内容正文:
组成物质的化学元素
沪教版初中化学九年级上册 第3章第2节 第一课时 教学设计
一、课标分析
依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》,“物质的组成”是化学课程内容的核心主题之一。课标要求学生认识物质是由元素组成的,知道质子数相同的一类原子属于同种元素,了解在化学反应中元素的种类是不变的,初步认识元素周期表。同时要求学生能对元素进行简单分类,能识记并正确书写常见元素的名称和符号,能从组成物质的元素的角度判断物质的类别。本课时作为“物质构成的奥秘”主题的重要组成部分,承接前一节分子、原子等微观粒子的学习,帮助学生建立从宏观元素角度认识物质组成的基本观念,为后续学习物质组成的表示、化学变化等内容奠定基础。
二、四维核心素养目标
化学观念:形成“物质由元素组成”的基本认识,理解元素是质子数相同的一类原子的总称。科学思维:通过元素与原子的对比辨析,发展宏观与微观相联系的思维方式。科学探究:通过查阅食品标签、认识元素符号等活动,提升信息获取与归纳能力。科学态度与责任:感受元素与人体健康、日常生活的密切联系,激发学习化学的兴趣。
三、教学重难点
教学重点:元素概念的建立,常见元素符号的书写与意义。教学难点:元素概念的理解,元素与原子的区别与联系,元素符号的宏观与微观双重意义。
四、设计思路
本课时以“生活情境—概念建构—符号表达—分类应用”为主线,采用任务驱动式教学。从学生熟悉的食品、药品标签入手,引出“元素”这一宏观概念;通过对比不同物质的微观构成,引导学生归纳元素的本质特征——质子数相同;再通过元素与原子的对比辨析,澄清易混淆概念;随后引入元素符号这一化学通用语言,通过书写练习、意义解读等活动落实符号表达;最后通过元素分类的梳理,帮助学生形成系统化认识。整堂课注重从生活走进化学、从宏观联系微观,让学生在解决真实问题的过程中自主建构知识体系。
五、教学过程
任务一:情境导入——寻找生活中的“元素”
【任务情境】
教师展示学生课前收集的食品包装袋、保健品说明书、矿泉水标签等实物或照片,请学生仔细观察标签上的配料表和营养成分表,找一找上面出现了哪些共同的“化学名词”。学生可能会提到钙、铁、锌、碘、硒等词汇,教师顺势追问:标签上写的“钙”“铁”“锌”指的是什么?是指具体的物质吗?
【学生活动】
学生分组观察带来的标签材料,在组内交流发现。每组推选代表分享本组找到的“元素名词”,教师将学生提到的词汇逐一板书在黑板一侧。学生在讨论中会发现,不同食品的标签上都反复出现一些相同的化学名称,比如钙、钠、钾、氧、碳等。教师引导学生思考:为什么这些食品中都提到了“钙”“铁”?这里的“钙”到底是什么?
【设计意图】
从学生日常生活中熟悉的食品标签切入,让学生感受到化学就在身边,激发学习兴趣。通过观察—发现—提问的过程,自然引出“元素”这一核心概念,为后续的概念建构做好铺垫。同时培养学生观察生活、从生活中发现化学问题的意识。
任务二:概念建构——什么是化学元素
【任务情境】
教师提出问题:我们已经知道物质是由分子、原子等微观粒子构成的。那么从宏观角度看,物质又是由什么组成的呢?请同学们回忆一下,我们已经接触过哪些物质?它们分别是由什么微粒构成的?教师在黑板上列出几种学生熟悉的物质,如水、氧气、二氧化碳、氧化铁等,引导学生从微观构成的角度分析它们的共同点。
【学生活动】
学生回顾前一节所学的分子、原子知识,分组讨论这些物质的微观构成。教师引导学生聚焦到原子层面:水分子中含有氧原子和氢原子,氧分子中含有氧原子,二氧化碳分子中也含有氧原子。教师进一步追问:这些不同物质中的氧原子,它们的质子数是否相同?学生查阅课本或教师提供的资料后发现,无论是水分子中的氧原子,还是氧气分子中的氧原子,它们的质子数都是相同的。教师由此引出元素的定义:元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
【深化理解】
教师继续引导学生思考:既然元素是“一类原子的总称”,那么元素和我们之前学过的原子有什么区别?学生分组讨论后,教师帮助学生梳理:元素是宏观概念,只讲种类,不讲个数;原子是微观概念,既讲种类,又讲个数。比如我们可以说“水是由氢元素和氧元素组成的”,但不能说“水是由两个氢元素和一个氧元素组成的”。教师再通过几个例子让学生判断正误,巩固对元素概念的理解。
