第一节 化学真奇妙（教学设计）化学鲁教版2024九年级上册

第一节 化学真奇妙 一、知识目标 1.学生能举例说明化学在日常生活、科技发展和社会进步中的重要应用，认识化学对人类生活和社会发展的重要性。 2.能通过实验现象准确辨识化学变化与物理变化，深刻理解“新物质生成”是化学变化的本质特征，牢固建立“性质决定用途”的化学思维。 3. 初步认识物质是由微粒构成的，能通过简单实例说明分子、原子等微粒的存在和基本性质。清晰阐述化学的概念，即化学是在分子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上观察化学变化的现象，微观上理解物质由分子、原子构成及化学变化中粒子的变化。 2.证据推理与模型认知：通过我国化学领域重大贡献（如人工合成结晶牛胰岛素、屠呦呦研制青蒿素）的案例，感悟中国化学家攻坚克难的科研精神，激发对化学的兴趣，培养科学探究精神和创新意识。 3.科学探究与创新意识：通过“教室物品原料溯源”活动和相关实验（如镁条燃烧、锌粒和稀盐酸反应等），规范完成实验操作，建立“物质转化与人类生活”的关联模型。 一、教学重点 1.化学在生活、科技、社会等方面的重要应用实例，让学生切实感受化学对世界的改变，认识化学的重要性。 2.物理变化和化学变化的概念、本质区别及常见变化类型的判断，这是学习化学的基础，有助于学生理解物质的转化过程。 3.认识物质是由微粒构成的观点，帮助学生从微观层面认识物质，建立宏观与微观相联系的思维方式。 二、教学难点 1.从微观角度理解物理变化和化学变化的本质区别。 2.准确判断一些伴随发光、发热等现象的变化是否为化学变化。 3.理解物质的组成、结构与性质之间的关系，如金刚石和石墨性质差异的原因。 本课时是鲁教版九年级化学上册第一单元第一节，作为初中化学的开篇内容，教材以 “化学真奇妙” 为主题，从 “化学改变了世界”“物质的变化与性质”“物质构成的奥秘” 三个维度展开，构建了初中化学的入门框架。教材通过大量生活实例和科技成果，如服装面料中的合成纤维、农业中的化肥农药、航天领域的化学材料等，让学生直观感受化学与生活的密切联系，打破化学的抽象感，符合新课标从生活走向化学的理念。 教材编写注重科学性与趣味性的结合。在 “化学改变了世界” 板块，引入我国科学家的故事，如人工合成结晶牛胰岛素、青蒿素研发等我国重大成就，既展现化学发展历程，又渗透爱国主义教育和科学精神培养。实验设计贴近学生认知水平，如镁条燃烧、氢氧化钠与酚酞反应等，通过明显的现象差异帮助学生建立物理变化与化学变化的概念，为后续学习物质性质奠定基础。 从大单元视角看，本课时是 “步入化学殿堂” 单元的核心，为后续学习物质的组成、性质及化学反应搭建了认知脚手架。教材先从宏观现象入手，引导学生认识化学变化的特征，再逐步深入微观层面，介绍分子、原子等构成微粒，体现 “宏观 - 微观 - 符号” 三重表征的化学学科思维，符合九年级学生从具体到抽象的认知规律，为整个初中化学学习奠定方法论基础。教材内容编排由浅入深，符合学生的认知规律，注重理论与实践相结合，通过大量实例和实验，帮助学生更好地理解化学知识。 九年级学生处于具体运算向形式运算过渡的阶段，对新奇事物充满好奇心，但化学学科对他们而言是全新领域，缺乏系统的化学知识储备。学生在生活中接触过大量与化学相关的现象，如铁生锈、食物腐烂、燃料燃烧等，但尚未形成 “化学变化” 的科学概念，对现象的理解停留在表面，这为课堂教学提供了生活经验基础，也需要教师引导学生实现从生活经验到科学认知的转化。 学生已具备一定的观察能力和逻辑推理能力，但抽象思维仍不成熟，对 “物质由微粒构成” 等微观概念的理解存在困难。教材中 “一滴水中约有 10²¹ 个水分子” 等表述，虽试图量化微粒的微小，但学生缺乏直观感受，需借助模型、动画等可视化手段突破认知障碍。