内容正文:
课题1 分子和原子(第2课时) 分子可以分为原子 教学设计
一、基本信息
项目
内容
学科
化学
学段年级
初中九年级
教材
人民教育出版社《义务教育教科书·化学》九年级上册(2024年版)
单元课题
第三单元 物质构成的奥秘 课题1 分子和原子
课时
第2课时(本课题共2课时)
课题内容
分子可以分为原子
课型
新授课
教材页码
第59~61页(“二、分子可以分为原子”整节内容,含图3-5、图3-6、图3-7及【思考与讨论】)
课时安排
1课时(45分钟)
二、教材分析
本课时是课题1的第2课时,紧接第1课时“物质由微观粒子构成”展开。第1课时解决的是“物质由什么构成、微观粒子有什么特征”的问题,学生已经知道分子、原子是真实存在的微观粒子,并掌握了分子的三个基本特征(质量和体积都很小、总在不断运动、分子之间有间隔)。
本课时要在此基础上再前进两步:第一步,从“物质的变化”这一角度认识分子——通过对比物理变化与化学变化中分子本身是否改变,得出“分子是保持物质化学性质的最小粒子”;第二步,把分子“打开”,认识分子由原子构成,并通过化学变化的微观示意图认识“在化学变化中,分子可以分为原子,原子又可以结合成新的分子”,从而得出“原子是化学变化中的最小粒子”。
教材的编写逻辑非常清晰:先由“物理变化→分子不变”“化学变化→分子改变”两个并列的事实,归纳出分子与物质化学性质的关系;再由“分子由原子构成”过渡到化学变化中分子与原子的分合关系。教材配有三幅关键图示:图3-5“几种分子的模型”直观呈现分子的原子构成;图3-6“氧化汞分子分解示意图”直观呈现“分子分成原子、原子重新组合”的全过程;图3-7“氢气与氯气反应的示意图”供学生迁移应用。三幅图由“静态构成”到“动态分合”,构成了本课时的核心认知支架。
本课时的内容为下一节“原子结构”和“元素”的学习打下基础,也直接为第四单元“化学反应的定量关系(质量守恒定律)”的微观解释做准备,在整个单元中处于承上启下的关键位置。
三、学情分析
1. 已有基础
✔学生已掌握分子的三个基本特征,知道分子、原子是真实存在的微观粒子。
✔学生在第二单元已学习过氧气、氮气等由分子构成的物质,并在本课时之前见过“氧分子”“水分子”等名称。
✔学生已能从化学反应的文字表达式中识别“反应物”与“生成物”,具备初步的化学用语基础。
2. 可能存在的困难
抽象性障碍:分子、原子无法直接观察,学生难以在头脑中建立“分子分成原子、原子重新组合”的动态图像,容易停留在机械记忆结论的层面。
概念辨析障碍:容易混淆“分子是保持物质化学性质的最小粒子”与“原子是化学变化中的最小粒子”,把两个“最小粒子”的限定条件(一个是“保持化学性质”,一个是“化学变化中”)弄混。
微粒观障碍:容易产生“分子比原子大”“分子可以再分,所以分子比原子更复杂”等不严谨的推论,也可能误以为“物理变化中分子的化学性质改变了”。
守恒意识障碍:看化学变化示意图时,容易只关注分子的种类变化,忽略“原子的种类和数目都没有变化”这一要点。
3. 教学对策
用“图”带路:充分利用教材图3-5、图3-6、图3-7,配合水分子球棍模型、氧化汞分解动态图的逐步呈现,把不可见的微观过程“画”出来,降低抽象难度。
用“对比”突破:把物理变化(水蒸发、品红溶于水)与化学变化(过氧化氢制氧气、氢气在氯气中燃烧)摆在一起对比,让学生在对比中发现“分子是否改变”这一分界线。
用“模型”活动:组织学生用不同颜色的小球模型模拟氧化汞分子的分解与氧原子、汞原子的重新组合,在动手操作中体会“分子可分、原子不可分”。
用“表格”梳理:设计“分子与原子对比表”,从定义、在化学变化中是否可分、相互关系三个维度帮助学生理清两个易混概念。
四、教学目标(核心素养导向)
1. 化学观念
知道分子由原子构成,能说出常见分子(H2O、CO2、NH3、O2)的原子构成情况。
