课题2 分子和原子教学设计与反思

教学基本信息

课题

是否属于

地方课程或校本课程

学科

相关

领域

教材

教学设计参与人员

设计者

实施者

指导者

课件制作者

其他参与者

指导思想与理论依据

化学是一门在分子、原子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。因此，微粒观是义务教育阶段需要学生构建的基本概念之一。它的建立对于我们理解和解释宏观事实和现象，理解化学反应的实质，了解化学符号的意义等方面具有重要的意义。化学教学具有三重表征：宏观表征、微观表征、符号表征。三重表征可以帮助学生更直观科学的将宏观与微观结合，建立起微粒观的思维模式，从而提高化学学科核心素养。

化学核心素养是学生在化学认知活动中发展起来并在解决与化学相关问题中表现出来的关键素养，反映了学生从化学视角认识客观事物的方式与结果的水平。其中“宏观辨识与微观探析”提出，能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类；能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

教学背景分析

1.教学内容

人教版九年级化学教材中有多各章节涉及构成物质的微粒的内容，如：第三单元课题1分子和原子、课题2原子的结构，第四单元课题3水的组成，第五单元课题1质量守恒定律，第十单元课题1常见的酸和碱等。其中“分子运动实验”是人民教育出版社义务教育教科书化学九年级上册，姓名

朱琳

朱琳

朱琳

单位

北京市第十一中学

北京市第十一中学

北京市第十一中学

联系方式

13488673020 13488673020

13488673020

化学

无机化学

书名：化学

九年级

上册 出版社：人民教育出版社 学段：

初三第二学期

假如你有透视眼——物质构成的奥秘专题复习

否

年级

九年级

1

第三单元

物质构成的奥秘，课题1《分子和原子》一节中的内容。通过学生分析明显的实验现象，推测微观粒子的运动特征，发展学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

复习课怎样把这些散落在教材中的知识和实验串联起来，进行整合形成一个有机的整体，从而提高初三化学复习课的效率，并进一步发展学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养，是本节课设计的重点。本节课利用“假如你有透视眼”能看到微观粒子为明线，从微观的角度看物质、微观角度看变化、微粒运动变化分析宏观现象三个环节为暗线，引导学生变换认识化学世界的视角，从较为熟悉的宏观认识出发，到微观世界的探究，再到符号表征，去认识物质的组成结构、性质以及变化规律，对相关知识进行内化，从而进一步构建微粒观。

2.课标与考纲分析

（1）课标分析

标准

1.认识物质的微粒性，知道分子、原子、离子都是构成物质的微粒。

2.能用微粒的观点解释某些常见的现象。

（2）考纲分析

微粒构成物质

物质的微粒性

用微粒的观点认识物质的构成和某些常见的现象。

活动与探究建议

②观察并解释浓氨水和浓盐酸相互接近时的“空中生烟”现象。

在2019年的中考说明中有“用微粒的观点认识物质的构成和某些常见的现象”，这与化学学科核心素养中“宏观辨识与微观探析”的要求十分契合，因此我确定为本节课的教学重点。

3.学生情况

本节课是初三一轮复习中《物质构成的奥秘》专题复习课，因此学生具备了一定的知识和能力。

【已有知识】

知道物质是由微观粒子构成以及微粒的一些特性。

【已有能力】

能够从微观角度解释一些常见的生活现象。

【认知方式】

由于初中学生的年龄特点决定学生还是处于形象思维为主，抽象思维相对薄弱；学生对物质世界的感知，还是以感官感受为主，微观想象力相对薄弱；学生还是习惯从宏观的角度来分析和解释，因为微观粒子看不见、摸不着

，因此学生往往不能准确的从微观角度解释宏观现象。

因此发展学生抽象思维，加强微观想象力，进一步引导学生从微观的角度进行思考也是本节课提升的重点。

2

4.教学方式

活动式教学

5.教学手段：

利用球棍模型、磁力扣模型等多种模型，发展学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

6.技术准备：

多媒体、相关的实验仪器（500mL烧杯、50mL烧杯、集气瓶、注射器、止水夹、酚酞溶液、浓氨水、浓硫酸、浓盐酸）

教学目标(内容框架)

【素养目标】

1. 通过学生构建“构成物质的微粒”不完全知识网络图的活动，进一步建立宏观-微观-符号之间的联系，发展学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

2. 通过学生利用球棍模型模拟水的沸腾、电解水微观过程的活动，逐步建立物质研究的微粒观，进一步体验用模型解释物理变化与化学变化，揭示现象的本质和规律，发展学生证据推理与模型认知的化学学科核心素养。

