Основные сведения о строении атома
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся объяснят, что атом состоит из ядра и электронной оболочки, охарактеризуют состав ядра и определят число протонов, нейтронов и электронов по записи химического элемента не менее чем в 3 из 4 учебных ситуаций.
- Сформировать представление о строении атома, составе атомного ядра и понятиях «протон», «нейтрон», «электрон».
- Научить устанавливать связь между порядковым номером элемента и числом протонов и электронов в нейтральном атоме.
- Развивать умение извлекать информацию из схемы, сравнивать части атома, формулировать выводы и аргументировать ответ в парной работе.
- Воспитывать научное мировоззрение, интерес к химии и ответственное отношение к точности научных формулировок.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к объяснению строения вещества на основе научной модели атома.
- Осознают значение точности терминов и символов для химии, медицины, энергетики и современных технологий.
- Принимают возможность высказать собственную гипотезу и корректировать её на основании доказательств.
- Проявляют уважение к мнению партнёра при обсуждении учебной модели атома.
Метапредметные
- Извлекают информацию из схемы атома и таблицы характеристик частиц.
- Сравнивают протон, нейтрон и электрон по заряду, массе и расположению.
- Формулируют гипотезу, проверяют её по учебному материалу и делают вывод.
- Планируют действия при решении задания и осуществляют взаимопроверку по критериям.
- Используют химические символы и числа для представления информации о составе атома.
Предметные
- Знать состав атома: ядро, протоны, нейтроны и электронную оболочку.
- Уметь характеризовать заряд протона, нейтрона и электрона.
- Уметь определять число протонов и электронов в нейтральном атоме по порядковому номеру элемента.
- Понимать, что почти вся масса атома сосредоточена в ядре, а атом в целом электрически нейтрален.
- Владеть алгоритмом определения состава атома по символу химического элемента и его порядковому номеру.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осмысливают, зачем человеку нужна модель невидимого строения вещества.
- Определяют личную учебную задачу: научиться читать информацию о составе атома.
- Проявляют готовность признавать ошибочную гипотезу и заменять её более точной.
- Связывают изучаемое знание с применением химии в медицине, технике и экологии.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока на основе проблемного вопроса.
- Планируют последовательность действий при определении состава атома.
- Сверяют ответ с эталоном и находят несоответствия в собственной записи.
- Оценивают степень освоения материала с помощью листа самооценки.
- Корректируют решение после обсуждения с партнёром.
Познавательные УУД
- Выделяют главное в схеме строения атома и таблице характеристик частиц.
- Сравнивают объекты по нескольким признакам и представляют результат в таблице.
- Устанавливают причинно-следственную связь между равенством зарядов и электрической нейтральностью атома.
- Моделируют строение атома с помощью условных обозначений.
- Применяют алгоритм к новым примерам.
Коммуникативные УУД
- Работают в паре, распределяя роли «объясняющий» и «проверяющий».
- Задают уточняющие вопросы о заряде и расположении частиц.
- Аргументируют ответ с использованием терминов «ядро», «электронная оболочка», «протон», «нейтрон».
- Слушают партнёра и корректно предлагают исправление.
- Представляют общий вывод пары классу.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или изображение модели атома с подписями «ядро» и «электронная оболочка», а также вариант схемы без подписей.
- Распечатать карточки для парной работы: по одной карточке на пару, всего по числу пар в классе; на карточках разместить символы водорода, углерода, кислорода, натрия и хлора.
- Подготовить таблицу «Частицы атома» с графами: частица, заряд, относительная масса, расположение.
- Распечатать лист самооценки и мини-билет на выход — по одному экземпляру на каждого ученика.
- На доске заранее записать тему, проблемный вопрос «Почему атом в целом нейтрален?» и условные обозначения зарядов.
- Подготовить цветные магниты или кружки трёх цветов для моделирования протонов, нейтронов и электронов — по одному набору на группу.
- Подготовить таймер на 1–3 минуты и проектор либо интерактивную доску.