知道在物理变化中分子本身没有变化,在化学变化中分子会变成其他分子;能说出“由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子”。
知道在化学变化中分子可以分为原子,原子又可以结合成新的分子;能说出“原子是化学变化中的最小粒子”。
初步建立“宏观物质—微观粒子—化学符号”之间的联系,形成“物质是由微粒构成的”这一化学基本观念。
2. 科学思维
能通过对水蒸发、品红溶于水等物理变化与过氧化氢制氧气、氢气在氯气中燃烧等化学变化的对比,归纳出“分子是否改变”这一判断依据,发展比较、归纳的思维能力。
能读懂氧化汞分子分解示意图,从“分子的种类发生了变化、原子的种类没有发生变化”这一事实出发进行推理,得出结论,发展基于证据的推理能力。
能运用“分子—原子”模型解释简单的化学变化过程,初步形成“模型认知”的意识。
3. 科学探究(科学探究与实践)
能借助教材提供的分子模型示意图(图3-5)获得信息,准确描述分子的原子构成。
能参与用小球模型模拟化学变化中分子分解与原子重新组合的实践活动,按规则操作并如实描述模拟结果。
能完成【思考与讨论】中“分析氢气与氯气反应中分子和原子的变化情况”的任务,依据图3-7规范表达自己的分析过程。
4. 科学态度与责任
通过阅读“化学史”中德谟克利特、墨子、波义耳、道尔顿等对原子论的探索,体会科学认识是不断发展的,感悟科学家严谨求实的科学精神。
在模型模拟活动中养成规范操作、如实记录、与同伴合作交流的习惯。
通过用微观粒子的观点解释身边的变化,体会化学对认识物质世界的价值,增强学习化学的兴趣。
五、教学重点与难点
项目
内容
教学重点
1. 分子是保持物质化学性质的最小粒子;
2. 分子由原子构成;
3. 在化学变化中分子可以分为原子,原子可以结合成新的分子,原子是化学变化中的最小粒子。
教学难点
1. 从物理变化与化学变化的对比中,准确理解“分子是保持物质化学性质的最小粒子”中“化学性质”这一限定;
2. 读懂氧化汞分子分解示意图,建立“分子分成原子、原子重新组合成新分子”的动态微观图像;
3. 区分“分子是保持物质化学性质的最小粒子”与“原子是化学变化中的最小粒子”。
难点突破
用教材三幅图示作认知支架,先静态(图3-5)再动态(图3-6),先示范(氧化汞分解)再迁移(图3-7氢气与氯气反应);配合小球模型让学生亲手“分一分、合一合”。
六、教学方法与教学准备
1. 教学方法
对比归纳法:通过物理变化与化学变化的对比,归纳“分子是否改变”的判断依据。
图示分析法:以教材图3-5、图3-6、图3-7为主线,引导学生读图、说图、用图。
模型模拟法:用小球模型模拟化学变化中分子的分解与原子的重新组合。
问题驱动法:围绕“分子在变化中会不会改变”“分子为什么可以分成原子”等问题层层推进。
小组合作学习:在模型模拟与【思考与讨论】环节开展小组交流,互评互纠。
2. 教学准备
教师准备:多媒体课件;水分子、氧分子、氢分子、二氧化碳分子、氨分子的球棍模型挂图或图片;氧化汞分子分解的磁性贴片或动画;彩色小球(或黏土+牙签)模型若干套;氢气与氯气反应的示意图(教材第61页图3-7);磁性黑板。
学生准备:回顾第1课时学过的分子的三个基本特征;分小组准备小球模型(每组至少能表示出氧原子、汞原子、氢原子、氯原子四种小球,可用不同颜色区分)。
实验说明:本课时为概念建构课,教材未安排新的学生实验;但需回顾并衔接第1课时的【实验3-1】与探究“分子运动现象”的结论,用于说明“分子在不断运动”。若采用小球模型模拟活动,属于模型建构活动,不属于化学实验,无需药品与仪器。
七、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、复习导入
温故引新
1. 提问复习:第1课时我们知道了分子的哪三个基本特征?
2. 追问引新:我们知道了分子“什么样”,但分子本身还能不能再分?物质发生的变化不同,分子会有什么不同表现?
