第2节 组成物质的化学元素 第1课时（教学设计）化学沪教版2024九年级上册

第2节 组成物质的化学元素 第1课时 元素与元素符号 一、知识目标 1.认识物质是由元素组成的，识记常见元素的名称和符号，解释元素的含义和元素符号的意义，能对元素进行简单分类； 2.从物质组成元素角度划分单质、化合物和氧化物，掌握单质、化合物、氧化物的概念； 3.能初步认识元素周期表，根据元素的原子序数在周期表中检索该元素的信息。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观角度辨识物质由元素组成，建立“元素”是物质基本成分的认知；能通过元素符号的微观意义，理解元素在化学中的统一表征作用，初步建立宏观物质与微观符号的联系。 2.证据推理与模型认知：能依据物质的元素组成证据，推理并建立单质、化合物及氧化物的分类模型；能运用元素周期表的结构模型，检索元素信息，理解元素有序排列的科学逻辑。 3.科学探究与创新意识：通过分析典型物质（如H₂O、O₂、CO₂）的元素组成与分类，探究物质结构与性质的关系；尝试利用元素周期表工具检索未知元素信息，培养基于证据的科学探究方法，激发对物质组成规律探索的创新意识。 一、教学重点 1.认识物质是由元素组成的，识记常见元素的名称和符号，解释元素的含义和元素符号的意义，能对元素进行简单分类。 二、教学难点 1.从物质组成元素角度划分单质、化合物和氧化物，掌握单质、化合物、氧化物的概念。 本节内容是初中化学概念体系构建的关键起点，核心任务是引导学生建立“元素”这一化学基本概念并掌握其符号表征。教材从学生熟悉的宏观物质入手，揭示其内在共性，从而抽象出“元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称”这一科学定义。这一设计巧妙地将微观的原子与宏观的物质组成联系起来，化解了学生认知上的障碍，并严格对应了课程标准“认识物质是由元素组成的”这一核心要求。理解元素是物质的基本组成单位，是后续学习化学式、化合价、质量守恒定律乃至物质分类的根本基石。 教材内容编排遵循了清晰的认知逻辑。首先，通过对比不同物质引导学生感知“元素”的存在，明确元素的核心特征，区分元素与原子的概念。其次，引入元素符号作为国际通用的化学语言，强调其规范性和统一性。教材不仅要求学生识记常见元素符号，更通过具体示例重点剖析了元素符号的双重意义。这种符号意义的双重性是学生从生活语言转向科学语言的关键一步，也为后续化学式的学习埋下了伏笔。然后，教材基于元素的种类和数量，引导学生对纯净物进行初步分类，建立单质、化合物以及氧化物的概念体系，初步形成基于元素组成的物质分类观。最后，教材引入了元素周期表的启蒙认识，指导学生依据原子序数查找元素名称、符号等信息，感受元素世界的有序排列，为高中深入理解周期律打下初步基础。 教材的设计体现了鲜明的科学教育导向。它注重引导学生通过具体实例进行实证推理，修正“一种物质只含一种元素”等前科学概念，培养证据意识。元素周期表作为化学史上最伟大的科学模型之一，其片段化的引入使学生初步体验了“有序排列预测性质”的科学思维方法，是模型认知素养的启蒙。对元素符号历史渊源的简述，则渗透了科学文化的发展性和国际性。在教学实施中，重点需放在帮助学生完成三重转化：将日常生活中的物质名称转化为科学概念“铁元素”；将中文元素名称转化为国际符号“O”；将孤立记忆元素符号转化为理解其作为化学思维和交流工具的核心价值，并初步利用周期表进行信息检索，感受化学世界的系统性。教材中的“活动与探究”、“讨论”等栏目正是为促进这些转化而精心设计。 学生在学习本节之前，通过前面的章节已经初步建立了“物质由分子、原子等微观粒子构成”的概念，这为理解“元素是一类原子的总称”提供了必要的微观基础。他们熟悉许多常见物质及其名称，也接触过一些元素名称，但这些名称在生活中往往是作为物质整体或其组成部分的模糊指代，而非严格的化学概念。学生普遍具备一定的分类能力，但对如何从组成角度对物质进行科学分类尚不清晰。他们对字母符号不陌生，但将拉丁字母符号与具体化学元素名称建立牢固且准确的联系，并理解其双重含义，将是全新的挑战和潜在的难点。部分学生可能通过科普读物或网络对元素周期表有零星印象，但缺乏系统认知和检索能力。 