3. 通过学生绘制分子运动实验的微观示意图的活动以及对“分子运动现象实验”的改进，学生进一步体会分子运动的特征，利用微观角度解释宏观现象，并通过分析宏观现象推测出微观粒子的运动特征，发展学生严谨的科学精神。

4. 通过补充“酸的挥发性实验”，学生通过逆向分析宏观现象，推测微观粒子的运动情况，再利用微观粒子的运动变化解释宏观现象，发展学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

5. 通过学生完成多个小组合作活动，培养学生团结协作的精神，合作探究的能力，语言表达能力，体会合作学习的快乐。

教学重、难点

教学重点：

1.知道构成物质的微粒种类及微观粒子的基本属性。

2.能从微观视角解释物质的变化，进一步理解化学变化的本质。

3.能用微粒的观点解释某些常见的现象。

3

教学难点：

能用微粒的观点解释某些常见的现象。

教学过程(文字描述) 本教学设计以“假如你有透视眼”能看到微观粒子为明线，帮助学生建立微观视角；以微观角度看物质、微观角度看变化、微粒运动变化解释宏观现象为暗线。由学生熟悉的物质水、金刚石、石墨开始研究，从生活走入化学；利用球棍模型帮助学生感知物理变化和化学变化的微观本质不同，由微观解释本质；通过对课本上“分子运动现象实验”进行改进，引导学生由宏观现象分析微观粒子的运动的特征，突破学生认知上的薄弱点；补充的“酸的挥发性创新实验”，帮助学生利用微观粒子的运动和变化解释宏观现象，进一步发展学生证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

教学流程示意

4

教学过程(表格描述) 教学阶段

引入

教师活动

【视频】难以寻觅的希格斯玻色子

【提问】看完这个报道，你有什么感受？

人类对微观世界的好奇和探索从没停止过，我想微观世界之所以神秘、有观视角，引导学生从趣，也在于它的肉眼不可观测性。那微观的角度思考问么假如你有透视眼，能看到微观粒子题。

的话，你看到的世界会是什么样的呢？我们今天一起来探索。

环节一

微观角度看物质

水、金刚石、食盐是我们生活中熟悉的物质，假如你有透视眼就能看到它们的内部结构。

【PPT】展示三种物质的微观构成图

【提问】

①这些物质是由哪些微粒构成的？如何用化学符号表示？

②构成物质的分子、原子、离子之间存在哪些联系？

【板书】

填写学案

H2O、C、Na和Cl+- 学生活动

观看

思考

设置意图

激发学生对微观世

界的好奇心和探索倾听

欲，帮助学生建立微通过学生构建“构成物质的微粒”不完全知识网络图的活动，进一步建立宏观-微观-符号之间的联系，发展学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

回答：原子构成分子，分子分裂成原子，原子通过得失电子形成离子，离子通过的是电子转化成原子。

【提问】请结合所给材料，说说微粒有哪些特征？

材料1 一滴水中约有16万亿个水分子。 回顾已学知识

回答

运用微粒的性质解释生活事实，引导学1.微粒质量体积都很小。

生以进一步运用微

观知识解释宏观现

5

材料2 能闻到水果散发出的诱人香味。 材料3 50mL水与50mL酒精混合体积不足100mL。 【板书】

2.不断运动。

3.微粒有间隙。

象。

活动中发现学生在解释材料2时，只提到“分子不断运动”，没有提到“无规则”的特点，发现学生认知薄弱点，悬置问题，后续解答。

【过渡】我们认识到宏观物质是由微观粒子构成的，如分子、原子、离子以及微粒的特征。我们也知道物质还在不断变化，正因为变化，才让我们的物质世界精彩万分。那么我们一起从微粒的角度看看物质的变化有什么特点。

环节二

微观角度看变化

【回顾】课本实验

水的沸腾和电解水。

【提问】在两个实验中，水发生了什么变化？这两种水的变化有什么不同？

假如你有透视眼能看到微观粒子。

【学生活动】请利用球棍模型表示水的两种变化的微观过程。

【提问】思考这两种变化的微观本质有什么不同？ 【提示】加热使水沸腾，除了分子间距改变，还有什么可能变？

【板书】

倾听

思考

思考

回答

水的沸腾实验中，水由液态变为气态，发生物理变化，无新物质生成；电解从宏观的角度认识物理变化和化学变化的区别。

水中生成了氢气和氧气，

发生化学变化，有无新物质生成。

小组合作

汇报演示

水沸腾过程中水分子种

通过学生利用球棍模型模拟水的沸腾、电解水微观过程的活动，逐步建立物质类不变，分子间距增大。

研究的微粒观，进一分子运动速率也加快。

电解水的过程中，水分子破裂成氢、氧原子，原子步体验用模型解释物理变化与化学变化，揭示现象的本质重组成氢分子和氧分子。

和规律，发展学生模

6

【提问】请在学案上写出电解水的化学反应方程式。

【过渡】我们用两个水分子的球棍模型表示出在水沸腾和电解水实验中，一部分水分子的运动和变化，我们也从微观的角度认识了物理变化和化学变化微观本质区别，有无新分子生成。

