《從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性》教學(xué)設(shè)計(jì)

《從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)目標(biāo)理解同素異形現(xiàn)象和同素異形體的概念，能夠準(zhǔn)確說(shuō)出常見(jiàn)的同素異形體。掌握同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體的概念，能識(shí)別簡(jiǎn)單的同分異構(gòu)體。了解晶體的類型，包括離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)差異。2、能力目標(biāo)通過(guò)對(duì)同素異形體和同分異構(gòu)體概念的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比、歸納和分析問(wèn)題的能力。讓學(xué)生觀察晶體結(jié)構(gòu)模型，提高學(xué)生的空間想象能力和抽象思維能力。經(jīng)過(guò)小組討論、案例分析等活動(dòng)，鍛煉學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和表達(dá)能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)激發(fā)學(xué)生對(duì)微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)多樣性的探索興趣，感受化學(xué)學(xué)科的奇妙之處。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到微觀結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的重要影響。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與生活、社會(huì)的聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境、合理利用資源的意識(shí)。二、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)同素異形現(xiàn)象、同素異形體、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體的概念。四種晶體類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)關(guān)系。2、教學(xué)難點(diǎn)理解同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)差異與性質(zhì)差異的關(guān)系。從微觀結(jié)構(gòu)角度解釋晶體的性質(zhì)差異。三、學(xué)情分析1、已有知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生在之前的化學(xué)學(xué)習(xí)中已經(jīng)對(duì)物質(zhì)的組成、元素等概念有了一定的了解，知道物質(zhì)是由元素組成的。也學(xué)習(xí)過(guò)一些簡(jiǎn)單的物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)，如原子結(jié)構(gòu)等，這為理解同素異形現(xiàn)象和同分異構(gòu)現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ)。2、學(xué)習(xí)能力高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的邏輯思維能力和抽象思維能力，但對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)的理解仍有一定難度，需要通過(guò)直觀的模型和實(shí)例來(lái)輔助學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比、歸納等操作，但對(duì)于復(fù)雜概念的深入理解還需要教師引導(dǎo)。3、興趣愛(ài)好這個(gè)年齡段的學(xué)生對(duì)新奇的事物充滿好奇心，對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)現(xiàn)象以及與生活相關(guān)的化學(xué)知識(shí)比較感興趣。可以通過(guò)引入生活中的化學(xué)案例、有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。4、學(xué)習(xí)風(fēng)格部分學(xué)生屬于視覺(jué)型學(xué)習(xí)者，更傾向于通過(guò)觀看圖片、模型等直觀的方式學(xué)習(xí)；還有部分學(xué)生是聽(tīng)覺(jué)型學(xué)習(xí)者，需要教師詳細(xì)的講解；而觸覺(jué)型學(xué)習(xí)者則希望能夠親自動(dòng)手操作。在教學(xué)中應(yīng)盡量采用多種教學(xué)方式以滿足不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生。四、教學(xué)方法講授法、討論法、模型演示法、探究法、實(shí)例分析法五、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課同學(xué)們，我給你們講個(gè)我自己的經(jīng)歷。有一次我去一個(gè)朋友家做客，看到他家有一個(gè)特別漂亮的水晶擺件。那水晶啊，亮晶晶的，在燈光下折射出各種顏色的光，可好看了。我朋友就跟我說(shuō)這水晶可珍貴了，我就想啊，這水晶到底是什么結(jié)構(gòu)呢？為什么它會(huì)有這么特殊的性質(zhì)呢？然后我又看到他家有個(gè)石墨做的小擺件，黑黝黝的，滑溜溜的。