学习本节内容时，学生主要的认知障碍可能集中在几个方面：一是概念抽象性，“元素”作为对一类原子的总称，具有高度的概括性，学生容易将其与具体的物质或单个原子混淆，理解“只论种类不论个数”的特征需要思维转换。二是符号表征的双重性，元素符号同时代表宏观的“氧元素”和微观的“一个氧原子”，这种“一词多义”在初期容易造成混淆，特别是在后续学习化学式时。三是分类标准的严谨性，基于元素种类和数量区分单质、化合物、氧化物，学生可能因忽略“纯净物”前提或对“含氧元素”与“氧化物”定义把握不准而产生错误分类。四是记忆负担与工具认知，识记元素符号可能被学生视为枯燥的记忆任务，而忽视其作为国际通用化学语言进行交流、推理和检索的核心工具价值。五是微观与宏观的联结，虽然有了原子基础，但将抽象的“质子数相同的一类原子”与宏观物质的组成联系起来，并理解元素是宏观物质组成的基本单位，仍需教师在具体实例中加以引导和强化。 此外，学生在接触元素周期表片段时，可能对其排列规律感到好奇，但也可能因信息量大而产生畏难情绪。教师需要充分利用教材中生活化的实例和活动设计，帮助学生将抽象概念具象化，在理解的基础上进行记忆和应用，并初步体会元素世界的有序性和科学模型的魅力，为后续学习奠定良好基础。 教学环节一 新课导入 【展示】 呈现碳酸钙（CaCO₃）分解图示，标注钙、碳、氧元素。 【提问】同学们，碳酸钙是我们熟悉的物质（如大理石、鸡蛋壳的主要成分），它由哪些基本成分组成？这些成分在不同物质中是否也存在？ 【学生回答】钙、碳、氧；氧气中也含氧，二氧化碳中含碳和氧。 【讲解】没错！无论是坚硬的碳酸钙，还是呼吸所需的氧气，都由几种“基本成分”组成。化学上将这些基本成分称为元素。元素是组成千万种物质的基石。今天，我们就来探索元素的世界。 设计意图 1.生活关联：用碳酸钙等常见物质建立熟悉感，降低抽象概念的陌生度。 2.聚焦核心：通过物质组成对比，自然引出“元素是物质基本组成单位”的核心思想。 教学环节二 元素与元素符号 活动一：元素的定义 【引入】我们已经知道物质由分子、原子构成，那不同分子中相同的原子有什么共性呢？让我们通过分析分子构成来探究。 【交流讨论】展示氧分子（O2）、二氧化碳分子（CO2）、水分子（H2O）的构成： （1）氧分子由什么构成？ （2）二氧化碳分子由什么构成？ （3）水分子由什么构成？ 【学生回答】（1）氧原子；（2）碳原子和氧原子；（3）氢原子和氧原子。 【讲解】这些分子中都含有氧原子，它们的核电荷数（质子数）都是 8，我们把核电荷数为 8 的所有氧原子统称为氧元素。 【提问】想一想：它们属于哪种元素？ 【学生回答】它们的核电荷数都是1，属于氢元素；它们的核电荷数都是6，属于碳元素。 【讲解】大家观察得很仔细，根据以上的分析，我们可以得出结论：核电荷数（即质子数）决定元素的种类。 【展示】钠原子（Na）与钠离子（Na⁺）的核电荷数对比图。 【交流讨论】钠原子失去电子变成钠离子，元素种类改变了吗？为什么？ 【学生回答】未改变，因为核电荷数仍是11。 【讲解】这个实例帮我们理清了很重要的一点，虽然在原子中核外电子数等于质子数等于核电荷数，但是电子可能会得失，电子数会发生变化，所以元素的种类与电子数无关，由核电荷数（质子数）决定。元素是具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。 【提问】元素定义中的原子能改成粒子吗？ 【学生回答】不能，粒子可能是分子、原子、离子，可能存在核电荷数相同的分子或原子。 【展示】氖原子Ne、水分子H2O、氨分子NH3，计算三种微粒的质子数。 【讲解】根据这几个例子可知，不同的粒子也可能出现核电荷数相同的情况，所以一定要牢牢记住元素的定义中强调了是同一类原子。除此之外，还需注意：同种元素，质子数一定相同，中子数不一定相同；元素属于宏观概念，只讲种类，不讲个数。 设计意图 1.培养归纳推理能力：通过分析具体分子的构成，引导学生从原子共性归纳元素概念，降低抽象概念的理解难度。 2.破除迷思：针对学生易错点（误认为电子数影响元素种类），强化核心概念。 3.微观探析：建立“质子数不变→元素不变”的推理模型。 活动二：元素分类与符号 【讲解】元素可分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素。