此外，学生对实验操作充满兴趣，但规范意识不足，在进行镁条燃烧等实验时，需强化安全指导和操作规范。 此外，学生的好奇心和求知欲较强，对化学实验和新奇的化学现象充满兴趣，教师可以充分利用这一特点，通过实验探究等活动激发学生的学习兴趣，引导学生积极参与化学学习。在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合生活实例和实验，帮助学生逐步建立化学思维，提高学生的化学素养。 教学环节一 新课导入 【创设情境】同学们，我们先来看一段视频。（视频中展现一个人从早晨起床到出门的时候所接触到的物品都与化学有关。） 【问题】我们从早晨醒来到夜晚入睡，从吃饭穿衣到住房出行，处处都离不开化学。人类认识化学并使之成为一门独立的科学，经历了漫长的探索过程。那么什么是化学呢？地球上无时无刻正在发生的化学变化是什么呢？ 【学生思考】认真观看视频，积极思考教师提出的问题。学生可能回答：建筑材料可能是通过化学方法制造的；灯光的颜色也许和化学物质有关；生活用品的生产肯定用到了化学知识等。 【过渡】们从早晨醒来到夜晚入睡，从吃饭穿衣到住房出行，处处都离不开化学。人类认识化学并使之成为一门独立的科学，经历了漫长的探索过程。离开了化学变化，就不会有生命的诞生、成长与代代相传、生生不息；离开了化学变化，就不会有春华秋实的周而复始和沧海桑田的逐步变迁。今天的世界，之所以充满了现代气息，极大程度上要归功于化学科学的创造性贡献。那么，到底什么是化学呢？地球上无时无刻正在发生的化学变化又是什么呢？让我们一起走进今天的学习内容——化学真奇妙。 设计意图 1.激发学习兴趣：通过一个人衣食住行的视频，呈现学生熟悉的生活画面，将抽象的化学知识与具象的生活场景结合，呼应课件中从早晨醒来到夜晚入睡都离不开化学的描述，引发学生化学在哪里的好奇心，为课堂注入探究动力。 2.自然衔接教学主题：视频从宏观现象切入，逐步聚焦化学的作用，通过这些与化学有何关联的提问，自然引出化学真奇妙的主题。这种设计符合学生从生活到化学的认知规律，避免直接灌输概念的生硬感，与课件化学改变世界的导入逻辑一致。 3.渗透学科应用价值：导入环节隐含化学服务生活的理念，通过衣食住行产等场景，让学生初步感知化学在材料、能源等领域的应用，为后续化学改变世界的学习埋下伏笔，体现用化学视角看世界的学科价值。 教学环节二化学改变了世界 活动一：化学改变生活 【问题】同学们，你想过吗?汽车轮胎、众多药物、各种塑料，甚至你的书包和篮球等都是以石油为原料并通过化学方法生产出来的，这让你难以置信吧?然而，化学家和化学工程师们早已将这一切变成了现实。那什么是化学呢？ 【学生思考】学生认真思考，各抒己见，分享自己对于化学的理解。 【讲解】化学，顾名思义，是关于物质变化的学问。化学变化是化学研究的重要内容。化学就是在分子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。 【问题】今天我们请来了一位大化学家——门捷列夫，让我们听听他相对同学们说些什么。 【学生思考】聆听出Ai制作的化学家穿越时空的语音留言，了解化学家门捷列夫，感受化学的魅力。 【问题】介绍门捷列夫的成就，引发学生的思考和兴趣。随后提出问题：在我们的日常生活中，有哪些物品或现象能体现化学改变世界？请同学们结合生活经验和课本思考交流。 【学生思考】阅读课本并积极参与交流讨论，有的学生可能提到家里使用的清洁剂，能轻松去除污渍，是化学配方的功劳；有的学生可能说汽车使用的汽油，通过化学燃烧提供动力；还有的学生可能指出食品中的防腐剂、调味剂等，都是化学物质在食品领域的应用。 【讲解】大家看，大多数服装面料中都含有化学合成纤维；化学肥料和农药的使用提高了世界粮食产量；现代建筑和装饰材料很多来自化学工业；制造现代交通工具的材料大多是用化学方法生产的。无处不在的化学制品，使我们的生活变得多姿多彩、充满现代气息。 