我就好奇了，這石墨和水晶看起來(lái)完全不一樣啊，一個(gè)透明閃亮，一個(gè)黑乎乎的，它們的結(jié)構(gòu)肯定也大不相同。這就讓我聯(lián)想到咱們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性。（二）講授新課1、同素異形現(xiàn)象和同素異形體我先給大家展示一些圖片，這是氧氣和臭氧的圖片。你們看，氧氣是我們生活中離不開(kāi)的氣體，而臭氧在高空能保護(hù)我們免受紫外線的傷害，但是臭氧如果在近地面濃度高了還會(huì)對(duì)我們的健康有危害呢。這氧氣和臭氧啊，它們都是由氧元素組成的，但是性質(zhì)卻有很大的差別。這就是同素異形現(xiàn)象。像這樣由同一種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì)，就叫做同素異形體。再給大家看看碳元素的同素異形體。我拿了實(shí)物模型過(guò)來(lái)，這是石墨模型，大家可以傳著看看。石墨很軟，可以用來(lái)做鉛筆芯，它的層與層之間是可以滑動(dòng)的。再看這個(gè)金剛石模型，金剛石可是自然界中最硬的物質(zhì)，它可以用來(lái)切割玻璃等。還有這個(gè)足球烯（C??）的模型，它的形狀像個(gè)足球一樣，可有趣了。這三種物質(zhì)都是由碳元素組成的，但是它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)截然不同。那大家來(lái)討論一下，為什么同一種元素形成的單質(zhì)會(huì)有這么大的差異呢？（學(xué)生分組討論）我看大家討論得差不多了，有小組代表來(lái)說(shuō)說(shuō)看。（學(xué)生發(fā)言后，教師總結(jié)）對(duì)，就是因?yàn)樗鼈兊奈⒂^結(jié)構(gòu)不同。同素異形體雖然元素相同，但是原子的排列方式不一樣，所以導(dǎo)致了它們性質(zhì)的差異。我再給大家舉個(gè)生活中的例子。大家都知道木炭可以用來(lái)烤肉，這是利用了木炭的可燃性。而鉆石呢，誰(shuí)會(huì)拿鉆石去烤肉呀，那多浪費(fèi)啊，因?yàn)殂@石的用途是做裝飾品等，這就是因?yàn)樗鼈兊男再|(zhì)不同，而性質(zhì)不同的根源就是它們微觀結(jié)構(gòu)的差異。2、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體現(xiàn)在我給大家講個(gè)小故事。有個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，有兩個(gè)瓶子，里面裝著兩種無(wú)色透明的液體。這兩個(gè)瓶子上的標(biāo)簽都掉了，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)員就開(kāi)始研究這兩瓶液體到底是什么。他們做了很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這兩種液體的化學(xué)組成元素是一樣的，但是它們的性質(zhì)卻有些不同。這是怎么回事呢？這就是同分異構(gòu)現(xiàn)象。那我來(lái)給大家詳細(xì)說(shuō)說(shuō)。同分異構(gòu)現(xiàn)象就是化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。而這些具有相同分子式但結(jié)構(gòu)不同的化合物就叫做同分異構(gòu)體。我給大家舉個(gè)例子，正丁烷和異丁烷。它們的分子式都是C?H??。我在黑板上畫(huà)一下它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（畫(huà)出正丁烷和異丁烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）。你們看，正丁烷的分子結(jié)構(gòu)是直鏈的，而異丁烷的分子結(jié)構(gòu)有支鏈。這種結(jié)構(gòu)上的差異就導(dǎo)致了它們的一些性質(zhì)不同，比如沸點(diǎn)，正丁烷的沸點(diǎn)比異丁烷略高一些。再給大家一個(gè)例子，乙醇和二甲醚。它們的分子式都是C?H?O。乙醇大家都比較熟悉，能喝（當(dāng)然是在合法的情況下），有特殊的氣味，能與水以任意比互溶。而二甲醚是一種氣體，主要用作制冷劑等。這就是同分異構(gòu)體在性質(zhì)上的差異，而這差異也是由結(jié)構(gòu)不同造成的。那我現(xiàn)在讓大家分組，給每個(gè)小組一個(gè)分子式，讓大家嘗試寫(xiě)出可能的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（學(xué)生分組活動(dòng)，教師巡視指導(dǎo)）然后每個(gè)小組派代表來(lái)展示你們寫(xiě)的結(jié)果，并且說(shuō)說(shuō)你們是怎么思考的。（學(xué)生展示與講解，教師評(píng)價(jià)與補(bǔ)充）3、晶體的類型我先拿一些晶體的實(shí)物給大家看看。這是氯化鈉晶體，也就是我們吃的鹽的主要成分。大家看它是立方體的形狀，顆粒比較小而且規(guī)則。再看這個(gè)冰的晶體，大家都見(jiàn)過(guò)冰吧，冰是透明的，有一定的形狀。還有這個(gè)金屬銅塊，它有金屬光澤，質(zhì)地比較硬。這些晶體看起來(lái)不一樣，是因?yàn)樗鼈儗儆诓煌木w類型。首先我們來(lái)講離子晶體。以氯化鈉為例，我給大家展示氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)模型（展示模型）。在氯化鈉晶體中，鈉離子和氯離子交替排列，它們之間存在著很強(qiáng)的離子鍵。這種離子鍵使得離子晶體具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，而且在熔融狀態(tài)或者水溶液中能夠?qū)щ姟＝酉聛?lái)是分子晶體。冰就是分子晶體。我在黑板上畫(huà)一下水分子的結(jié)構(gòu)（畫(huà)出水分子結(jié)構(gòu)）。在冰晶體中，水分子通過(guò)氫鍵結(jié)合在一起，形成了一定的空間結(jié)構(gòu)。