金属元素汉字多带 “钅” 旁（金、汞例外）；非金属元素按状态分为固态（“石” 旁）、气态（“气” 旁）、液态（“氵” 旁）；稀有气体元素如氦、氖、氩等。 【展示】元素符号来源表（如H来自Hydrogenium） 【讲解】国际规定：用元素拉丁文名称的第一个字母大写来表示该元素。如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同，就附加一个小写字母加以区别。元素符号的书写遵循两个原则：由一个字母表示的元素符号要大写；由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母要小写。比如氢H、氦He、汞Hg、碳C、氯Cl、铜Cu。 【提问】找一找：下列元素符号的书写是否有错误，错在哪里？ 铜 Ca 氢 N 钴 CO 贡 Ag 氯 CL 猛 MN 流 S 洼 Si 纳 NA 【学生回答】Cu、H、Co、汞 Hg、Cl、锰 Mn、硫、硅、钠 Na。 【交流讨论】元素符号O表示什么？ 【学生回答】氧元素，1个氧原子。 【讲解】元素符号有多层意义：宏观表示一种元素，微观表示该元素的一个原子。 【提问】说出以下元素符号的意义：H、N、Cl 【学生回答】氢元素，一个氢原子；氮元素，一个氮原子；氯元素，一个氯原子。 【提问】若元素符号前有系数，能否表示该元素？如3O。 【学生回答】不能，只能表示3个氧原子。 【讲解】没错，元素是宏观概念，不能论个数，只能论种类，所以加了数字，就没有宏观意义了。部分元素符号（如金属、稀有气体、固态非金属）还能表示该物质，如 Fe 表示铁元素、1 个铁原子、铁这种物质。 【展示题目】典例：用符号表示或写出符号的意义。 （1）H：__________；______________。 （2）2H：____________。 （3）2个铜原子：________。 （4）铁元素：________。 【学生回答】氢元素，1个氢原子；2个氢原子；2Cu；Fe。 设计意图 1.文化渗透：通过拉丁文来源，理解符号国际性，培养科学史观。 2.分类应用：用汉字偏旁辅助记忆，降低符号记忆负担。 3.分层理解：区分宏观与微观意义，突破符号多重含义的难点。 4.关联物质：通过Fe（铁元素/铁原子/铁单质），建立符号与实际物质的联系。 教学环节三 元素周期表 活动一：元素周期表的结构 【展示】视频《门捷列夫与元素周期表》 【引入】1869 年门捷列夫发现了元素周期律并编制了元素周期表，它是学习化学的重要工具。门捷列夫不仅发现按相对原子质量大小排列元素，元素性质呈现周期性变化，而且大胆地预言还存在一些当时未知的元素，这些预言很快就被接连发现的新元素所证实。 【展示】元素周期表图片 【提问】观察元素周期表有多少横行？多少纵行？单元格里有哪些信息？ 【学生回答】元素周期表有7个横行，16个纵行，单元格里有元素符号、名称、原子序数、相对原子质量。 【讲解】元素周期表有 7 个横行、16 个纵行，横行叫做周期， 纵行叫做族。在元素周期表中，每种元素在表中排列的序号等于该元素原子的核内质子数目，这个序号称为原子序数。每个单元格包含原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。原子序数 = 核内质子数 = 核电荷数 = 核外电子数。 设计意图 1.激发学习兴趣：通过展示《门捷列夫与元素周期表》视频及介绍其历史贡献，让学生感受科学家的探索精神，了解元素周期表的重要价值，激发对周期表学习的好奇心。 2.培养观察能力：展示元素周期表图片并设置针对性提问，引导学生自主观察横行、纵行数量及单元格信息，锻炼信息提取与归纳能力，直观感知周期表的外在结构。 活动二：物质的分类 【讨论交流】根据物质组成对下列物质分类，先分成两组，再进行分组，并说明分类的依据：①空气、②铁、③硫磺、④氧气、⑤石灰水、⑥五氧化二磷、⑦氯化钠、⑧蒸馏水、⑨高锰酸钾。提示：1. 先找出混合物；2. 纯净物标出化学符号；3. 根据化学符号对纯净物进一步分类。 【学生回答】混合物：①⑤；纯净物：②③④⑥⑦⑧⑨。纯净物里②③④都只有一种元素，分为一组，⑥⑦⑧⑨含有两种或两种以上元素，分为一组。 【讲解】纯净物分为单质和化合物：单质是同种元素组成的纯净物（如②③④）；化合物是两种或两种以上的元素组成的纯净物（如⑥⑦⑧⑨）。 