基于化學(xué)學(xué)科能力的原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、基于化學(xué)學(xué)科能力的原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)1.1.2原子結(jié)構(gòu)與元素原子得失電子能力一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)課本部分內(nèi)容對(duì)應(yīng)主題3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律并與；主題2：常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用；主題5：化學(xué)與社會(huì)發(fā)展相關(guān)聯(lián)。主要促進(jìn)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析證據(jù)推理與模型認(rèn)知科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)情分析本節(jié)內(nèi)容主要是通過(guò)關(guān)聯(lián)元素原子得失電子能力與原子結(jié)構(gòu)要素，建構(gòu)原子結(jié)構(gòu)二級(jí)要素與元素原子得失電子能力的關(guān)系模型，應(yīng)用“結(jié)構(gòu)性質(zhì)”認(rèn)識(shí)模型對(duì)某些元素性質(zhì)得失電子能力進(jìn)行合理解釋。本部分內(nèi)容是初高中化學(xué)的過(guò)渡和銜接。另外本部分內(nèi)容是本次教材修訂的新增內(nèi)容，是建構(gòu)“位置

2、結(jié)構(gòu)性質(zhì)”認(rèn)識(shí)模型的起點(diǎn)，是發(fā)展學(xué)生模型認(rèn)知與證據(jù)推理、宏觀辨識(shí)與微觀探析學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。學(xué)情分析已有知識(shí)1.學(xué)生在初中化學(xué)課程和前一節(jié)課程的學(xué)習(xí)中，知道原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，原子結(jié)構(gòu)各要素的關(guān)系，了解了核外電子的排布規(guī)則。2.學(xué)生在高中化學(xué)教材必修1第三章中學(xué)習(xí)了許多元素化合物的知識(shí)，如活潑金屬可以置換出水或酸中的氫。3.學(xué)習(xí)障礙點(diǎn)：學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)中哪些要素影響原子得失電子能力存在迷思認(rèn)識(shí)，認(rèn)為最外層電子數(shù)決定得失電子能力。認(rèn)為最外層電子數(shù)越少，失電子能力越強(qiáng)。三、教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)1.明確原子結(jié)構(gòu)要素與元素原子得失電子能力的關(guān)系，初步建立“結(jié)構(gòu)性質(zhì)”認(rèn)識(shí)模型。2.比較納、鎂、鋁元素原子

3、得失電子能力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、認(rèn)識(shí)模型進(jìn)行修正，并形成模型的基礎(chǔ)表達(dá)。這兩個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)目標(biāo)是，通過(guò)建構(gòu)原子結(jié)構(gòu)與元素原子得失電子能力關(guān)系模型的活動(dòng)（對(duì)應(yīng)環(huán)節(jié)二學(xué)生任務(wù)1、2），診斷并發(fā)展學(xué)生建構(gòu)“結(jié)構(gòu)性質(zhì)”認(rèn)識(shí)模型的水平。3.第三個(gè)教學(xué)目標(biāo)應(yīng)用模型比較氯和硫、氯和溴元素原子的得電子能力，完善模型，準(zhǔn)確描述原子結(jié)構(gòu)與元素原子得失電子能力的關(guān)系。這個(gè)教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)目標(biāo)是通過(guò)從原子結(jié)構(gòu)角度比較，解釋氯和硫、氯和溴原子得電子能力強(qiáng)弱的活動(dòng)，評(píng)價(jià)學(xué)生初步應(yīng)用結(jié)構(gòu)性質(zhì)，認(rèn)識(shí)模型、分析、解釋的能力。教學(xué)重點(diǎn)學(xué)生自主建立原子結(jié)構(gòu)要素與元素原子得失電子能力的關(guān)系模型。教學(xué)難點(diǎn)，學(xué)生自主，從原子

4、結(jié)構(gòu)多角度論證元素原子得失電子能力進(jìn)行比較。教學(xué)過(guò)程分為四個(gè)環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)一、小組討論尋找要素。課前設(shè)計(jì)了學(xué)生思維外顯的題板法。將本節(jié)課主題的兩個(gè)關(guān)鍵詞原子結(jié)構(gòu)和元素原子得失電子能力寫在題板上，并給出原子結(jié)構(gòu)各要素小紙條包括核電荷數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)、最外層電子數(shù)以及電子層數(shù)。小組討論原子結(jié)構(gòu)中哪些要素會(huì)影響原子得失電子呢？并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由，五分鐘后將討論結(jié)果呈現(xiàn)在題板上。大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為最外層電子數(shù)決定原子得失電子能力。當(dāng)然學(xué)生也能找到其他要素，但缺乏邏輯性。環(huán)節(jié)二、初步建立要素間的關(guān)系模型?；诃h(huán)節(jié)一的討論和思考，本環(huán)節(jié)先給出學(xué)生任務(wù)1、預(yù)測(cè)，鈉、鉀兩種元素原子是電子能力的強(qiáng)弱并從原子結(jié)構(gòu)的角度

