目 标

1．知识与技能

知道宇宙是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。

初步了解原子的结构。

对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。

初步了解纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。

2．情感、态度与价值观

通过了解人类探索太阳系及宇宙的历程、人类探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入，帮助学生树立科学的物质观和世界观。

说明与建议

宇宙是由物质组成的

广阔的宇宙是无边无际的，究竟大到什么程度，学生很难在头脑中形成比较清晰的表象。课本通过两幅模拟图帮助学生来理解宇宙的构成。

课本图10．l－l展示的是宇宙空间各星系团的情景，目的是让学生知道银河系只是数十亿个星系中的一个，并且银河系的尺度以一束光从这头走到那头需要十万光年的数据给出，显示了银河系之大，宇宙之大。

课本图10.12-1是让学生知道，人类赖以生存的地球置身于太阳系之中，太阳系置身于银河系之中。反过来结合课本图10．1-1，银河系又置身于整个宇宙众多的星系团之中。这样的关系进一步衬托出了宇宙的巨大。

在教学中，一方面要让学生认识宇宙的宽阔无垠；另一方面，要让学生对人类探索太阳系及整个宇宙的漫长经历有所了解。建议结合本章参考资料的部分内容向学生介绍一些相关的内容，也可以让学生以资料调查研究的形式来完成。目的是让学生认识到随着科学的不断进步，人类的探索也在越来越深入。

初中年龄段的学生往往会思考这样的问题：“宇宙究竟是由什么组成的？”课本直接指出：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。这里“物质”一词是相当宽泛的，在教学中，最好结合一些学生熟知的东西来讲解。如，“在地球上，有空气、岩石、高山、大海，有树木、花草、鸟兽，有人类赖以生存的衣、食、住所需的一切生活用品，这些都是物质。”这样，学生对“物质”的理解会感到很具体，在此基础上，推广到一切天体也都是由物质组成的就比较容易理解了。

物质是由分子组成的

广阔无垠的宇宙大得难以想像，它是由物质组成的。那么，物质又是由什么组成的？构成物质的小微粒究竟小到什么程度？要回答好这些问题，自然需要引出“分子”的概念。

想想议议

课本是通过“想想议议”栏目提出问题：如果把玻璃杯打碎了，其碎片还是玻璃。经过多次分割，甚至碾成粉末，颗粒越分越小。如果不断地分割下去，有没有一个限度呢？

教学中的难点是对问题中的分割“限度”一词的理解。如何帮助学生理解好课本中“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”这句话的含义？实际上，学生难于把握的是“保持物质原来性质”的确切含义。建议进一步举出一些学生日常生活中能摸得着、看得到的实例。如，可否以分割糖粒为例。开始的分割会仍然保持甜的味道，但是继续分割下去，也就是当把糖粒分到没有甜味的时刻，那时的微小粒子就不再是糖了，我们所说的“限度”就在于此。即，保持糖这种物质原来性质的最小微粒叫做糖的“分子”。这样引出分子的概念学生比较容易理解。

在学生初步了解分子概念的基础上，要让学生知道分子的尺度大小。分子用肉眼是不能看到的，课本图10.1－4展示了电子显微镜下金分子（单原子）的照片，帮助学生消除对分子概念的神秘感，让学生知道科学技术的进步拉近了我们与物质世界微观结构的距离。

固态、液态、气态的微观模型

物质是由分子组成的。用分子的概念可以帮助学生建立固态、液态、气态的微观模型。课本通过“想想议议”栏目提出问题，针对课本中“物质认液态变为固态时体积变大还是变小？”的问题，学生首先往往会想到的是水变成冰的情况，而这种情况又是特例，不具有普遍性。因此教学中要求学生寻找生活中自己所观察到的现象来支持自己的说法。这对培养学生观察、分析、归纳、概括问题的能力是十分重要的。课本图10．l－5所示的蜡烛熔化后再凝固成固态的蜡为例，说明该物质从液态变为固态时体积变小。在教学中，应鼓励学生观察生活，列举实例进一步加以说明：多数物质从液态变为固态时体积变小。如，钢水变成钢锭（凝固的面是凹陷的，最好能找到钢锭之类的照片展示给学生看），电路焊接时使用的焊锡（学生可动手操作并观察）等。

液态变为气态时，体积显著变大，这在教学中不会有太大困难。研究结果表明：水在汽化时，体积增大约1700倍；乙醚汽化时，体积增大约250倍。实际教学中，可采用相对比例图表示出液体变成气体后，体积的显著变化。”

