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國二上理化⏱ 約 20 分鐘PhETAa-IV-3Aa-IV-1

6.3 化合物與原子概念的發展

任務簡報:水是由氫和氧組成的化合物,而「原子」這個概念,從古希臘哲學家的猜想到現代科學模型,經歷了漫長的發展過程。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

水是由氫和氧組成的化合物,而「原子」這個概念,從古希臘哲學家的猜想到現代科學模型,經歷了漫長的發展過程。這一節,我們要透過模擬實驗,探究化合物的組成與原子模型的演進。

2

實驗工作站:PhET

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,建立一個中性原子(質子數=電子數)。

  2. 2

    觀察並記錄原子核(質子、中子)與核外電子的分布方式。

  3. 3

    查詢道爾頓、湯姆森、拉塞福、波耳等科學家提出的原子模型,比較其異同。

  4. 4

    思考:化合物與元素有什麼不同?水(H₂O)是元素還是化合物?

  5. 5

    討論:原子模型是如何隨著新證據不斷修正的?

💡 實驗小提醒
  • 純物質分為元素(由同種原子組成)與化合物(由兩種以上元素以固定比例化合而成),例如水是氫與氧組成的化合物。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 小提示:不知道怎麼填?按「✨ 填入範例數據看看」,再改成你自己的觀察!

科學家提出的原子模型主要特點觀察備註
道爾頓
湯姆森
拉塞福或波耳
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

純物質包含哪兩大類?兩者有什麼不同?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

純物質包含元素(由同種原子組成,無法再分解)與化合物(由兩種以上元素以固定比例化合而成,可用化學方法分解)。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

原子是由哪些基本粒子組成的?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

原子是由質子、中子、電子三種基本粒子組成。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

原子模型從道爾頓到波耳,經歷了哪些重要修正?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

道爾頓提出原子是不可分割的實心球;湯姆森發現電子後提出「葡萄乾布丁模型」;拉塞福透過散射實驗提出原子核模型;波耳則提出電子在特定軌道上繞核運動的模型。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

科學史上不同背景的科學家,對原子概念的發展有什麼貢獻?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

不同時空背景的科學家依據當時的實驗證據與技術不斷提出、修正原子模型,展現科學知識隨證據演進、具不確定性與持續發展的本質。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:使用JavaLab進行原子模型演進模擬 ▶

前往 JavaLab 網站搜尋「原子模型」或「拉塞福散射實驗」相關模擬,觀察科學家如何透過實驗證據修正原子模型。

javalab.org · Rutherford Scattering 🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
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反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對化合物與原子概念的發展有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

食鹽(氯化鈉,NaCl)與二氧化碳(CO₂)都是生活中常見的化合物,分別由不同元素以固定比例組成。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你能舉出一個生活中常見化合物的例子嗎(如食鹽、二氧化碳)?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