只有百亿分之几米(几十纳米)。只能用电子显微镜观察。

学生得出结论：物质是由分子组成的。

（三）原子结构

1. 教师提问：我们知道了物质由分子组成，人们又猜测分子能不能继续分割？科学家发现分子是由更小的粒子组成，并把这样的粒子称为原子。同时还发现有的分子由多个原子组成，有的分子由单个原子组成。

学生阅读本部分内容得出结论：

原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核(带正电)，在原子的周围，有一定数目的电子(带负电)绕核运动。

2. 教师提问：分子的体积很小需要用电子显微镜观察，那么原子就比分子更小，到底有多小？

原子非常小，全人类用肉眼可以看见的最小灰尘，其中也包含了约1015个微小的原子。

直观的展示原子核式结构模型：H，He，Li，Be的原子结构。

学生阅读教材，总结出：原子核是由更小的粒子——质子(带正电)和中子(不带电)组成的。而质子和中子也还有更小的精细结构——夸克。

3.教师总结整理物质的组成结构：

夸克是最小的吗？随着科技的发展，人们会更深入地认识世界。

（四）三态的微观模型：固态、液态、气态

1.学生交流课前观察蜡的体积变化：液体蜡在凝固时体积缩小，中间凹陷下去。

2. 教师提问：我们知道物质一般以固态、液态、气态的形式存在。物质处于不同状态具有不同的物理性质。从实验，我们看到物质在一般情况下由液态变为固态体积缩小(水除外)，由液态变为气态，体积增大(水：1700倍；乙醚：250倍)。物质由分子组成，那么，物质存在的形式与分子的存在状态是否联系呢？

3.分析推理：学生自己在课堂上听课，课间在教室里活动时，课间在操场上自由活动时这三种情况下活动的状态和活动空间。类比探究固态、液态、气态物质分子的结构(每个同学相当于一个分子)。

课堂上听课：同学们在固定的位置，不能自由移动，座位排列整齐，结构稳定。相当于固态分子排列规则，结构稳定，所以固体有固定的形状和体积。

课间在教室里活动：同学们可以在一定范围内移动，结构不稳定。相当于液态分子排列不规则，分子没有固定位置，所以液体有一定体积，没有固定形状。

课间在操场上自由活动：同学们可以自由移动，间距大，基本没有约束。相当于气态分子，可以自由移动，分子间距大，所以气体没有固定体积和形状。

4.学生分析得出结论：根据以上探究推理，可以认为物质存在的形式与构成物质的分子的运动状态有关。

固态物质中，分子排列十分紧密，粒子间有强大的作用力。因而，固体具有一定的体积和形状。