- Освободить небольшой участок класса для короткой физкультминутки без перемещения мебели.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и вызвать познавательный интерес к модели невидимого объекта.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране увеличенное изображение атома как условной модели. «Здравствуйте, ребята. Сегодня мы будем говорить о том, что невозможно увидеть невооружённым глазом, но без чего нельзя объяснить свойства веществ. Посмотрите на изображение: это не фотография атома, а его научная модель. Как вы думаете, зачем учёным создавать модели невидимых объектов?» | Рассматривают изображение и формулируют предположения: «Чтобы изучать то, что нельзя увидеть напрямую», «Чтобы объяснять свойства веществ». |
2 мин | Учитель использует приём «Проблемный вопрос»: «Предположим, атом состоит из частиц с положительным и отрицательным зарядом. Почему тогда кусочек вещества обычно не притягивает к себе все окружающие предметы? Запишите свою гипотезу одним предложением. Ошибка сейчас допустима: нам важно проверить предположение». | Индивидуально записывают гипотезу, затем называют 1–2 варианта: «Заряды уравновешивают друг друга», «В атоме есть частицы без заряда». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что для ответа на вопрос нужно разобраться, из каких частиц состоит атом и где они расположены. Сначала вспомним уже известные нам сведения о веществе и химическом элементе».
Этап 2. Актуализация знаний и работа в парах (5 мин)
Цель этапа: актуализировать понятия «вещество», «химический элемент», «химический символ» и выявить исходные представления о составе атома.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт каждой паре карточку с символом одного элемента. «Подумайте и обсудите в паре: что обозначает химический символ, что можно узнать по порядковому номеру элемента и чем элемент отличается от простого вещества? Один ученик объясняет, второй фиксирует ключевые слова, затем поменяйтесь ролями». | Обсуждают карточку в парах, записывают 2–3 ключевых слова и формулируют ответ: «Символ обозначает химический элемент», «Порядковый номер связан с местом элемента в таблице». |
3 мин | Учитель организует быструю проверку: «Поднимите карточку зелёной стороной, если утверждение верно, и красной — если неверно. Первое: атом и химический элемент — одно и то же. Второе: символ O обозначает кислород как химический элемент. Третье: атом можно разделить на более мелкие частицы». После ответов просит обосновать последний выбор. | Показывают карточки, исправляют утверждение: «Атом — частица элемента», «Химический элемент — вид атомов», «Атом состоит из более мелких частиц». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что химический элемент связан с определённым видом атомов, но пока не описали внутреннее устройство атома. Теперь найдём место затруднения и поставим цель исследования».
Этап 3. Выявление затруднения и целеполагание (3 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно определить план открытия нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель показывает на доске два утверждения: «Атом имеет положительный и отрицательный заряд» и «Атом в целом электрически нейтрален». «На первый взгляд эти утверждения противоречат друг другу. Что нам необходимо узнать, чтобы разрешить противоречие?» | Формулируют затруднение: «Нужно узнать, какие частицы входят в атом, каков их заряд и где они находятся». |
2 мин | Учитель принимает ответы и оформляет на доске план: «1. Рассмотреть строение атома. 2. Сравнить частицы по заряду и массе. 3. Научиться определять их число. 4. Проверить гипотезу о нейтральности атома». «Сформулируйте цель урока своими словами». | Предлагают цель: «Научиться описывать строение атома и определять его состав». Записывают тему и план в тетрадь. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «План исследования у нас есть. Переходим к главному открытию: выясним, как устроены ядро и электронная оболочка».