【拓展延伸】
教师介绍:到目前为止,人类已经发现的元素有一百多种,这些元素组成了我们身边形形色色的物质。有的元素在地壳中含量很高,比如氧、硅、铝、铁;有的元素含量很少,但对生命活动却至关重要。教师可以简单介绍地壳中元素含量的排序,让学生对“元素组成物质”有更具体的认识。同时说明:同一种元素可以组成不同的物质,比如氧元素可以组成氧气,也可以组成臭氧,虽然都是由氧元素组成的,但它们是不同的物质,性质也各不相同。
【设计意图】
从学生已有的微观粒子知识出发,通过分析不同物质的原子构成,引导学生自主归纳出元素的概念,实现从微观到宏观的思维提升。通过元素与原子的对比辨析,突破概念理解的难点。结合地壳中元素含量、同素异形现象等拓展内容,丰富学生对元素的认识,培养辩证思维。
任务三:对比辨析——元素与原子的关系
【任务情境】
教师提出一个辨析题:“二氧化碳是由一个碳元素和两个氧元素组成的”,这句话对吗?为什么?请同学们以小组为单位展开讨论,从概念的角度分析这句话错在哪里,并尝试说出正确的表述方式。
【学生活动】
学生分组讨论,教师巡视指导。讨论结束后,每组派代表发言。学生通常能发现“一个碳元素”“两个氧元素”的说法有问题,但对于为什么不对,可能还说不太清楚。教师引导学生从元素和原子的概念本质出发进行分析:元素是宏观的总称,是一类原子的集合,就像“人类”这个概念一样,我们不能说“一个人类”,只能说“一个人”。所以元素只讲种类,不讲个数;而原子是微观的具体粒子,既讲种类,又讲个数。
【梳理总结】
师生共同梳理元素与原子的区别与联系:区别方面,元素是宏观概念,用于描述物质的宏观组成,只讲种类不讲个数;原子是微观概念,用于描述物质的微观构成,既讲种类又讲个数。联系方面,元素是质子数相同的一类原子的总称,原子是元素的基本个体。教师用一个形象的比喻帮助学生理解:元素就像“人类”这个大类,而原子就像一个个具体的人,同一类原子属于同一种元素。
【即时练习】
教师给出几组关于物质组成和构成的说法,让学生判断正误并说明理由。例如:“水是由氢元素和氧元素组成的”“水是由氢原子和氧原子构成的”“水分子是由氢元素和氧元素组成的”“二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的”等。学生在判断和辨析中进一步巩固对元素和原子概念的理解。
【设计意图】
通过典型易错实例的辨析,让学生在纠错中深化对概念的理解。采用小组讨论、师生共同梳理、即时练习等多种方式,调动学生主动参与,突破“元素与原子的区别与联系”这一教学难点。通过形象的比喻,降低抽象概念的理解难度。
任务四:符号表达——认识元素符号
【任务情境】
教师提出问题:如果让你向外国的同学介绍“氧元素”“氢元素”,用中文他们能听懂吗?化学是一门世界性的学科,科学家们需要一种统一的、全世界都通用的化学语言来表示各种元素。那么这种统一的化学语言是什么呢?它又是如何书写的呢?由此引入元素符号的学习。
【学生活动】
学生阅读课本中关于元素符号的介绍,了解元素符号的来源和书写规则。教师引导学生总结元素符号的书写规则:第一个字母大写,如果有第二个字母则小写。教师列举几个常见元素符号让学生观察,如氢、氧、碳、氮、钠、镁、铝等,让学生自己发现书写规律。随后教师补充:元素符号通常是从拉丁文名称中缩写而来的,这也是为什么有些元素符号和英文名称看起来不太一样。
【书写练习】
教师在黑板上写出一些元素的中文名称,让学生尝试写出对应的元素符号;反过来,教师写出元素符号,让学生读出对应的中文名称。特别注意纠正学生容易写错的地方,比如第一个字母大写、第二个字母小写的规范,以及一些容易混淆的元素符号,如镁和锰、铜和钙等。学生在练习本上反复书写,同桌互相检查,确保书写规范正确。
【意义解读】
教师进一步引导学生思考:一个元素符号可以表示什么意义呢?以氧的元素符号为例,它既可以表示“氧元素”这一宏观概念,也可以表示“一个氧原子”这一微观概念。教师帮助学生总结元素符号的两层意义:宏观上表示一种元素,微观上表示该元素的一个原子。教师再通过几个例子让学生练习说出元素符号的意义,巩固对符号双重意义的理解。
【记忆方法】