3. 明确本课时任务:研究“分子可以分为原子”。
1. 回忆并回答:分子的质量和体积都很小;分子总在不断地运动;分子之间有间隔。
2. 带着问题进入新课。
3. 明确学习任务。
以旧引新,用“还能不能再分”这一自然追问,把学生的注意力从“分子的特征”引向“分子与变化的关系”,形成认知期待。
二、辨变化
看分子变不变
1. 呈现两组事实:
① 水蒸发、品红溶于水;
② 用过氧化氢制取氧气、氢气在氯气中燃烧。
2. 引导对比:这两组变化中,分子本身有没有改变?物质的化学性质有没有改变?
3. 板书归纳:物理变化——分子本身没有变化,化学性质没有改变;化学变化——分子变成其他分子,化学性质不再保持。
4. 给出结论:由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。
1. 判断两组变化的类型(物理变化/化学变化)。
2. 在教师引导下对比:水蒸发只是液态变气态,水分子没有变成其他分子;品红溶于水时,品红分子和水分子都没有变成其他分子。
3. 对比过氧化氢制氧气:过氧化氢分子变成了水分子和氧分子。
4. 尝试用自己的话表达结论,并比较“物理变化中的分子变化”与“化学变化中的分子变化”的不同。
用真实、熟悉的例子构成对比组,让学生在“比一比”中自己发现分界线。结论由学生归纳得出,而不是直接给出,避免机械记忆。“化学性质”这一限定是本课时的第一个难点,通过两组事实的对比自然凸显。
三、看分子
分子由原子构成
1. 提出过渡问题:分子能不能再分?如果能分,分出来的是什么?
2. 出示教材第60页图3-5“几种分子的模型”,逐一引导读图:
① 1个氢分子由2个氢原子构成;
② 1个氧分子由2个氧原子构成;
③ 1个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成;
④ 1个氨分子由1个氮原子和3个氢原子构成。
3. 引导归纳:有些分子由同种原子构成,大多数分子由两种或两种以上原子构成。分子是由原子构成的。
1. 明确分子由原子构成。
2. 观察图3-5,逐个说出每种分子的原子构成情况。
3. 尝试归纳分类:哪些分子由同种原子构成,哪些由不同种原子构成。
4. 用符号表示:H2、O2(同种原子);CO2、NH3(不同种原子)。
从“分子能不能再分”自然过渡到“分子由原子构成”,逻辑顺畅。读图训练既落实知识,又培养从图示中获取信息的能力。引导学生用化学符号对应微观模型,初步建立“宏观—微观—符号”三重表征。
四、析本质
分子可分、原子重组
1. 演示:出示教材第60页图3-6“氧化汞分子分解示意图”,配合磁性贴片或动画,逐步呈现分解过程。
2. 分层提问:
① 加热氧化汞时,氧化汞分子发生了什么变化?
② 分解出来的氧原子和汞原子又做了什么?
③ 整个过程中,原子的种类有没有变化?
3. 板书归纳:在化学变化中,分子可以分为原子,原子又可以结合成新的分子。由此得出:原子是化学变化中的最小粒子。
4. 组织小组活动:用小球模型模拟氧化汞分子的分解与氧原子的重新结合。
5. 对比小结:分子与原子在化学变化中是否可分。
1. 观察并描述氧化汞分子分解的过程。
2. 回答问题:氧化汞分子分解成氧原子和汞原子;每2个氧原子结合成1个氧分子;许多汞原子聚集成金属汞。
3. 得出结论:在化学变化中,分子的种类可以发生变化,而原子的种类不会发生变化。
4. 小组合作动手摆模型,边摆边说“分成什么、结合成什么”。
5. 完成分子与原子的对比梳理。