分子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相對(duì)較低，硬度也比較小。因?yàn)榉肿娱g的作用力比較弱。再看原子晶體。我們以金剛石為例。前面我們也看到金剛石的模型了，在金剛石中，碳原子之間通過(guò)共價(jià)鍵形成了正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。原子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)非常高，硬度也很大，因?yàn)楣矁r(jià)鍵是很強(qiáng)的化學(xué)鍵。最后是金屬晶體。就像我們看到的銅塊，金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子和自由電子構(gòu)成的。金屬鍵把這些粒子結(jié)合在一起。金屬晶體有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性等。我給大家做個(gè)小實(shí)驗(yàn)，把銅絲彎曲一下，你們看它很容易就變形了，這就是金屬晶體的延展性。那大家來(lái)討論一下這四種晶體類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)之間有什么聯(lián)系呢？（學(xué)生分組討論）討論完了，每個(gè)小組選個(gè)代表來(lái)說(shuō)說(shuō)你們的想法。（學(xué)生發(fā)言，教師總結(jié)與補(bǔ)充）（三）課堂小結(jié)1、讓學(xué)生回顧同素異形現(xiàn)象、同素異形體、同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體的概念，讓學(xué)生舉例說(shuō)明。2、讓學(xué)生總結(jié)四種晶體類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、組成粒子和主要性質(zhì)。3、提問(wèn)學(xué)生幾個(gè)關(guān)于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的問(wèn)題，如：為什么同素異形體性質(zhì)不同？同分異構(gòu)體性質(zhì)可能存在哪些差異？不同晶體類型性質(zhì)差異的微觀原因是什么？（四）課堂練習(xí)1、給出一些物質(zhì)，讓學(xué)生判斷哪些是同素異形體，哪些是同分異構(gòu)體。例如：白磷和紅磷、正戊烷和新戊烷等。2、對(duì)于晶體類型，給出一些物質(zhì)的性質(zhì)描述，讓學(xué)生判斷該物質(zhì)可能屬于哪種晶體類型。比如：某物質(zhì)熔點(diǎn)低，硬度小，在水中不導(dǎo)電，可能是什么晶體類型？3、給出一些同分異構(gòu)體的分子式，讓學(xué)生寫(xiě)出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（五）作業(yè)布置1、讓學(xué)生回去查找資料，找出至少三種除了課堂上講過(guò)的同素異形體，并說(shuō)明它們的性質(zhì)差異與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，寫(xiě)一篇小報(bào)告。2、讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)表格，對(duì)比四種晶體類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性質(zhì)、典型實(shí)例等內(nèi)容。3、思考如果同分異構(gòu)體之間的性質(zhì)差異消失了，對(duì)化學(xué)學(xué)科和我們的生活會(huì)有哪些影響，下節(jié)課分享自己的想法。六、教學(xué)資源1、同素異形體（氧氣和臭氧、碳的各種同素異形體）、晶體（氯化鈉、冰、銅塊）的實(shí)物或模型。2、展示分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)的圖片或動(dòng)畫(huà)。3、與同素異形體、同分異構(gòu)體、晶體相關(guān)的生活實(shí)例和化學(xué)故事。七、教學(xué)評(píng)價(jià)1、形成性評(píng)價(jià)在課堂上，觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)，包括參與討論的積極性、回答問(wèn)題的準(zhǔn)確性、小組活動(dòng)中的協(xié)作能力等。對(duì)于積極參與、表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生給予及時(shí)的表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，對(duì)于存在問(wèn)題的學(xué)生給予指導(dǎo)和幫助。根據(jù)課堂練習(xí)的完成情況，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。對(duì)于學(xué)生普遍存在的問(wèn)題，在課堂上進(jìn)行集中講解和糾正。2、終結(jié)性評(píng)價(jià)通過(guò)單元測(cè)試、期末考試等方式，全面考查學(xué)生對(duì)同素異形現(xiàn)象、同分異構(gòu)現(xiàn)象、晶體類型等知識(shí)的掌握情況，以及運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。八、教學(xué)反思在這堂課的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)結(jié)合自身經(jīng)歷、生活實(shí)例、實(shí)物模型等多種方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了較好的激發(fā)。在同素異形體和同分異構(gòu)體概念講解中，學(xué)生通過(guò)對(duì)比、討論等活動(dòng)，對(duì)概念的理解比