【问题】请同学们仔细观察教室中的各种物体，说一说哪些是由自然界中本来就有的物质制成的，哪些是由化学方法创造的物质制成的。假设周围所有的化学制品在一瞬间全部消失，我们的生活会变成什么样子? 【学生思考】仔细观察教室中的各种物体，如桌椅、藤编篮子、陶瓷花盆、玻璃窗、金属钢笔、墨水、教案纸张等，讨论并回答问题。 【讲解】教室中的天然木材桌椅和藤编篮子是自然界本来就有的物质制成的；陶瓷花盆是通过化学工艺，将黏土等原料经高温烧制而成；玻璃窗由化学方法制造而成，其原料虽来自自然界的石英砂等，但经过化学加工形成透明玻璃；金属钢笔由金属冶炼等化学工艺制成，墨水是多种化学物质调配的产物；教案纸张的原料来自自然界的植物纤维。若周围化学制品瞬间消失，塑料、合成纤维、药物等都不见踪影，我们会失去衣物、电器、药品，建筑材料缺失，交通瘫痪，医疗停滞，生活退回原始状态，健康与安全难以保障，社会秩序受严重冲击。 设计意图 1.展现化学应用广度：通过衣食住行四方面的实例，呼应课件中化学是新质生产力摇篮的表述。学生能直观看到化学从实验室走向产业的过程，理解化学不仅是理论，更是推动社会进步的力量。 2.引导主动探究发现：小组讨论活动则促进学生之间的交流与合作，激发学生的思维，让学生从自身生活出发，深入理解化学对世界的改变，增强学生对化学学科的认同感，同时也符合大单元教学中培养学生综合分析和知识关联能力的要求。培养学生的观察与归纳能力。 3.建立社会关联认知：通过案例分析化学与社会发展的关系，帮助学生认识化学在解决环境、能源问题中的作用，培养社会责任感。 活动二：化学创造未来 【讲解】教师展示石器时代、青铜时代、铁器时代、信息时代、工业革命时代的图片，讲解化学科学的发展与人类时代变革的关系。纵观人类发展的历史，每一次时代变革都与化学科学的发展密不可分。 【问题】化学科学在人类历史发展中的重要作用，化学是推动社会进步的重要力量。生活中哪些科学技术的进步离不开化学呢？请同学们自主阅读课本了解化学如何创造未来。 【学生思考】阅读课本了解化学科学在航空航天、芯片计算机、药物医疗、新能源汽车等领域的应用，感受化学科学已渗透到社会生活的各个方面,特别是与人类社会发展密切相关的重要领域。 【问题】请同学们继续阅读课本，了解我国科学家们在化学领域的重大贡献。并思考：我国化学领域的这些重大贡献对国家发展和世界进步有什么重要意义？从这些成就中，我们能体会到什么？ 【学生思考】阅读课本后了解：1965年9月17日，中国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素，这是人类首次用化学方法合成具有完整生物活性的蛋白质，标志着我国在生命科学领域取得重大突破。屠呦呦研制新型抗疟药，于2015年获诺贝尔生理学或医学奖，青蒿素类药物已在全球挽救超过1000万人的生命。小组代表发言，分享小组讨论成果，表达对我国化学成就的赞叹以及从中学到的勇于创新、坚持不懈等精神。 【归纳总结】化学护航，食品安全无忧；化学赋能，新能源动起来；化学助力，智慧农业丰收；化学推力，托举航天梦想。现代化学作为一门中心的、实用的、创造性的科学，正以崭新的观念和方式改变着世界，使人类的生活更加健康、安全、幸福。化学是 “创造的科学”，化学家不仅研究自然物质，更能创造新物质。像人工合成的大型无机纳米团簇分子，结构精巧，在工业催化等领域应用前景广，彰显化学创造新物质、赋能科技的关键作用 。可以说，化学改变了世界。 设计意图 1.培养民族自豪感：通过现代结晶牛胰岛素、青蒿素等科学家的研究，展现我国化学发展的辉煌历程。青蒿素挽救超 1000 万人生命的案例，让学生直观感受中国化学的国际影响力，增强民族自信。 2.传承科学家精神：通过屠呦呦数百次实验、结晶牛胰岛素研究历时 6 年半等细节，传递攻坚克难、坚持不懈的科研精神。这些内容与课本中中国化学家勇于创新的描述呼应，引导学生从科学家故事中汲取精神力量。 