Этап 4. Открытие нового знания (9 мин)
Цель этапа: сформировать представление о составе атома и установить характеристики протона, нейтрона и электрона.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель выводит на экран схему атома без подписей. «Рассмотрите модель. В центре находится небольшая область, а вокруг неё показаны электроны. Как можно назвать центральную часть? Какие частицы, по вашей гипотезе, находятся в центре, а какие — вокруг?» Учитель принимает гипотезы и подписывает схему: «ядро», «электронная оболочка». | Работают по приёму «Подумай — обсуди в паре — поделись»: сначала рассматривают схему 30 секунд, затем обсуждают 1 минуту и сообщают вывод: «В центре ядро, вокруг него электронная оболочка». |
4 мин | Учитель показывает таблицу характеристик и объясняет: «В ядре находятся протоны и нейтроны. Протон имеет заряд +1, нейтрон заряда не имеет, электрон имеет заряд −1 и находится в электронной оболочке. Массы протона и нейтрона примерно равны 1 условной единице, масса электрона значительно меньше. Поэтому почти вся масса атома сосредоточена в ядре». Учитель задаёт вопросы: «Какая частица отвечает за положительный заряд ядра? Какая частица не имеет заряда?» | Заполняют в тетради таблицу из четырёх граф. Отвечают: «Положительный заряд ядра создают протоны», «Нейтрон не имеет электрического заряда», «Электрон находится в электронной оболочке». |
2 мин | Учитель демонстрирует модель из цветных кружков: «Синие кружки обозначают протоны, серые — нейтроны, жёлтые — электроны. Обратите внимание: число протонов в атоме определяет химический элемент. В нейтральном атоме число протонов равно числу электронов». | В парах распределяют кружки по схеме атома и формулируют правило: «В нейтральном атоме число положительных зарядов равно числу отрицательных зарядов». |
Запись в тетрадях
- Атом состоит из ядра и электронной оболочки.
- Ядро образуют протоны и нейтроны; в электронной оболочке находятся электроны.
- Протон имеет заряд +1, нейтрон — 0, электрон — −1.
- В нейтральном атоме число протонов равно числу электронов.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы установили состав атома и увидели, почему он может быть нейтральным. Теперь применим новые сведения к конкретным химическим элементам и проверим правило на практике».
Этап 5. Физкультминутка с предметным повторением (2 мин)
Цель этапа: снять статическое напряжение и закрепить различия между частицами атома через двигательную активность.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит короткую физкультминутку: «Встаньте рядом с партой. Если я называю протон, поднимите руки вверх — вспоминаем положительный заряд. Если называю электрон, вытяните руки в стороны — вспоминаем электронную оболочку. Если называю нейтрон, опустите руки — у него нет заряда. Затем сделаем три спокойных вдоха и возвращаемся к работе». | Выполняют движения по сигналу, проговаривают: «Протон — плюс», «Электрон — минус», «Нейтрон — ноль», делают дыхательное упражнение и садятся. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Тело размялось, а основные характеристики частиц ещё раз прозвучали. Теперь проверим понимание на простых примерах, проговаривая каждый шаг».
Этап 6. Первичное закрепление (7 мин)
Цель этапа: отработать алгоритм определения числа протонов и электронов в нейтральном атоме.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель записывает на доске: «Порядковый номер кислорода — 8». «Определим состав нейтрального атома кислорода. Шаг первый: что показывает порядковый номер? Шаг второй: сколько протонов? Шаг третий: сколько электронов? Почему?» | По очереди проговаривают алгоритм: «Порядковый номер равен числу протонов. У кислорода 8 протонов. В нейтральном атоме 8 электронов, потому что положительных и отрицательных зарядов поровну». |
4 мин | Учитель раздаёт парам мини-карточки с заданиями: «Для углерода с порядковым номером 6 и натрия с порядковым номером 11 определите число протонов и электронов. Запишите решение в две строки и обменяйтесь карточками с соседней парой. Проверяйте по критериям: названы частицы, указано число, приведено объяснение». | В парах решают два задания, затем проводят взаимопроверку. Формулируют ответы: «У углерода 6 протонов и 6 электронов», «У натрия 11 протонов и 11 электронов». |
Эталон решения
Для атома углерода $Z=6$. Порядковый номер $Z$ равен числу протонов: $p=6$. Атом нейтрален, поэтому число электронов равно числу протонов: $e=6$. Ответ: 6 протонов и 6 электронов. Для атома натрия $Z=11$: $p=11$, $e=11$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Алгоритм уже работает на знакомых примерах: порядковый номер даёт число протонов, а в нейтральном атоме столько же электронов. Теперь каждый самостоятельно проверит, насколько уверенно умеет применять это правило».
