朱郁華

“原子結(jié)構(gòu)模型的建立”是初中《科學(xué)》八年級(jí)下冊(cè)第一章第三節(jié)第一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容。本課時(shí)的內(nèi)容主要包括道爾頓的“實(shí)心球模型”、湯姆生的“西瓜模型”、盧瑟福的“核式結(jié)構(gòu)模型”、波爾的“分層模型”、現(xiàn)代的“電子云模型”以及盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)等六個(gè)方面。通過(guò)本課時(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)生可了解原子的構(gòu)成、原子結(jié)構(gòu)模型的建立及其發(fā)展過(guò)程,體驗(yàn)建立模型的思想與方法,增進(jìn)對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí),感受科學(xué)家的人格魅力。然而,在有關(guān)原子結(jié)構(gòu)模型建立的教學(xué)中,大多數(shù)教師認(rèn)為講解原子結(jié)構(gòu)模型的建立及其發(fā)展過(guò)程是浪費(fèi)時(shí)間,因而在教學(xué)這部分內(nèi)容時(shí)常常蜻蜓點(diǎn)水,沒(méi)有深入挖掘其內(nèi)在的教育價(jià)值。筆者在教學(xué)這節(jié)課時(shí),作了一些新的嘗試。

在導(dǎo)入新課后,筆者引導(dǎo)學(xué)生分五個(gè)步驟對(duì)原子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究,以了解原子的構(gòu)成、原子結(jié)構(gòu)模型的建立及其發(fā)展過(guò)程。第一步,指名學(xué)生介紹英國(guó)化學(xué)家道爾頓的原子觀點(diǎn),其他學(xué)生觀看“實(shí)心球模型”、傾聽(tīng)發(fā)言,教師適時(shí)點(diǎn)撥指導(dǎo),師生交流共同歸納出道爾頓原子論的主要觀點(diǎn)。第二步,指名學(xué)生介紹英國(guó)科學(xué)家湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型——“西瓜模型”的建立過(guò)程,師生共同提煉出湯姆生原子論的主要觀點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生比較湯姆生“西瓜模型”與道爾頓“實(shí)心球模型”的異同點(diǎn),并介紹湯姆生發(fā)現(xiàn)電子的艱辛過(guò)程。第三步,先向?qū)W生提出一些難度不大的問(wèn)題,如湯姆生提出的原子結(jié)構(gòu)“西瓜模型”有什么局限性、盧瑟福通過(guò)怎樣的實(shí)驗(yàn)提出原子核式結(jié)構(gòu)模型等,引發(fā)學(xué)生深入思考,提出各種猜想。播放盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的模擬動(dòng)畫(huà),引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并要求他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)所呈現(xiàn)的3種現(xiàn)象分別作出合理的推論。在推論的過(guò)程中,教師及時(shí)點(diǎn)撥。利用課件呈現(xiàn)盧瑟福的原子觀點(diǎn),讓學(xué)生將自己的推論與盧瑟福提出的原子觀點(diǎn)進(jìn)行一番比較,在比較中理解原子核式結(jié)構(gòu)理論。接著安排學(xué)生畫(huà)一畫(huà)盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型,展示部分學(xué)生的作品,并組織大家點(diǎn)評(píng)。比較盧瑟福的“核式結(jié)構(gòu)模型”與湯姆生的“西瓜模型”的異同點(diǎn),讓學(xué)生明白盧瑟福在哪些方面向前推進(jìn)了原子結(jié)構(gòu)理論。簡(jiǎn)要介紹盧瑟福和助手們研究原子結(jié)構(gòu)的史實(shí)(包括成功的事例和失敗的例子)以及盧瑟福個(gè)人的素養(yǎng)、品質(zhì)和威望。第四步,教師指出,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的研究又有了新的進(jìn)展。指名學(xué)生簡(jiǎn)要介紹丹麥科學(xué)家波爾對(duì)原子結(jié)構(gòu)的研究過(guò)程以及“分層模型”,并比較波爾的“分層模型”與盧瑟福的“核式結(jié)構(gòu)模型”的異同點(diǎn),讓他們明白波爾在哪些方面?zhèn)鞒辛吮R瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)理論,在哪些方面作出了大膽的改進(jìn)。第五步,簡(jiǎn)要介紹科學(xué)家們提出的原子結(jié)構(gòu)的“電子云模型”,并用形象的例子加以解釋。最后,組織學(xué)生討論幾個(gè)問(wèn)題:①?gòu)脑咏Y(jié)構(gòu)模型的建立及其發(fā)展過(guò)程中你感悟到什么?②1803～1904年,人類(lèi)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)幾乎沒(méi)有多少新的變化。而在1904～1926年短短20多年中,關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)卻飛速發(fā)展。這是為什么?③許多科學(xué)家為原子結(jié)構(gòu)的探索作出了杰出的貢獻(xiàn),為什么只有盧瑟福被譽(yù)為“原子之父”?他具有怎樣的人格魅力?在學(xué)生討論回答的基礎(chǔ)上,進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和歸納。

在上述的教學(xué)過(guò)程中,筆者不是將原子結(jié)構(gòu)知識(shí)直接告知學(xué)生,也不是把注意力放在科學(xué)史的記憶上,而是讓學(xué)生在探究活動(dòng)中經(jīng)歷原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程,在比較異同中體驗(yàn)原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的發(fā)展過(guò)程,在背景介紹中感受科學(xué)研究的艱辛與曲折,在滲透人文精神中提升學(xué)生的素養(yǎng)品行。通過(guò)這樣的教學(xué),學(xué)生可認(rèn)識(shí)到建立模型往往需要有一個(gè)不斷修正、不斷完善的過(guò)程,領(lǐng)悟到科學(xué)研究往往是一個(gè)曲折與艱辛的過(guò)程,需要頑強(qiáng)的毅力和百折不回的精神。通過(guò)感受那些偉大的科學(xué)家高尚的人格魅力,學(xué)生增進(jìn)了對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí),提升了自己的人文素養(yǎng)和品行修養(yǎng)。(作者單位:上海市青浦區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院)■