3.增强学科认同：通过未来科技与化学的深度绑定，如基因编辑依赖分子层面研究，强化化学是中心科学的认知。学生能感受到化学在科技革命中的核心地位，提升学习化学的内在动力，与课本中化学推动时代变革的定位一致。 4.拓展科学视野：氢能源汽车、人工器官等未来场景的展示，突破学生对化学的现有认知，将化学与前沿科技关联。这些内容与课件中化学创造新自然界的理念呼应，让学生意识到化学在未知领域的潜力，拓宽科学视野。 【对应训练1】下列是我国“国家最高科学技术奖”的几位获得者及其部分研究领域，其中不属于化学学科研究领域的是 A．闵恩泽，石油化工催化剂研究 B．师昌绪，金属腐蚀与防护研究 C．程开甲，定向能高功率微波研究 D．屠呦呦，青蒿素的发现与提取 【答案】C 【详解】A、石油化工催化剂研究属于化学中的工业催化领域，催化剂用于改变化学反应速率，是化学学科的核心内容，A选项不符合题意； B、金属腐蚀与防护涉及金属与环境的化学反应（如氧化），防护方法（如涂层、合金）属于材料化学研究范畴，B选项不符合题意； C、定向能高功率微波研究主要涉及电磁波的能量传输与应用，属于物理学或电子工程领域，C选项符合题意； D、青蒿素的发现与提取属于天然产物化学和药物化学，研究有机物的结构与性质，是化学的分支，D选项不符合题意。 故选C。 【对应训练2】化学为社会进步和人类文明作出了巨大贡献。下列对化学的认识，正确的是 A．化学只研究自然界已经存在的物质 B．化学的发展对环境造成了极大的危害，应该限制其发展 C．纯天然的物质不含任何化学成分 D．化学是推动社会发展的重要力量 【答案】D 【详解】A、化学不仅研究自然界存在的物质，还通过合成创造新物质（如塑料、药物），故A不符合题意； B、虽然部分化学活动可能污染环境，但化学也提供治理污染的方法（如污水处理、环保材料），限制发展不可取，应科学应用，故B不符合题意； C、所有物质均由化学成分构成（如水H2O、氧气O2），不存在不含化学成分的“纯天然”物质，故C不符合题意； D、化学在能源开发（如电池）、材料创新（如合金）、医药（如药物合成）等领域推动社会进步，故D符合题意。 故选D。 教学环节三物质的变化与性质 活动三：实验探究物理变化与化学变化 【问题】化学改变世界的途径是使物质发生化学变化。那么,什么样的变化是化学变化呢? 我们在生活中会看到很多变化，比如光合作用、葡萄酿成酒、铁生锈等，。这些变化都有什么特点呢？它们之间有什么区别呢？今天我们就来探究物质的变化。 【学生思考】阅读课本结合生活经验了解到：这种生成新物质的变化叫作化学变化，也叫化学反应。没有生成新物质的变化叫作物理变化。 【过渡】怎样判断物质是否发生了化学变化呢?接下来就让我们通过实验来探究化学变化的本质。 【实验探究1】点燃镁条——镁条是一种银白色金属 实验仪器：坩埚钳、酒精灯、陶土网 实验操作：用坩埚钳夹持镁条，在酒精灯火焰上点燃。认真观察并记录实验现象。 实验现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，放出大量热。 【学生思考】教师引导学生分析实验现象，得出结论：该实验发光放热，有新物质生成，属于化学变化。 【实验探究2】氢氧化钠中加入酚酞试液——酚酞试液是一种无色溶液，是常见的酸碱 指示剂。氢氧化钠是一种白色片状固体，溶于水成无色溶液。 实验仪器：试管、胶头滴管 实验操作：向试管加入1-2mL氢氧化钠溶液，滴加2-3滴酚酞试液，振荡，认真观察并记录实验现象。 实验现象：溶液由无色变为红色 【学生思考】教师引导学生分析实验现象，得出结论：该实验有颜色变化，有新物质生成，属于化学变化。 【实验探究3】锌粒与稀盐酸——锌粒是一种银白色金属颗粒。盐酸是一种或无色透明溶液。 实验仪器：试管、镊子 实验操作：向试管放入2-3颗锌粒，加入1-2mL稀盐酸，认真观察并记录实验现象。 