内容正文:
第3章《物质构成的奥秘》第2节 组成物质的化学元素(第1课时)教学设计
一、教材分析
本节位于沪教版九年级上册第3章第2节第1课时,上承构成物质的基本微粒,下启物质的组成,是联结宏观与微观的桥梁。教材从生活情境与原子结构出发建立元素概念,介绍元素符号及书写规范并对元素分类,引导学生形成物质由元素组成的基本观念。
二、四维核心素养
化学观念:建立物质由元素组成、质子数相同的一类原子总称的元素观。
科学思维:比较归纳不同原子的共同特征,抽象出元素概念。
科学探究:在找同类原子、给元素分类活动中经历归纳过程。
科学态度与责任:认识元素与人体健康和自然界的联系。
三、教学重难点
教学重点:元素概念的形成,元素符号的书写规则及其表示的意义,常见元素名称的识记。
教学难点:元素概念中“同一类原子”(即质子数相同)的理解,元素与原子的区别与联系,初步建立宏观组成与微观构成相统一的认识。
四、设计意图
本课时遵循从生活走进化学、从宏观走向微观的思路,以任务式活动统领课堂。学生对元素并非一无所知,补钙、补锌、矿泉水标签等生活经验已为概念学习提供感性基础,故设计寻元、识元、书元、分元、联元五个递进任务,让学生在真实情境中自主建构概念。针对元素概念抽象、“同一类原子”难把握的难点,借助原子结构模型,把看不见的质子数变成可观察、可比较的分类依据,帮助学生跨越宏观与微观的鸿沟。整节课重在让学生经历概念形成过程,学会用元素的眼光重新看待身边物质,为后续学习物质的组成奠定观念基础。
五、教学过程
(一)课堂导入:从“补钙补锌”说起
教师活动:教师投影展示三幅学生熟悉的图片——儿童钙片包装、加碘食盐包装袋、某品牌矿泉水的成分标签,并提问:“生活中我们常听到‘补钙’‘补锌’‘加碘’,这里的‘钙’‘锌’‘碘’指的是什么?矿泉水中又列出了哪些‘成分’?这些说法背后是不是藏着同一个化学名词?”
学生活动:学生观察标签,结合生活经验发言,说出钙片里有“钙”、食盐里有“碘”、矿泉水中有“钙”“镁”“钾”等字样,初步感到这些名称反复出现在不同物质中。
教师引导:教师顺势追问——“为什么不同物质都能含有同一种‘钙’?这个‘钙’到底指什么?”由此引出本节课题“组成物质的化学元素”,并板书课题。
设计意图:以学生每天都可能接触的食品、药品标签为情境,把陌生的“元素”概念锚定在熟悉的生活经验上,制造“不同物质为何含同名成分”的认知冲突,激发探究欲望,体现“从生活走进化学”。
(二)任务一:寻“元”——在身边物质中找相同
任务情境:教师发放学习任务单,上面列出学生已经学过或熟悉的几种物质——氧气、水、二氧化碳、碳酸钙、贝壳与石灰石的主要成分。任务要求:小组合作,查阅教材相关插图,找出这些物质在“组成上有什么共同点”,并用自己的话记录下来。
学生活动:各小组围绕任务单展开讨论。学生从前面的学习中知道水、二氧化碳等物质里都含有“氧”,于是发现氧气、水、二氧化碳里都出现了“氧”这一成分;贝壳、石灰石的主要成分碳酸钙里同时含有“碳”“氧”“钙”。小组代表汇报:“不同的物质里,竟然可以找到相同的成分。”
教师点拨:教师肯定学生的发现,并指出:“化学上,把组成物质的这些最基本的成分称为‘元素’。世界上形形色色的三千多万种物质,其实都是由一百多种元素组成的。”教师用教材中“元素组成物质”的示意图,帮助学生建立“元素是组成物质的基本成分”的初步印象。
设计意图:任务一让学生先在宏观层面“找相同”,自己发现不同物质中存在同名的基本成分,为元素概念提供事实支撑,避免教师直接灌概念;同时渗透“元素种类有限、物质种类繁多”的化学思想。
(三)任务二:识“元”——从原子结构建构元素概念
任务情境:教师在屏幕上展示几种原子的结构模型或数据表,包括含有不同质子数的几类原子。任务要求:仔细观察、比较这些原子,思考“什么样的原子可以算作同一类?判断的依据是什么?”