【提问】如果要把⑥⑦⑧⑨这四种物质再分为两组，怎么分？ 【学生回答】⑥⑧⑨为一组，它们都含有氧元素。 【讲解】像这样含有氧元素的化合物称为含氧化合物，像⑥⑧这样由氧元素和另一种元素组成的化合物是氧化物。总结物质的分类如下： 注意：同种元素组成的物质不一定是单质（如 O2和 O3的混合物）。 【学以致用】下表给出几种元素的原子序数，参照示例，在元素周期表中分别找出相应的元素，把它的名称、符号填入表格中，并写出你对含有该元素的单质或某种化合物的认识。 【学生回答】硫、S，二氧化硫是有刺激性气味的气体；铁、Fe，四氧化三铁是一种黑色固体；汞、Hg，汞常温下是银白色液体。 【展示题目】典例：如图是元素周期表的一部分，下列说法中错误的是（ ） A．氮元素位于周期表第二周期 B．氖原子的相对原子质量为20.18g C．氮元素和乙元素组成的物质是空气污染物 D．与丙化学性质相似的元素的原子，最外层有7个电子 【学生回答】B 设计意图 1.强化分类逻辑：通过“先分混合物与纯净物，再细分单质与化合物”的阶梯式讨论，引导学生掌握物质分类的层次化思路，明确分类依据的核心是物质组成。 2.纠正认知误区：特别强调“同种元素组成的物质不一定是单质”，以 O2和 O3的混合物为例，弥补学生对单质概念的片面理解，培养严谨的化学思维。 3.衔接周期表应用：通过“根据原子序数检索元素并描述性质”的练习，将物质分类知识与元素周期表工具结合，巩固元素符号记忆，强化“元素组成物质”的宏观认知。 第2节 组成物质的化学元素（第1课时） 一、元素与元素符号 1.定义：具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称，只讲种类、不讲个数。 2.分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素。 3.元素符号： 书写：“一大二小”（如 Cu、Cl）。 意义：表元素、表 1 个原子；金属等还表物质（如 Fe） 4.元素周期表 结构：7 个周期（横行）、16 个族（纵行）。 单元格信息：原子序数（= 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数）、元素符号、名称、相对原子质量 5.物质分类 单质：同种元素组成的纯净物 化合物：由两种或两种以上元素组成的纯净物 氧化物：由氧元素和另一种元素组成的化合物 1.下列关于元素的叙述中正确的是（ ） A．质子数相同的两种粒子属于同种元素 B．同种元素的原子结构和质量完全相同 C．元素的种类取决于该元素原子的核外电子数 D．不同种元素的根本区别是核内质子数不同 2.铑被用于汽车催化转化器，使氮氧化物转化成无害气体。铑元素在元素周期表中的相关信息如图所示，下列说法不正确的是（ ） A. 铑的原子序数为45 B. 铑的元素符号为Rh C. 铑是一种金属元素 D. 一个铑原子的质量为102.9 g 3.下列化学符号中，既能表示一个原子，又能表示一种元素，还能表示一种物质的是（ ） A．Cl B．N C．He D．H2 4.写出下列符号的意义或指定的化学符号： （1）Ne：__________、______________、______； （2）2C：______________； 　　　　　 （3）3个硫原子：________。 5.将下列物质：①空气；②氧气；③水蒸气；④高锰酸钾；⑤铁粉；⑥氮气；⑦稀有气体；⑧过氧化氢溶液；⑨海水；属于纯净物的有 ；属混合物的有 ；属于单质的有 ；属于化合物的有 。 本课时围绕“组成物质的化学元素”展开教学，通过分析分子构成引入元素定义，结合汉字特点帮助学生区分金属、非金属和稀有气体元素，借助实例强化元素符号“一大二小”的书写规则及意义理解；通过展示元素周期表图片，引导学生明确周期、族的结构及单元格信息，重点讲解原子序数与质子数的等量关系；通过对具体物质的阶梯式分类练习，让学生掌握混合物、纯净物、单质、化合物及氧化物的概念。教学中发现部分学生对元素符号多重意义的辨析存在混淆，对“同种元素组成的物质不一定是单质”的理解不够透彻，后续需增加符号意义对比练习和反例辨析，结合元素周期表实物检索活动，进一步提升学生对知识的应用能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$