复习题第二课时教学实录

晶体的空间结构之晶胞中微粒的位置关系

授课人：佛山市顺德区郑裕彤中学郑楠华

“晶体的空间结构”是人教版选修3教材《第三章——晶体的结构与性质》中的重点内容，对于晶体空间结构的学习是对化学学习中“结构决定性质”规律的充分体现，是章节学习中的重点内容，但由于晶体的空间结构更多的是三维空间结构的晶胞进行分析，需要一定的空间想象力，亦成为学习中的难点知识。因此，本课时的教学重点是：通过配位数、距离计算、坐标参数等微粒位置关系的分析，形成认识空间结构的基本方法，建构晶体的空间模型。

一、教学与评价目标

1、教学目标

（1）通过建构模型认识粒子配位数及构成的空间几何形状

（2）通过晶胞结构变换，能掌握其微粒位置

（3）借助数学学科相关几何计算方法，计算晶胞中涉及微粒距离和坐标参数表示

2、评价目标

（1）通过设计数学的几何直线距离和面积计算，诊断并发展学生几何计算水平

（2）通过对配位数的分析及画出分析构成的空间图形，诊断并发展学生的空间想象力

（3）通过晶胞变换和正交坐标的建立，诊断并发展学生的三维立体感

二、教学与评价思路

知识认识

微观认识

化学科学思维

证据推理与模型认知

发展知识关联结构化的水平

发展认识学科融合促进水平

问题解决

化学科学价值

科学态度与学科融合

延伸学习任务的解决

化学科学实践

化学模型建立及相关计算

任务设计诊断三维立体感

建立水平

三、教学流程

1、知识认识

“晶胞中微粒的位置关系”教学与评价思路示意图

【学习任务1】中位线、等边三角形、平行四边形中线线距离关系和面积公式

【评价任务1】诊断发展学生几何计算水平

2、微观认识

【学习任务2】晶胞中微粒的配位数及构成的空间图形

【评价任务2】诊断发展学生的空间想象力

NaCl晶胞中Na+、

Cl-配位数的确定

画出对应配位粒子的空间构型

结合课本插图分析正八面体

拼接正八面体模型分析面面线线关系

学习任务2教学流程图

【学习任务3】晶胞中结构的变换

【评价任务3】诊断发展学生对微粒位置变换的把握水平

原晶胞中微粒绝对位置分析

原晶胞中微粒

相对位置分析

学习任务3教学流程图

【学习任务4】晶胞中微粒的距离计算

【评价任务4】借助距离计算诊断发展学生对空间结构的定量认识水平

学习任务4教学流程图

【学习任务5】建立三维坐标描述晶胞微粒坐标参数

【评价任务5】借助数学坐标诊断发展学生的三维立体感

3、问题解决

【学习任务6】借助佛二模综合性习题考查上述各知识点

【评价任务6】借助习题整合知识点，学以致用

【案例说明】

晶胞中微粒的位置关系是建立晶胞结构的基础，晶胞是晶体中的最小结构单元，为晶体空间结构的研究提供了帮助，同时晶胞中微粒的位置关系也融合了计算等相关数学几何运算。因此，晶胞中微粒的位置关系兼具化学学科思维和数学几何双重学科价值，体现学科融合，丰富发展了化学学科素养价值。

1、注重数学相关几何计算的复习巩固

设置关于三角形中位线、等边三角形中心距离与边长关系、菱形面积求算等简单几何习题，帮助学生复习几何简单运算，初步体会化学学科问题分析中可能运用到的数学解题思维。

2、注重基于”学习任务”开展“素养为本”的教学

学习任务是连接核心知识和具体知识点的桥梁和纽带，是实现只是结构化的重要环节。本课中共设计了5个学习任务，重视和发挥学习任务的素养导向功能。“学习任务1”突出知识回顾，“学习任务2”突出模型建构，传输晶体空间结构的一种分析方法；“学习任务3”和“学习任务4”突出模型转换，从绝对位置的分析转为相对位置，并通过距离计算强化空间结构定量分析；“学习任务5”侧重学以致用，通过常规晶胞的分析学习延伸到非常规晶胞的处理，通过建立坐标准备理解晶体的空间结构，发展三维立体感。

常规平行六面体晶胞微粒坐标参数表示

非常规平行六面体晶胞微粒坐标参数表示

学习任务5教学流程图

坐标参数表示转化为几何图形距离计算及相对位置参考

常规平行六面体晶胞微粒距离计算

非常规晶胞微粒距离或层间距离计算

晶胞变换后微粒位置分析

3、注重学习思路的连贯性和一致性

“连贯性”有助于理解知识学习的梯度上升，“一致性”有助于同类问题的分析解决并学会分类延伸。本课中，从“配位数→配位微粒空间构型→正八面体距离分析”分析学习，进而到高考真题中配位数的确定与距离计算，从“变换晶胞→微粒位置关系确定”进而到模考中变换晶胞与坐标表示，建模到分析，层层推进；配位数的确定是对微粒间距离的定性分析到外化的距离定量计算再到坐标参数的表示，都是对晶胞中微粒位置关系的定性定量描述，是融合数学几何运算的重要体现，需要学生在化学学科问题分析的基础上融入几何计算能力。从学习思路的连贯性和一致性出发，提炼分析晶体空间结构的方法，辅之习题，体现“证据推理与模型认知”、“科学探究创新意识”等化学学科核心素养。

4、思路方法外显，促进自主迁移，学以致用

本课中的学习任务通过课前任务的完成、课中任务的分析学习，传递分析微粒位置关系的方法，用模型、图示等方式呈现教学过程。通过同系列不同梯度的学习任务的设置和解决外化学习思路，帮助学生在面对陌生情境陌生问题时能迅速进行问题关联分类，从而实现自主迁移，利用已有的化学学科知识并结合数学几何运算独立解决问题，学以致用。