玻尔的原子模型教学设计

《玻尔的原子模型教学设计》

【教材分析】

1.在教材中的地位作用

本课题处于高中物理选修3-5第十八章第四节，选修3-5第十八章《原子结构》原子结构作为联系物理和化学的纽带,不仅是学过的原子结构知识的综合和扩展,也是以后学习原子核的基础。从前后联系来看，有利于巩固学生对氢原子光谱地认识。有利于强化学生对原子发光地认识。在讲解时，对推理方法、思维方法地分析，为今后学习原子核打下了必要条件。起到承上启下地作用。教材安排具有目地性，教材这节结构能较好地突出理论于实践地统一，使学生明白物理规律既可直接从实验得出，也可用已知规律从理论上推导得出。本节是高考的重点和热点，主要以选择题和填空题的形式考查，所以应突出对每个概念、规律、现象的理解。紧扣教材，重点对玻尔理论、能级跃迁规律的理解。这就决定了本节课的教学目的和教学要求．这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法．

2.教材的特点

本章教材有一个共同的特点就是以卢瑟福核式结构模型为基础，让学生得出感性认识，再通过光谱分析总结出原子发光的不同规律，在通过对典理论的困难的基础上提出假设从而形成对玻尔原子模型的理性认识。

【教学目标】

1. 知识、技能目标：

①了解玻尔原子模型及能级的概念。

②理解原子的发光和吸收光子的频率与能级差的关系。

③知道玻尔对氢原子光谱的解释以及玻尔理论的局限性。

2. 能力、方法目标：

①通过假设理论的研究，进一步培养学生观察现象，分析、归纳、总结规律的能力．在讨论归纳中锻炼学生地语言表达能力。

②通过对典理论的困难的基础上提出假设，培养学生掌握概念和规律及方法相关知识的区别和联系的理解能力、观察能力、实验能力、思维能力、自学能力。综合应用能力；练习科学方法；培养创新精神；发展个性和特长。

③培养观察能力、分析推理能力以及创新意识、发明意识等；

④通过计算机模拟培养学生的推理及空间想象能力;

3. 情感、态度目标：

①培养学生尊重客观事实，世界是客观的，而人又是具有主观能动性的科学的辩证唯物主义的认识观和世界观。

②探索性发现符合“实践─认识─再实践─再认识”的规律，通过对经典理论的困难的基础上提出假设使学生形成辩证思维的方法和树立实践第一的观点。

③激发学习物理的兴趣；坚持内容于形式地统一的思想；培养学

生严谨认真地科学态度和作风。

4、教学重点玻尔的原子模型。

5、教学难点玻尔对氢原子的能级跃迁的解释及能级公式。

【教学方法】

根据教材的特点和教学目标，可以用“启发式”教学法。其在教学中总的教学思路可以概括为：提出问题→理论推测→形成假设→分析讨论→归纳概括→实践应用。在课堂教学中应运到以下方法：

1、探究讨论法

新的课程标准积极倡导自主、合作、探究的学习方式，培养学生自主探究、团结合作、勇于创新的精神。探究讨论促进学生多渠道地获取知识。师生不断问答，学生积极讨论，老师适当点拨和评价。这种教学方法有益于培养学生分析问题的能力，促进学生形成良好的学习习惯、学习态度和学习策略。教学中我主要采用这种教学方式。

2、情景教学法

心理实验表明，人在满怀兴趣的状态下学习，注意力集中，思维最活跃，接受最快，记忆最好。所以在教学中创设良好的学习情境、激发学生的学习兴趣相当重要。本课题内容抽象，对学生有一定的难度，所以在教学过程中注意创设良好的学习情境，激发学习兴趣，激活学生思维，点燃学生智慧的火花。

3、分析比较法

A提高学生的阅读分析能力

B训练学生整理资料的技能

4、采用多媒体教学，激发学习热情，促进知识的理解和巩固，同时扩大教学容量

【学习方法指导】

根据学生的认识规律，在本节的教学中，学生的学习思路可概括为：问题激发→自发思维→感性认识→理性认识→实践证实→学以致用。由此可见，学生的观察能力、分析推理能力、归纳总结能力、理解和应用能力等是这节课能力培养的重点。