5、說(shuō)理由。交流展示后，學(xué)生的預(yù)測(cè)結(jié)果有三種預(yù)測(cè)：一最外層電子數(shù)相同，鈉和鉀原子得失電子能力相同。預(yù)測(cè)二、電子層數(shù)越多，核對(duì)最外層電子吸引力越弱，鉀原子更容易失去電子。預(yù)測(cè)三、核電荷數(shù)越大，核對(duì)外層電子的引力越強(qiáng)大，鈉子更容易失去電子。接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)驗(yàn)證。播放鈉和鉀與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻（讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，鉀比鈉更易失去電子，產(chǎn)生認(rèn)知沖突。這時(shí)候教師追問(wèn)最外層電子數(shù)這個(gè)要素到底扮演著什么樣的角色呢？小組內(nèi)討論。學(xué)生明白，鈉與鉀最外層電子數(shù)相同，都為1，但失電子能力的不同，說(shuō)明當(dāng)最外層電子相同時(shí)，電子層數(shù)是主要影響因素。設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生能夠區(qū)

6、分主次矛盾，原子結(jié)構(gòu)中核電荷數(shù)、電子層數(shù)雙變量時(shí)電子層數(shù)為主要影響因素接著給出學(xué)生任務(wù)：觀察鈉、鎂分別與水反應(yīng)的時(shí)間。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，鈉比鎂更易失去電子。我讓學(xué)生從結(jié)論出發(fā)去分析原因，在任務(wù)一的基礎(chǔ)上，學(xué)生很容易明白分析要素，要先看清變量并分清主次，教師和學(xué)生在一起，將各要素之間的關(guān)系重新梳理，（鈉、鎂元素原子電子層數(shù)相同，鈉元素的原子的核電荷數(shù)較小，核對(duì)最外層電子的引力更小，鈉元素原子最外層電子離核更遠(yuǎn)鈉元素原子失電子能力更強(qiáng)。）并結(jié)合前一節(jié)學(xué)習(xí)的元素化合價(jià)和原子最外層電子數(shù)的已有知識(shí)總結(jié)，當(dāng)電子層數(shù)相同核電荷數(shù)是主要矛盾。強(qiáng)調(diào)最外層電子數(shù)決定元素原子得失電子趨勢(shì)，而非能力。提示語(yǔ)言規(guī)范后

7、，學(xué)生完成規(guī)范表達(dá)。這個(gè)任務(wù)設(shè)計(jì)意圖就是利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)轉(zhuǎn)變學(xué)生的偏差認(rèn)知，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)。小結(jié)歸納上述探究過(guò)程明確原子得失電子能力，關(guān)鍵是核對(duì)最外層電子的引力，在原子結(jié)構(gòu)二級(jí)要素里，影響核對(duì)外層電子引力的要素是電子層數(shù)和核電荷數(shù)。最外層電子數(shù)決定得失電子的趨勢(shì)。初步建立原子結(jié)構(gòu)二級(jí)要素與元素原子得失電子能力的關(guān)系模型。環(huán)節(jié)三、應(yīng)用模型，比較陌生元素的得電子能力。設(shè)置驅(qū)動(dòng)任務(wù)3，比較氯和硫，氯和溴元素原子的得電子能力，從原子結(jié)構(gòu)角度解釋。給予學(xué)生思考和討論的時(shí)間，小組間交流、展示、診斷學(xué)生運(yùn)用“結(jié)構(gòu)性質(zhì)”關(guān)系模型比較變式元素性質(zhì)的能力，發(fā)展學(xué)生推論預(yù)測(cè)的能力。環(huán)節(jié)四，完善模型，完整外顯并表

8、述要素間的關(guān)聯(lián)。結(jié)合小結(jié)，在將三項(xiàng)任務(wù)后結(jié)論綜合在一起，完善原子結(jié)構(gòu)要素與元素與原子得失電子能力之間的關(guān)系模型，各小組將其完整呈現(xiàn)在題板上，交流討論。四個(gè)環(huán)節(jié)下來(lái)，學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)的引領(lǐng)下，將建模過(guò)程呈現(xiàn)在題板上，并外顯邏輯清晰，語(yǔ)言規(guī)范的論述。教學(xué)反思一、基于模型建構(gòu)本章教學(xué)的本質(zhì)是關(guān)于宏觀性質(zhì)的微觀解釋，為了使解決問(wèn)題的思路更清晰、更有條理，使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，必須采用模型建構(gòu)的方式。該建模思想不僅僅是本課時(shí)的主要脈絡(luò)，也是后期模型生成和完善的基礎(chǔ)。要實(shí)現(xiàn)模型生成及內(nèi)化，并在課堂上建模過(guò)程完整，教師應(yīng)給予學(xué)生更合適的問(wèn)題導(dǎo)引和更多的時(shí)間進(jìn)行描繪。二、基于課后評(píng)價(jià)。課后評(píng)價(jià)最常見(jiàn)也最有效的方式是作業(yè)評(píng)價(jià)。課后作業(yè)不僅是課堂內(nèi)容的簡(jiǎn)單應(yīng)用，課