实验现象：锌粒表面产生大量气泡，锌粒逐渐溶解。 【学生思考】教师引导学生分析实验现象，得出结论：该实验产生气体，有新物质生成，属于化学变化。 【实验探究4】硫酸铜与氢氧化钠——氢氧化钠是一种白色片状固体，溶于水成无色溶液。硫酸铜溶于水形成蓝色的溶液。 实验仪器：试管、胶头滴管 实验操作：向试管加入1-2mL硫酸铜溶液，逐滴加入氢氧化钠溶液至出现明显现象，认真观察并记录实验现象。 实验现象：立即生成蓝色絮状沉淀。 【学生思考】教师引导学生分析实验现象，得出结论：该实验生成沉淀，有新物质生成，属于化学变化。 【问题】通过上述实验我们可以发现，化学变化有什么特点？ 【学生思考】学生总结化学变化的特点：化学变化的基本特征是有新物质生成，在这个过程中常常伴随发光、发热、颜色变化、产生气体、生成沉淀等现象。 【讲解】化学变化的基本特征是有新物质生成，在这个过程中常常伴随发光、发热、颜色变化、产生气体、生成沉淀等现象。我们通常可以通过观察这些现象来推断是否有新物质生成，进而判断是否发生了化学变化。物质发生化学变化时不但生成了新物质，还伴随着能量变化。这种能量变化通常表现为热能、光能和电能的释放或吸收。如炸药、石油、煤炭等储存的能量都是通过化学反应释放出来的；而绿色植物则是通过化学反应(光合作用)将太阳能储存起来的。其实我们的身体就像一个复杂的“化学工厂”,食物、氧气、水等“原料”每时每刻都在体内进行着化学反应，为我们的生命活动提供能量。 【问题】思考与讨论：发光发热的一定是化学变化么？ 【学生思考】不一定，灯亮的时候发光发热，但不是化学变化，属于物理变化。 【讲解】判断是否发生化学变化的最根本依据是是否生成新物质，物理变化和化学变化的本质区别也是是否生成新物质。 【问题】给出一些生活中常见的现象，让学生分辨哪些属于物理变化，哪些属于化学变化，如木柴燃烧、钢铁生锈、玻璃破碎、火药爆炸、冰块融化、食物腐烂、气球爆炸、铁杵成针等。 【学生思考】木柴燃烧、钢铁生锈、火药爆炸、食物腐烂属于化学变化；玻璃破碎、冰块融化、气球爆炸、铁杵成针属于物理变化。 设计意图 1.强化直观认知：镁条燃烧、氢氧化钠溶液中加入酚酞等实验，通过状态、形状的可见变化，帮助学生建立物理变化的表象认知；氢氧化钠遇酚酞变色、锌粒与盐酸反应等实验，以明显的新物质生成现象，凸显化学变化特征，与课件中通过实验验证变化类型的方法一致。 2.培养科学探究能力：实验过程强调观察 - 记录 - 分析的完整流程，学生需关注实验前物质状态、实验中现象、实验后物质性质，呼应课件中观察实验的步骤方法。这种训练能逐步规范学生的科学探究行为，提升实验素养。 3.突破核心概念难点：通过对比实验，让学生自主归纳是否生成新物质这一本质区别，避免死记硬背。例如，学生通过观察并总结化学变化有新物质生成，直观理解两类变化的差异，突破概念辨析难点。 活动四：物理性质和化学性质 【问题】结合刚才的实验，请同学们阅读课本，小组归纳总结什么是化学性质，什么是物理性质。 【学生思考】结合实验和课本，小组归纳总结：我们把物质在化学变化中表现出来的性质，称为该物质的化学性质，如镁条可以燃烧，氧气可以支持燃烧，氢氧化钠能使酚酞试液变红，盐酸能与锌粒反应等。物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，称为该物质的物理性质，如物质的颜色、气味、密度、熔点、沸点和导电性等。 【讲解】每一种物质都具有特定的物理性质和化学性质，这与物质的组成和结构密切相关。物质常见的化学性质：可燃性、助燃性、稳定性、酸性、碱性、 氧化性、还原性、腐蚀性、毒性等。物质常见的物理性质：颜色、 气味、 状态、密度、熔点、沸点、导电性、导热性、挥发性、吸附性、延展性、溶解性等。 【问题】生活中有哪些常见的化学性质与物理性质？小组内交流举例。 