学生活动:学生分组观察、比较。教师引导学生聚焦原子核内的质子:含有8个质子的一类原子,不管中子数是否相同,都归为同一类;含有6个质子的是另一类;含有1个质子的又是一类。学生逐渐发现,决定原子“类别”的关键是原子核内的质子数。
教师建构:在学生讨论的基础上,教师给出元素的科学定义——元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。教师强调三点:其一,“质子数相同”是判断是否为同种元素的唯一依据;其二,元素是“一类原子的总称”,是宏观的、只讲种类不讲个数的概念;其三,同一类原子可以存在于不同物质中,例如氧元素既可存在于氧气中,也可存在于水和二氧化碳中。
对比辨析:教师进一步引导学生比较“元素”与“原子”——原子是微观粒子,既讲种类又讲个数,用于描述物质的微观构成;元素是宏观总称,只讲种类不讲个数,用于描述物质的宏观组成。教师用“水由氢、氧两种元素组成”与“一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成”作对比(仅用语言描述,不出现化学式),帮助学生区分二者。
设计意图:元素概念的难点在于“同一类原子”,学生看不见质子。任务二借助原子结构模型和数据表,让学生通过比较、归纳自己“发现”质子数这一分类依据,再由教师提炼为科学定义,使概念在学生头脑中自然生长;随后的对比辨析突破难点,初步形成宏观组成与微观构成相统一的认识。
(四)任务三:书“元”——学习国际通用的元素符号
任务情境:教师提出问题:“世界各国语言不同,如果各国都用本国文字来表示元素,交流起来会怎样?”学生体会到需要一套国际统一的表示方法。由此引入“元素符号”。
学生活动:学生阅读教材中关于元素符号的内容,总结书写规则。教师引导学生得出:国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示元素;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。书写时要注意“第一个字母大写,第二个字母小写”,即“一大二小”。
动手练习:教师请学生对照教材所给的常见元素,在学习单上模仿书写并核对,重点纠正“大小写不分、该小写的也大写”等常见错误。学生在练习中体会规范书写的重要性。
意义讲解:教师说明元素符号的意义——它既表示一种元素(宏观意义),又表示这种元素的一个原子(微观意义)。教师结合具体元素说明,例如某一元素符号,既可以表示该元素,也可以表示一个该元素的原子,让学生理解一个符号“身兼两义”。
设计意图:任务三以“为什么要统一”为问题驱动,让学生体会元素符号作为国际化学语言的必要性,再通过自主阅读总结规则、动手练习纠正错误,把“一大二小”的书写规范内化为技能;意义讲解则为后续学习化学式和化学方程式埋下伏笔。
(五)任务四:分“元”——给元素归类
任务情境:教师给出教材中常见元素的卡片或列表,任务要求:观察这些元素的名称用字有什么特点,尝试把它们分成几类,并说说分类的依据。
学生活动:学生分组观察、讨论。学生发现,金属元素的名称多带有“钅”字旁(汞除外),固态非金属元素多带“石”字旁,气态非金属元素名称多带“气”字头,液态非金属元素名称多带“氵”旁。学生据此把元素大致分为金属元素和非金属元素两类。
教师补充:教师在学生分类的基础上补充——除金属元素、非金属元素外,还有一类性质比较稳定的稀有气体元素,如氦、氖、氩等。教师结合教材周期表的局部区域,帮助学生初步感知金属元素与非金属元素在周期表中的大致位置关系,但本课时不作深入要求。
设计意图:分类是化学的核心方法之一。任务四让学生从元素名称的汉字偏旁这一直观特征入手,自主归纳出元素的初步分类,既降低了分类难度,又渗透了“元素名称与类别有规律可循”的思想,培养学生的比较分类能力。
(六)任务五:联“元”——元素就在身边
任务情境:教师投影教材中“地壳中元素含量分布”和“生物细胞中元素含量分布”的示意图,任务要求:读图找一找地壳中含量居前几位的元素分别是什么,人体中含量最多的元素是什么。
学生活动:学生读图、交流,说出地壳中含量较多的元素依次有氧、硅、铝、铁等;人体中含量最多的是氧元素,其次是碳、氢、氮等元素。教师顺势联系生活:植物生长需要氮、磷、钾等营养元素,人体缺铁会引起贫血、缺碘会影响甲状腺健康,因此“元素均衡”对生命十分重要。
教师升华:教师引导学生认识到——无论是脚下的大地、身边的物质,还是我们自身,都是由有限的元素组成的;学习元素,就是学会用化学的眼光认识我们赖以生存的世界。
设计意图:任务五把元素放回自然与生命之中,让学生体会元素并非遥远的概念,而是地壳、生物体和日常生活的共同组成;同时渗透科学态度与责任,引导学生关注元素与人体健康、合理膳食的关系。
(七)课堂小结与随堂评价
课堂小结:教师引导学生围绕“五个一”回顾本课——一个定义(元素是具有相同质子数的一类原子的总称)、一条依据(由质子数决定元素种类)、一套符号(国际统一、一大二小)、一种方法(给元素分类)、一层联系(元素与人体健康和自然界)。学生用自己的话完成小结,教师补充完善。
随堂评价:教师出示几道贴近本课的判断题与填空题,例如“质子数相同的原子一定属于同种元素”“元素只讲种类不讲个数”“地壳中含量最多的金属元素是什么”等,请学生当堂作答并说明理由。教师根据学生作答情况,判断元素概念是否真正建立,对仍有困难的学生在下一课时或作业中给予个别辅导。
设计意图:以结构化的“五个一”小结帮助学生把零散认识整合成清晰的观念脉络;随堂评价紧扣概念辨析,及时暴露“元素与原子混淆、只讲个数不讲种类”等典型误区,实现以评促学、以评促教。
六、板书设计
主板书(居中呈现):
组成物质的化学元素
一、元素:具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称
判断依据:质子数相同(与中子数、电子数无关)
特点:宏观总称,只讲种类,不讲个数
二、元素符号:国际统一,“一大二小”
意义:表示一种元素;表示该元素的一个原子
三、元素分类:金属元素(钅旁)|非金属元素(石、气、氵旁)|稀有气体元素
四、元素分布:地壳中——氧、硅、铝、铁;人体中——氧、碳、氢、氮
副板书(右侧):宏观——组成(元素);微观——构成(原子、分子)
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