【学生分析】

学生是教学的对象，是课堂的主体，一切教学活动都是为主体服务的。而一个班的学生，由于基础不一，知识水平和认识水平不同，在接受“玻尔原子模型”这一新鲜事物时，肯定会出现“参差不齐”的现象，因而，为了让尽可能多的学生理解“玻尔原子模型”，大面积提高教学质量，全面提高学生的能力和素质，我们的教学就应该建立在学生的基础上，我们的教学进程就要受到学情的控制。因此，在教学设计时，事先要有充分的思想准备，对于课堂中可能出现的现象（比如学生可能提到的问题等）应采取什么措施，用什么样的手段来有效提高课堂效果。比如我教的高二（20）是一个体育班，学生基础较差，大部分学生对升学不抱希望，思想波动大，纪律松散。所以在课堂上应使用简洁明了语言，注意引发学生学物理的兴趣，课堂上讲练结合。在教学过程中，充分利用已有的知识基础，引导学生思考课文中提出的问题和现象，并自行设计或补充一些学生较熟悉和感兴趣的物理问题和事象，增强学生的求知欲；要事先有一定的了解，做到胸中有数。只有这样，才能做到有的放矢。

【教学手段】

在“玻尔原子模型”的教学中，为了突破“原子跃迁”这个教学难点，可以采用电脑技术呈现玻尔理论的三个基本假设，来生动形象地使得本来无形的物理过程，变得有声有色。这样既可以激发学生学习兴趣，搞活教学气氛，又能提高教学效果。另外，在“氢原子能级图”的作图中，应让学生多练多讨论。因此，教学手段实施的好坏也是课堂教学成败的重要因素的重要之一。

【,教学过程设计】

一、玻尔原子理论的基本假设：

1、原子能量的量子化假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核做加速运动，但并不向外辐射能量，一个能量值对应一种状态，这些状态叫定态。（有多媒体打出玻尔原子模型的定态假设图）

2、原子的能级跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E初）跃迁到另一种定态（设能量为E终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即

h v=E初－E终. （有多媒体打出玻尔原子模型的跃迁假设图）

3、原子中电子运动轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。由于原子的能量状态是不连续的，因此电子运动的可能轨道也是不连续的，即电子不能在任意半径的轨道上运动。（有多媒体打出玻尔原子模型的轨道假设图）

二、能级：

1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。

2、基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫基态。

3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。

4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。

三、玻尔计算出氢的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：

轨道半径：rn=n2 r1 （n=1,2,3……)

能量：En=E1/n2 （n=1,2,3……)

式中r1 ( r1 =0.53×10－10m )、E1 (

E1=－13.6eV)、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En

分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。

四、氢原子的能级图：（有多媒体打出氢原子的能级图）

1.能级横线间的距离和相应的能级差成正比，能级差越大，间隔越宽，所以量子数越大，能级越密。竖直线的箭头表示原子跃迁的方向，长度表示辐射光子能量的大小。

2.从高能级向低能级跃迁时一定发射出光子，发射出光子的频率种数为N(N-1)/2

五、原子能级跃迁：

1.光子的发射与吸收

原子在基态时是稳定的，原子在激发态时是不稳定的，当原子处于激发态时自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态。原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量，而从激发态跃迁到基态时以光子的形式向外放出能量。

2.光子的发射与吸收的频率条件（辐射条件）

由于原子的能量是一系列不连续的值，则任意两个能级差也是不连续的，故原子只能发射一些特定频率的光子；同时也只能吸收一些特定频率的光子。原子从能量较高的能级记Em跃迁到能量较低的能级记En，会发射出能量为hv的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定hv=

Em-En这个式子被称为频率条件，反之当电子吸收光子时会从较低的能级跃迁到较高的能级吸收的光子的能量同样也为hv=

Em-En。

3.原子能级跃迁

（1）跃迁时电子动能、原子势能与原子能量的变化是当轨道半径减少时，库仑引力做正功，原子的势能减小，电子动能增加，原子能量减小。反之，轨道半径增大时，原子的势能增加，电子动能减小，原子能量增加。

（2）光子与实物粒子都可能使原子能级跃迁，原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不存在激发到n=2时能量有余，而激发到n=3时能量不足，则可激发到n=2的问题。原子也可吸收外来实物粒子（例如：自由电子）的能量而被激发由于实物粒子的能量可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差，均可使原子发生能级跃迁。

（3）若光子能量≥13.6eV则处于基态的氢原子也能吸收光子的能量并发生电离，这时核外电子可以脱离原子核的束缚而成为自由电子，光子能量＞13.6eV的部分将成为自由电子的动能。

教学反思：

新课程提倡培养学生独立思考能力、发现问题与解决问题的能力以及探究式学习的习惯。学生在解决问题的过程中，教师的作用是点拨引导、提供条件、补充资料、创设氛围。

自主体验是学习过程的归宿。一个人获得的知识、能力、情感，不经过自身的体验很难形成。如不吃葡萄的人是不知葡萄酸的。学习也是这样，如阅读课文，教师怎么讲读的技巧，学生不亲自读，永远也读不好；又如理解课文内容，学生不联系生活实际，不去探索实践怎么也体会不深。体验是重要的，是不能忽视的教学情节。让学生自主体验应是多种形式的，珍惜学生独自感受、理解、表达。