【学生思考】联系生活实际，举例说明，如酒精的物理性质有易挥发、有特殊气味、能与水互溶等，化学性质是具有可燃性；二氧化碳的物理性质是无色无味气体、密度比空气大、能溶于水等，化学性质是能使澄清石灰水变浑浊、不能燃烧也不支持燃烧等。 设计意图 1.构建知识逻辑链条：在变化探究的基础上引出性质概念，形成变化表现性质 - 性质决定变化的逻辑闭环。从化学变化归纳出化学性质，从物理变化提炼出物理性质，符合课件中性质与变化关联的认知规律。 2.强化概念辨析能力：通过铁、氧气等物质的性质举例，让学生在具体情境中区分物理性质（颜色、状态）与化学性质（可燃性、助燃性）。这种辨析训练能帮助学生准确把握概念边界，与课件中常见性质分类的内容呼应。 3.建立性质用途关联：引导学生分析性质决定用途的实例，如氧气助燃性用于炼钢，铁的导电性用于制导线，呼应课件中性质决定用途的化学思维。这种关联能让学生理解学习性质的实际意义，避免知识碎片化。 【对应训练1】探索浩瀚宇宙，建设航天强国。2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火发射。4月27日，神舟二十号、神舟十九号航天员乘组移交了空间站的钥匙。5月22日，航天员乘组圆满完成第一次出舱活动。以下过程包含化学变化的是 A．火箭点火发射 B．航天员乘组移交钥匙 C．航天员打开舱门出舱 D．航天员安装空间站碎片防护装置 【答案】A 【详解】A、火箭点火发射，发生了燃烧，一定有新物质生成，属于化学变化； B、航天员乘组移交钥匙，移交钥匙仅是物体位置的转移，钥匙的组成和性质未改变，属于物理变化； C、航天员打开舱门出舱，舱门开关是机械运动，未改变物质组成，属于物理变化； D、航天员安装碎片防护装置，安装装置属于物体位置或结构的调整，未生成新物质，属于物理变化。 故选A。 【对应训练2】镁带在空气中燃烧，现象不正确的是 A．产生耀眼白光 B．产生大量白雾 C．产生大量的热 D．产生白色固体 【答案】B 【详解】A、镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，故选项说法正确； B、镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，而不是产生大量白雾，故选项说法错误； C、镁带在空气中燃烧，放出大量热，故选项说法正确； D、镁带在空气中燃烧，生成一种白色固体，故选项说法正确。 故选B。 教学环节四 物质构成的奥秘 活动五：物质的构成 【情境引入】同学们，从杯子中的水到遥远太空中的恒星，宇宙中一切物质都是由什么构成的呢？这是一个非常神秘的问题。今天我们就一起来探索物质构成的奥秘。请同学们阅读课本，了解物质都是由什么构成的。 【学生思考】阅读课本了解：人类经过长期的探索研究，认识到世界万物都是由极其微小的粒子(分子、原子等)构成的。如水是由水分子构成的，水分子很小很小，我们的肉眼根本就无法看到。一滴水中大约聚集有10²¹个水分子，如果能有一种仪器把水分子放大到一定程度，你会看到每个水分子都是由两个氢原子和一个氧原子紧密结合在一起形成的，而且水分子中的氢原子和氧原子按一定的角度排列成了特定的空间形状。 【讲解】教师展示水分子、氢分子（）、氧分子（）的模型，讲解分子的形成过程：两个氢原子可以紧密结合形成氢分子，两个氧原子可以紧密结合形成氧分子，氢原子和氧原子能相互结合形成水分子。 【问题】金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们的性质却差异巨大，是什么原因造成的？请同学们阅读课本，结合图片，找到答案。 【学生思考】认真观察金刚石和石墨的图片，了解它们的性质差异：金刚石是自然界中硬度最大的物质，石墨则很软、有滑腻感。金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们的性质却差异巨大，这是由碳原子之间形成的不同的化学结构决定的。 