教师介绍几种记忆常见元素符号的方法,如分组记忆、韵语记忆、联系生活记忆等。让学生在小组内交流自己的记忆小窍门,互相分享。教师布置课后任务:熟记课本中要求掌握的常见元素名称和符号,下节课进行检查。
【设计意图】
从“化学语言的世界性”这一角度引入元素符号,让学生理解学习元素符号的必要性。通过观察—归纳—练习—解读的过程,让学生主动发现元素符号的书写规则和意义,而不是被动接受。通过多种记忆方法的交流,帮助学生提高学习效率。
任务五:分类梳理——元素的简单分类
【任务情境】
教师提出问题:我们已经知道有一百多种元素,这么多元素,如果不加分类,学习起来会很混乱。科学家们是如何对元素进行分类的呢?请同学们观察课本上的元素周期表前二十号元素,根据它们的中文名称的偏旁特点,尝试给这些元素分分类。
【学生活动】
学生观察元素名称的汉字特点,分组讨论分类方法。学生很快会发现,有的元素名称带“钅”字旁,有的带“石”字旁,有的带“气”字头,还有的带“氵”旁。教师引导学生归纳:带“钅”字旁的是金属元素,如钠、镁、铝、铁等;带“石”字旁的是非金属元素中的固态非金属,如碳、硫、磷等;带“气”字头的是非金属元素中的气态非金属,如氢、氧、氮等;带“氵”旁的是非金属元素中的液态非金属,目前常见的只有溴。教师补充:除了以上分类,还有一类稀有气体元素,如氦、氖、氩等。
【观察与发现】
教师引导学生进一步观察:金属元素和非金属元素的中文名称在字形上有什么规律?学生总结后,教师强调:一般来说,常温下是固态的金属元素都带“钅”字旁,常温下是液态的金属元素汞比较特殊,它带“水”字底;常温下是气态的非金属元素都带“气”字头,常温下是固态的非金属元素都带“石”字旁。教师简单介绍元素周期表的结构:横行叫周期,纵行叫族,元素周期表是学习和研究化学的重要工具,为下节课深入学习元素周期表做铺垫。
【设计意图】
通过观察元素名称的汉字偏旁特点,引导学生自主发现元素的分类规律,培养学生的观察能力和归纳总结能力。结合元素周期表的初步认识,为后续学习元素周期表打下基础,同时让学生体会科学分类的思想方法。
任务六:总结提升——课堂小结与反馈
【任务情境】
教师引导学生回顾本节课所学内容:通过这节课的学习,你有哪些收获?请同学们以小组为单位,用自己的话总结一下今天学到的主要知识,可以从概念、符号、分类等多个角度进行梳理。
【学生活动】
学生分组整理本节课的知识要点,每组派代表进行全班交流。教师在学生发言的基础上进行补充和完善,师生共同梳理出本节课的知识框架:一是元素的概念——质子数相同的一类原子的总称;二是元素与原子的区别与联系——宏观与微观、种类与个数的关系;三是元素符号——书写规则和双重意义;四是元素的简单分类——金属元素、非金属元素、稀有气体元素。
【课堂反馈】
教师通过几个针对性的问题检测学生的学习情况:比如请学生说出地壳中含量最多的元素是什么、含量最多的金属元素是什么;请学生说出几个带“钅”字旁的元素和几个带“气”字头的元素;请学生说出某一个元素符号的意义等。学生回答后教师及时给予反馈和鼓励。
【课后延伸】
教师布置课后探究任务:查阅资料,了解人体中含量较多的元素有哪些,它们分别对人体健康有什么作用;了解哪些元素是人体必需的微量元素,缺乏或过量会对人体健康产生什么影响。下节课进行交流分享。这一任务将化学学习与生活实际紧密联系,为下节课“元素与人体健康”的学习做好铺垫。
【设计意图】
通过学生自主总结、教师补充完善的方式,帮助学生形成系统化的知识结构。课堂反馈及时检测学习效果,便于教师调整教学。课后延伸任务将课堂学习拓展到课外,培养学生自主学习和探究的能力,同时衔接下节课的内容,体现教学的连续性。
六、板书设计
组成物质的化学元素
一、元素
1. 概念:质子数(核电荷数)相同的一类原子的总称
2. 特点:宏观概念,只讲种类,不讲个数
二、元素与原子的区别
元素——宏观——组成——只讲种类
原子——微观——构成——既讲种类又讲个数
三、元素符号
1. 书写:一大二小(第一个字母大写,第二个字母小写)
2. 意义:① 表示一种元素(宏观) ② 表示该元素的一个原子(微观)
四、元素的分类
金属元素:带“钅”字旁
非金属元素:带“石”字旁、“气”字头、“氵”旁
稀有气体元素:氦、氖、氩等
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