一宇宙和微观世界
教学目标
（一）知识与能力目标
1、知道宇宙是物质组成的，物质是由分子和原子组成的；
2、了解固态、液态、气态的微观模型；
3、了解原子的结构；
4、对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解；
5、初步了解纳米技术材料的应用和发展前景。
（二）过程与方法目标
1、通过对物质从宇宙到微观的研究介绍，发现并说明物质是可以分割的；
2、通过把原子结构与太阳系的类比，建立微观世界的结构模型。
（三）情感、态度与价值观目标：
通过对物质世界的研究，认识并体验我们生活在物质的世界中，宇宙由物质组成。
学习物质的世界，体会物质世界的奇妙。
课前准备
1.取一根蜡烛放入小金属罐熔化然后观察蜡烛凝固时体积的变化。
2.查阅、收集有关太阳系、银河系的资料、人类探索宇宙的资料。
3.查阅、收集有关分子、原子结构的资料。
教学过程
一、引入新课
人们说广阔的宇宙是无边无际的，那么，这宇宙究竟大到什么程度？宇宙万物，变化万千，那么，这绚丽的世界到底是由什么组成的呢？这一切给人类留了许许多多的谜，引发了人类无限的遐想，激发了一代代科学家对它们孜孜不倦的观察和研究。那么，这一节课就让我们沿着科学家的探究的足迹，从宏观到微观作一次旅行，对这些问题作一些初步的探讨吧。
二、新课教学
(一)宇宙是由物质组成的
1.宇宙有多大？
(1) 综合观察课本图11-1和课本图11-2。
请同学们说出太阳系的九大行星(现报道发现第十大行星)。在太阳系示意图中找出我们生活的地球。(在离太阳比较近的第三条轨道上)
(2)交流资料数据：
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，说一说他们所想像的宇宙有多大。
(4)结论：宇宙是广阔无垠的，大得很难以想象。
2、人类对宇宙的探究过程。
交流资料：
(1) 中国古代关于宇宙结构的学说；
(2) 哥白尼与日心说；
(3) 从世界上第一颗人造地球卫星发射成功，到人类第一次乘飞船进入太空；
(4) 美国的“阿波罗”登月计划；
(5) 我国“神舟”号飞船的五次成功飞行。宇航员杨利伟顺利进入太空绕地球航行。
随着科学的不断进步，人类对太空宇宙的探索越来越深入，宇宙的奥秘将逐渐被揭示。
3、宇宙的组成
问题：宇宙究竟是由什么组成的？
地球及其他一切天体都是由物质组成的。物质处于不停的运动和发展之中。
(二) 物质由分子组成的
1、问题：物质又是由什么组成的呢？
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。到底物质又是由什么组成的呢？
2、分割物质实验：
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。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。
结论：物质是由分子组成的
地球及其他一切天体都是由物质组成的，物质处于不停的运动和发展中。
(三) 原子结构
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。
原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子的周围，有一定数目的电子绕核运动。
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。
研究发现，原子核是由更小的粒子——质子和中子组成的。而质子和中子也还有更小的精细结构——夸克。（分子—原子—原子核[质子（夸克）和中子（夸克）]和电子
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) 固态、液态、气态的微观模型
1、学生交流课前观察蜡凝固时体积的变化。(液体蜡在凝固时体积缩小，中间凹陷下去。)
2、问题：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、探究：先让学生说说他们在课堂上听课，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。
固体具有一定的体积和形状；液体没有确定的形状，具有流动性；气体具有很强的流动性。
4、结论：根据以上探究，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。
液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小。因而，流体没有确定的形状，具有流动性。
气态物质中，分子极度散乱，间巨很大，并以高速向四面八方运动，粒子间的作用力极小，容易被压缩。因此，气体具有流动性。
(五)科学世界——纳米科学技术
纳米科学技术是是纳米尺度内（0.1nm—100nm）的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。
纳米技术的应用：电子与通信，医疗，制造业，分子人……
三、小结
地球及其他一切天体都是由物质组成的，物质又是由分子组成的，分子又是由原子组成的。原子的结构与太阳系相似。原子核位于原子的中心，电子绕核运