这是本课时的核心难点,用“先示范、后动手”的方式突破:先由图3-6建立动态图像,再让学生在亲自动手中内化。分层提问把复杂过程拆成三个可回答的小问题,降低思维台阶。通过“原子的种类不变”自然引出“原子是化学变化中的最小粒子”,与“分子是保持化学性质的最小粒子”形成对照。
五、迁移用
分析氢气与氯气反应
1. 出示教材第61页图3-7“氢气与氯气反应的示意图”。
2. 布置【思考与讨论】任务:试分析在该反应中分子和原子的变化情况。
3. 巡视指导,提示学生从“分子分成什么原子、原子又重新组合成什么分子”两个角度分析。
4. 请小组代表上台讲解,师生共同点评、规范表达。
1. 读图分析:氢气分子和氯气分子分别发生变化。
2. 小组讨论并组织语言:氢分子分成氢原子,氯分子分成氯原子;1个氢原子和1个氯原子结合成1个氯化氢分子。
3. 上台讲解,其他同学补充或质疑。
4. 明确:氢气和氯气的化学性质不再保持,生成了化学性质不同的氯化氢。
把氧化汞分解中学到的方法迁移到新的情境,检验学生是否真正掌握“分子可分、原子重组”的一般思路。上台讲解与互评能暴露并纠正理解偏差,同时训练化学用语的规范表达。
六、读化学史
体会科学精神
1. 引导学生阅读教材第61页“化学史”资料(古代关于原子的猜想与近代的证实)。
2. 简要介绍德谟克利特、墨子、波义耳、道尔顿等人的探索,并点明“道尔顿的原子论是在大量实验事实的基础上提出的”。
3. 引导感悟:从古代的猜想,到近代的实验证实,中间凝结了许多人的辛勤劳动和智慧。
1. 阅读教材资料,了解人对原子的认识历程。
2. 交流感受:科学认识是不断发展的,需要实验证据支持。
3. 想一想:我们本课时学到的“原子是化学变化中的最小粒子”与道尔顿的原子论有什么联系。
落实“科学态度与责任”素养目标,让学生体会科学是基于证据不断修正、发展的过程,感受科学精神,同时加强“原子不可分(化学变化中)”这一结论的历史语境。
七、课堂小结
结构梳理
1. 引导学生共同梳理本课时的知识结构:
由分子构成的物质→物理变化中分子不变(分子是保持化学性质的最小粒子)→分子由原子构成→化学变化中分子可分、原子重组(原子是化学变化中的最小粒子)。
2. 完善板书,突出两个“最小粒子”的区别。
1. 跟随教师回顾本课时主线。
2. 说出分子与原子的区别与联系。
3. 完成笔记本上的知识结构梳理。
以“变化中分子与原子各自的表现”为主线串联全课,帮助学生形成结构化的认识,突出两个易混概念的对照。
八、布置作业
布置分层作业(见第十部分):基础作业必做,提升作业选做,实践作业以小组为单位完成。
记录作业要求。
分层设计,兼顾不同层次学生的学习需求。
八、模型模拟活动说明(模拟氧化汞分子分解)
本活动用小球模型模拟化学变化中分子的分解与原子的重新组合,帮助学生建立动态微观图像。
环节
操作要点
预期结果
教学提示
1. 准备
每组取红色小球(表示氧原子)2个、黑色小球(表示汞原子)1个,用连接杆拼成1个“氧化汞分子”。
得到1个由1个汞原子和1个氧原子构成的氧化汞分子模型。
说明模型只是帮助我们想象的工具,真实分子比模型小得多。
2. 分解
模拟“加热”,把汞原子和氧原子之间的连接断开,得到分离开的氧原子和汞原子。
氧化汞分子被“分”成了1个氧原子和1个汞原子。
强调:分出来的是原子,这一步体现“分子可以分为原子”。
3. 重组
每2个氧原子重新连接,结合成1个氧分子;把组内所有的汞原子聚在一起,表示金属汞。
氧原子结合成氧分子,汞原子聚集成金属汞。
强调:原子没有变成其他粒子,只是重新组合,体现“原子是化学变化中的最小粒子”。
4. 对比
把分解前与重组后的模型摆在一起对照:分子种类变了没有?原子种类变了没有?