当物质的状态发生变化时，体积发生变化是由于构成物质的分子在排列方式上发生了变化，这时分子之间存在的相互作用力也发生改变。教学中的难点是由于学生对“力”的概念还没有完全形成，因此，不要把分子力讲得过细，与八年级中有关问题的处理方法一样，点到为止。

结合课本图10.1-6，分析物质处于不同状态时所具有的不同的物理性质。课本采用拟人的模型图手法帮助学生理解固态、液态、气态的微观模型：

1．固态物质中，分子与分子的排列十分紧密有规则，粒子间有强大的作用力将分子凝聚在一起。分子来回振动，但位置相对稳定。就像学生在自己的座位上身子可以来回晃动一样。因此，固体具有一定的体积和形状。

2．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。就像学生在自己的教室中交换座位，但又没离开教室一样。因此，液体没有确定的形状，具有流动性。

3．气态物质中，分子间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子之间的作用力很小，易被压缩。就好比学生在操场上玩，他们处于完全自由的状态，四处奔跑。因此，气体具有很强的流动性。

有条件的学校，可将该拟人图示做成动态的软件形式加以演示，以提高学生的感性认识。

原子结构

教学中如何让学生知道什么是原子？可以考虑继续举出前面分割糖的例子。倘若分割到分子尺度时，这样的微小粒子仍是糖，因为它还保持着糖的性质。如果再分下去，得到的就不再是糖。即，分子再被分割，得到的就是原子，从而引出原子的概念，并通过图示给出了原子结构模型图。物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的，有的分子由多种原子组成（课本图10.1－7），也有的只由一种原子组成（图10．1－4）。这样处理学生还是比较容易理解的。

20世纪初，科学家发现，原子的结构与太阳系（课本图10.1-2）十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核运动（课本图10.1-8、10.1－9）。接着让学生了解原子的尺度，原子非常小，研究表明：原子的半径大约为m，人类用肉眼可以看见的最小灰尘，其中也包含了大约个原子！

有关夸克的知识只要提及一下即可，目的是让学生初步了解人类对物质世界的认识过程。

科学世界 纳米科学技术

纳米技术是很前沿的技术，因此让学生初步了解一些纳米方面的知识是十分必要的。可以让学生阅读栏目中有关“纳米科学技术”的内容，不要求学生一定理解其中的一些术语，而是让学生知道“纳米”只是一个长度的单位，纳米科学技术是人类在认识和探索物质世界微观结构的进程中发展起来的一种技术。科学研究表明：当物质被细分到纳米尺度，即物质小颗粒的尺度小到l～100nm时，物质原有的属性一般会发生比较显著的变化。这是由于每一颗粒内只包含几十或几百个原子、分子，所以使得纳米材料在许多物理、化学性质上既不同于日常的大块的固体，也不同于单个的原子、分子。例如，大块金子是黄色的，10nm的金颗粒是绿色的，而1nm的金颗粒是红色的。人们对纳米材料的研究正是利用它在某一特性方面的变化来改变原材料的效能。

由此可见，人类对物质世界的认识经历由宏观到微观的过程，反过来人类又通过对微观物质世界的深入研究，进一步影响着宏观物质世界研究发展的进程。

本节教材内容的结构设计，符合人类对物质世界认识的过程。即，首先让学生通过对摸得着、看得见的宏观物质世界的学习引发兴趣，然后带领学生逐渐走进微观物质世界，了解人类探索微观物质世界的历程，并认识这种探索将不断深入。反过来，对微观物质世界的研究又影响着宏观物质世界研究的发展进程。人类对纳米科学技术和纳米材料的研究就是一例，让学生初步了解这样一种辩证关系的存在是有意义的。

动手动脑学物理

1．结合课本中有关固态、液态、气态的微观模型的内容，针对自然界和日常生活中的各种不同状态下物质的特性，归纳、总结出固体、液体、气体的不同特征。让学生通过个性来寻找物质共性的东西，这对培养学生分析问题，归纳推理等方面的能力是十分有意义的。

2．目的是考查学生对物质尺度的认识和了解。银河系相当巨大，其尺度在m左右，而用光年的长度单位表示则为十万光年左右，这样表示比较方便。

3．略

4.可以考查学生是否了解有关科学家已实现对分子或原子的操纵这一纳米技术，通过计算进一步了解纳米尺度的大小。要求学生在图上标出小人的长、宽、高，这只是一个估测值，约长：2．5nm，宽：0．5nm，高：5nm。如果两万个这样的“分子”人排列只有一根头发粗细，那么头发的直径大约是2．5×m。