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (7 мин)
Цель этапа: индивидуально проверить освоение понятий и умение определять состав атома.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней сложности и предлагает выбор: «Выберите уровень, который соответствует вашей уверенности. Уровень 1: заполните пропуски в характеристиках частиц и определите число протонов и электронов у водорода с $Z=1$. Уровень 2: выполните это же для хлора с $Z=17$ и объясните нейтральность атома. Уровень 3: исправьте ошибку в рассуждении: “У атома кислорода 8 протонов и 10 электронов, потому что электронов должно быть больше”. Обоснуйте исправление». | Индивидуально выполняют выбранный вариант, записывают не только ответ, но и правило, которым пользовались. |
2 мин | Учитель показывает эталон на экране: «Сверьте работу по шагам. За каждый правильно названный вид частицы — один балл, за правильное число протонов и электронов — по баллу, за объяснение — один балл. Отметьте ошибку знаком карандаша и исправьте её». | Проверяют работу, подсчитывают баллы, исправляют ошибки и отмечают уровень понимания цветом: зелёный, жёлтый или красный. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Самопроверка показала, что у каждого есть сильная сторона и возможная точка роста. В заключение вернёмся к первоначальной гипотезе и проверим, смогли ли мы объяснить нейтральность атома».
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (4 мин)
Цель этапа: обобщить новое знание, оценить достижение цели и объяснить домашнюю работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель возвращается к проблемному вопросу на доске: «Почему атом в целом нейтрален? Сформулируйте ответ по схеме: “Атом нейтрален, потому что…”». Затем предлагает приём «Билет на выход»: «Запишите одно правило, один термин и один вопрос, который у вас остался». | Формулируют вывод: «Атом нейтрален, потому что число протонов с положительным зарядом равно числу электронов с отрицательным зарядом». Заполняют билет на выход. |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание: «Выберите обязательный уровень или более сложный вариант. В каждом ответе записывайте алгоритм, а не только число. Перед уходом проверьте себя по трём вопросам: из чего состоит ядро, где находятся электроны, что показывает порядковый номер?» | Записывают выбранный уровень домашнего задания, задают уточняющие вопросы и устно отвечают на контрольные вопросы. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно определены частицы и их характеристики, без ошибок выполнены оба задания на состав атома, объяснено равенство числа протонов и электронов; запись последовательная и использованы химические термины.
- «4» — правильно выполнено большинство заданий, допущена одна неточность в характеристике частицы или записи алгоритма, но связь между порядковым номером и числом протонов понята.
- «3» — правильно названы ядро, электронная оболочка и хотя бы две частицы, но допущены ошибки при определении числа электронов или объяснении нейтральности атома.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о составе атома? | Выявление осознания ключевых понятий урока. |
Почему в нейтральном атоме число протонов равно числу электронов? | Проверка понимания связи между зарядами частиц. |
Какой шаг алгоритма определения состава атома оказался самым трудным? | Выявление точки затруднения для коррекции на следующем уроке. |
Какой уровень самостоятельной работы вы выбрали и почему? | Развитие самооценки и осознанного выбора уровня сложности. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы создали первую модель строения атома и выяснили, что в его ядре находятся протоны и нейтроны, а в электронной оболочке — электроны. Главное правило урока: порядковый номер элемента равен числу протонов, а в нейтральном атоме — и числу электронов. Типичная ошибка — считать, что порядковый номер показывает число всех частиц атома; он показывает число протонов. На следующем уроке мы продолжим изучать электронную оболочку и связь строения атома со свойствами химических элементов».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить таблицу характеристик протона, нейтрона и электрона; определить число протонов и электронов для трёх нейтральных атомов по указанным порядковым номерам элементов. | Закрепляет термины, заряды частиц и базовый алгоритм; при проверке обратить внимание на равенство числа протонов и электронов. |
Средний (повышающий) | Решить 4 задания на определение состава атомов водорода, углерода, кислорода и хлора по их порядковым номерам; для каждого записать краткое объяснение нейтральности. | Развивает применение правила в разных ситуациях; при проверке смотреть на правильность порядка действий и единообразие записи. |
Продвинутый (дополнительный) | Создать схему-модель одного выбранного атома с обозначением ядра, протонов, нейтронов и электронов и подготовить устное объяснение модели на 5–6 предложений. | Развивает моделирование, самостоятельность и умение объяснять научную информацию; при проверке оценить точность подписей и логичность объяснения. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Какие частицы входят в состав ядра? Где находятся электроны? Какой заряд имеет протон? Что показывает порядковый номер химического элемента? Почему нейтральный атом не имеет общего электрического заряда?»