【讲解】 构成物质的分子、原子等微观粒子不同，物质表现出的性质就不一样；由相同的微观粒子构成，粒子的排列方式不同，物质表现的性质也不同。即结构决定性质。 【讲解】教师展示用STM技术拍摄的硅原子图像、用STM技术将101个铁原子排列成最小的汉字、用STM技术将一氧化碳分子排列成“分子小人”的图片，讲解科学家对原子、分子的研究成果：如今，科学家们不仅能够通过扫描隧道显微镜（STM）观测到原子和分子，而且实现了对原子、分子的移动、排列和复制。 【归纳总结】物质内部原子、分子的连接方式、空间排布和顺序就是物质的化学结构。洞悉化学结构是研究物质化学性质的重要基础。化学就是在分子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，它指导着我们更科学地认识、改造和应用物质。 设计意图 1.实现微观可视化：通过水分子、氢分子、氧分子的模型展示，将分子这一抽象概念转化为可见现象。特别是课件中一滴水中约有 1021 个水分子的量化描述，帮助学生感知微粒的微小，突破微观认知障碍。 2.搭建宏微联系桥梁：通过对比金刚石和石墨的性质，让学生理解结构决定性质的化学思想，培养学生的分析归纳能力。渗透结构决定性质这一化学思维。这种思维训练呼应课件中化学在分子层次研究物质的学科定义，培养宏微结合的思维方式。 3.奠定微观思维基础：介绍分子、原子构成物质的基本观点，为后续学习物质组成、化学反应实质铺路。例如，金刚石与石墨的性质差异源于碳原子排列不同，与课件中结构决定性质的核心思想呼应，形成持续的认知发展链。 【对应训练1】化学是一门实用的、富有创造性的学科。下列关于化学的说法，错误的是 A．化学只研究自然界已经存在的物质 B．化学是在分子、原子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科 C．利用化学生产化肥和农药，以增加粮食的产量 D．“绿色化学”使更多的化学生产工艺和产品向着环境友好的方向发展 【答案】A 【详解】A、化学不仅研究自然界存在的物质，还研究未知的物质，如通过合成创造塑料、合成纤维等新物质，故选项说法错误； B、化学是在分子、原子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科，故选项说法正确； C、化肥和农药的研发与应用是化学促进农业发展的典型实例，故选项说法正确； D、“绿色化学”旨在减少污染和资源消耗，使更多的化学生产工艺和产品向着环境友好的方向发展，故选项说法正确。 故选A。 【对应训练2】学习任何一门学科，首要了解它研究的主要内容。化学研究的主要内容是 ①物质的性质    ②物质的组成与结构    ③物质的转化及应用    ④生物体生命活动规律 A．①②③ B．③④ C．①③ D．②④ 【答案】A 【详解】化学研究的主要内容是①物质的性质、②物质的组成与结构 、③物质的转化及应用 ；④生物体活动的规律是生物学研究的内容， 综上所述，化学研究的主要内容是①②③。 故选A。 第一单元 步入化学殿堂 第一节 化学真奇妙 / 学科网（北京）股份有限公司 一、化学改变了世界 1.化学概念 化学是关于物质变化的学问，在分子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础学科。 2.化学作用 衣、食、住、行各方面 3.我国化学领域重大贡献 o1965年首次人工合成结晶牛胰岛素 o屠呦呦研制新型抗疟药 二、物质的变化与性质 1.化学变化与物理变化 o化学变化：生成新物质，常伴随发光、发热等现象 o物理变化：无新物质生成 o本质区别：是否有新物质生成 2.化学性质与物理性质 o化学性质：在化学变化中表现出来的性质 o物理性质：不需要发生化学变化就表现出来的性质 三、物质构成的奥秘 1.