分子种类发生了变化(氧化汞分子→氧分子);原子种类没有变化(氧原子、汞原子都还是原来的)。
这是本活动最关键的一步,务必让学生自己说出这两句话。
5. 记录
在学案上写出模拟结果,可用“分子→原子→新分子”的箭头表示。
形成“氧化汞分子→氧原子、汞原子→氧分子、汞”的表示。
为下一课时学习化学方程式做初步的微观铺垫(本课时只作直观表示,不要求书写化学方程式)。
九、板书设计
课题1 分子和原子(第2课时) 分子可以分为原子
二、分子可以分为原子
1. 分子与变化
物理变化:分子本身没有变化 → 化学性质不变
例:水蒸发、品红溶于水
化学变化:分子变成其他分子 → 化学性质不再保持
例:H₂O₂ 制 O₂、H₂ 在 Cl₂ 中燃烧
★ 结论:由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。
2. 分子由原子构成(图3-5)
同种原子构成:H₂(2个氢原子)、O₂(2个氧原子)
不同种原子构成:CO₂(1个碳原子、2个氧原子)
NH₃(1个氮原子、3个氢原子)
3. 化学变化中分子与原子的分合(图3-6)
HgO 分子 → 分解为 氧原子、汞原子
每 2 个氧原子 → 结合成 1 个氧分子
许多汞原子 → 聚集成 金属汞
★ 分子种类改变,原子种类不变
★ 结论:原子是化学变化中的最小粒子。
4. 迁移应用(图3-7)
H₂、Cl₂ 分子 → 分成 H 原子、Cl 原子
→ 1个H原子 + 1个Cl原子 → 1个 HCl 分子
5. 对比小结
分子:保持物质化学性质的最小粒子
原子:化学变化中的最小粒子
十、分层作业
1. 基础作业(必做,对应课本第59~61页)
填空:① 由分子构成的物质在发生物理变化时,分子本身______,物质的化学性质______;在发生化学变化时,一种物质的分子会变成 。
② 由分子构成的物质,______是保持其化学性质的最小粒子;______是化学变化中的最小粒子。
③ 1 个二氧化碳分子由______个碳原子和______个氧原子构成;1 个氨分子由______个氮原子和______个氢原子构成。
判断并说明理由:分子一定比原子大;分子可以再分,原子不可以再分。
2. 提升作业(选做)
完成教材第61页【思考与讨论】:氢气在氯气中燃烧生成氯化氢(图3-7)。试分析该反应中分子和原子的变化情况,用文字准确表述。
对照教材第63页“学完本课题你知道了什么”第 2、3、4 条,用自己的话说明“分子是保持物质化学性质的最小粒子”与“原子是化学变化中的最小粒子”这两句话分别针对什么情况。
解释:为什么说“在化学变化中,分子的种类可以发生变化,而原子的种类不会发生变化”?请举例说明。
3. 实践作业(小组完成,任选一项)
用不同颜色的小球(或黏土、橡皮泥)和牙签制作氧化汞分子、氧分子、氢分子、氯分子、氯化氢分子和二氧化碳分子的模型,在小组内互相讲解每个模型的原子构成。
绘制一张“分子与原子”对比表或思维导图,包含定义、在化学变化中是否可分、相互关系三个方面,在班级展示交流。
结合“化学史”资料,用 200 字左右介绍一位你印象最深的科学家(德谟克利特、墨子、波义耳、道尔顿等),说明他作出了什么贡献。
查阅资料并尝试解释:为什么道尔顿认为“原子是不可分割的”,而现代科学已经能够把原子“打开”?(提示:本作业只需形成问题意识,不作知识要求。)
十一、教学反思(课后填写)
项目
内容
目标达成情况
化学观念:
科学思维:
科学探究:
科学态度与责任:
学生困难表现
(记录学生在“分子与原子区别”“原子种类不变”等处的典型错误)
模型活动效果
(学生能否用模型准确说出“分成什么、结合成什么”)
改进设想
(下一课时“原子结构”需要铺垫的内容)
附:本课时在课题中的地位与本课时的边界
1. 课题1《分子和原子》共 2 课时。
第1课时(已完成):物质由微观粒子构成。内容为课本第56~58页,包括【实验3-1】品红在水中扩散、扫描隧道显微镜图像与移走硅原子形成的文字、分子的质量和体积都很小、微观粒子总在不断地运动、分子之间有间隔,以及探究“分子运动现象”。
第2课时(本教案):分子可以分为原子。内容为课本第59~61页,包括物理变化与化学变化中分子的不同表现、“分子是保持物质化学性质的最小粒子”、分子由原子构成(图3-5)、化学变化中分子可分与原子重组(图3-6)、“原子是化学变化中的最小粒子”、迁移应用(图3-7)及化学史资料。
2. 本课时不展开的内容(属后续学习,避免超纲):
原子的内部结构(质子、中子、电子),属本单元课题2“原子结构”。
元素的概念与元素符号的意义,属本单元课题3“元素”。
化学方程式的书写与配平,属第四、第五单元。本课时只要求能用“分子→原子→新分子”的方式作直观表示,不要求书写化学方程式。
相对原子质量、原子的质量计算,属本单元课题2。
质量守恒定律的定量表述,属第四单元;本课时只从“原子的种类和数目没有变化”这一微观角度作定性铺垫。
3. 与第1课时的衔接:第1课时从“物质由什么构成”切入,本课时从“物质发生变化时分子怎样表现”切入,两课时共同回答“物质由微观粒子构成”和“这些粒子在变化中如何表现”两个问题,构成完整的微观认识起点。
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