物质由粒子构成 分子、原子等 2.化学研究范畴 研究物质组成、结构、性质、转化及应用，化学结构是研究性质的重要基础 1.下列叙述中，前者是化学变化，后者是化学性质的是 A．纯铁具有银白色金属光泽，质软；铁制品放在潮湿的空气中容易生锈 B．二氧化碳使澄清石灰水变浑浊；汽油易燃烧 C．酒精易挥发；衣柜里的樟脑丸逐渐变小 D．食盐易溶于水；水结成冰 【答案】B 【详解】A、纯铁具有银白色金属光泽，质软，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质；铁制品放在潮湿的空气中容易生锈，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，不符合题意； B、二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，有新物质生成，属于化学变化；汽油易燃烧，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，符合题意； C、酒精易挥发，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质；衣柜里的樟脑丸逐渐变小，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意； D、食盐易溶于水，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质；水结成冰，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意。 故选：B。 2．2024年11月4日神舟十八号载人飞船返回舱返回地球的过程中发生化学变化的是 A．表面隔热材料升华吸热 B．穿越大气层时通讯暂时中断 C．降落伞打开后迅速下降 D．表面材料的高温氧化 【答案】D 【详解】A、表面隔热材料升华吸热，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意； B、穿越大气层时通讯暂时中断，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意； C、降落伞打开后迅速下降，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意； D、表面材料的高温氧化，有新物质生成，属于化学变化，符合题意。 故选D。 本节课的教学围绕 “化学真奇妙” 展开，整体上实现了让学生初步认识化学的目标。通过展示生活中常见的化学制品，如服装中的合成纤维、农业中的化肥等，学生能直观感受到化学与生活的紧密联系，在 “教室物品原料溯源” 活动中，多数学生能准确区分天然物质和化学合成物质，对化学改变世界有了初步理解。实验环节，学生参与镁条燃烧、氢氧化钠与酚酞反应等实验的积极性较高，能观察并记录发光、变色等现象，但部分学生对化学变化 “生成新物质” 的本质把握不够到位，需要结合更多实例加深理解。 在培养学生学科素养方面，介绍我国人工合成结晶牛胰岛素、屠呦呦研制青蒿素等成就时，学生的民族自豪感明显增强，能感受到科学家坚持不懈的探究精神。不过，对于物质构成的奥秘这部分内容，由于分子、原子等微观粒子较为抽象，尽管结合了相关描述，学生理解起来仍有难度，后续教学可借助更直观的模型或动画，帮助学生建立宏观与微观的联系。 从知识衔接来看，本节课作为 “步入化学殿堂” 的起始课，为后续学习物质的变化与性质打下了基础。但在教学过程中，对 “性质决定用途” 这一化学思维的渗透还不够充分，且课堂时间分配有待优化，物质构成部分的讲解稍显仓促。今后需调整各环节时长，加强知识点之间的联系，让学生更系统地掌握所学内容，提升课堂教学的有效性。 $$