那么我们也不难发现，因为微观本质的不同，我们在宏观上看到的现象也不同，一个是三态变化，一个有新物质生成，因此我们可以利用微观本质解释一些宏观现象。

环节三

微粒运动、变化解释宏观现象

【提问】请回顾实验的现象？

【追问】为什么A烧杯中酚酞变红？

我们用微观粒子的运动，解释了宏观溶液变红的原因。

假如你有透视眼能看到微观粒子。

回答

【回顾】课本分子运动实验

观察、回忆

倾听、体会

完成学案内容

型认知的化学学科核心素养。

进一步巩固宏观-微观-符号三重表征。

学生回顾已知知识，从旧知识中发现新A烧杯中酚酞溶液变红。

问题。

分子不断运动。

运用微观粒子的特征，解释宏观现象。

通过学生画出分子运动实验的微观示

7

【学生活动】请画出微观示意图，解释A中酚酞溶液变红的原因。

展示学生的答案。

【追问】哪种微观示意图更贴近真实情况呢？

【视频】分子运动实验（改进版）

当A烧杯中酚酞溶液变红后，迅速将大烧杯罩在C烧杯中，观察现象。

独立思考，完成微观示意图。

展示答案：

第一种答案

意图的活动，进一步体会分子运动的特征，发展学生宏观辨识与微观探析的核心素养。

第二种答案

思考、对比、

猜测：第二种可能更接近真实情况。

观察实验现象，深入思考

发现学生认知上的“真问题”利用分子运动现象改进实验，引发学生的思考和讨论，突破学生的认知薄弱点，

培养学生严谨的科学精神。

【追问】请你从微观角度解释，C烧杯中酚酞变红的原因？

【提问】看了改进实验后，你确认是哪种更贴近实际情况？

思考、回答：B烧杯中的氨分子运动到大烧杯中，当把大烧杯罩在烧杯C上，氨分子就运动到了C中，与酚酞发生反应，酚酞变红，说明分子总是不停的做无规则运动。

回答：第二种微观示意图更贴近真实情况。

8

【追问】分子运动有什么特征？

【板书】不断运动（无规则）

【提示】请修正你的答案。

【过渡】在这个实验中，我们利用分子不断运动的微观本质解释了A烧杯中酚酞溶液变红的原因；当把大烧杯再罩在烧杯C上时，发现C中酚酞也变红，这个宏观现象也反映出分子运动无规则的特点。因此微观本质可以解释宏观现象，宏观现象也能反映微观本质。

【创新实验】利用下图所示实验装置(气密性良好)，验证浓硫酸、浓盐酸的挥发性。其中甲、乙、丙三个广口瓶中依次装有浓硫酸、浓氨水、浓盐酸。

已知：2NH3

+ H2SO4

= (NH4)2SO4；(NH4)2SO4为白色固体。

思考、回答

不断做作无规则运动。

修正答案，补充笔记

倾听、思考

阅读提取信息中的关键词

培养学生读取信息以及应用信息解决问题的能力。

鼓励学生做实验，体会化学学科的独特魅力。

通过观察记录实验现象，培养学生观察分析的能力和合作交流的能力。

通过学生利用磁力扣模型表示挥发性

观察

回答

【教师操作】先打开K1、K2观察现象。

无明显现象

学生演示实验

【学生演示】

观察、记录实验现象

①打开K1，关闭K2，缓慢拉注射器A回答、倾听、

活塞

互为补充

②打开K2，关闭K1，缓慢拉注射器B甲中无白烟，丙中有白活塞

烟。

【提问】请描述实验过程中的现象，乙中冒气泡。

填写在学案上。 拉动注射器活塞，甲（丙）

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【追问】拉注射器活塞，乙中为什么冒气泡？

假如你有透视眼能看到微观粒子。

【学生活动】请用磁力扣模型表示实验的微观过程；从微观角度解释甲中无白烟，丙中有白烟的原因。

【追问】同学这样说的，因为浓盐酸有挥发性，所以HCl分子运动出来。那么是因为浓盐酸有挥发性，所以HCl分子运动出来；还是因为HCl分子能

10 中的气体量减少，乙中气体进入甲（丙），乙中气压小于外界大气压，空气从长导轨进入乙。

小组合作

汇报演示

实验的微观过程，进一步体会分子运动的特征，发展学生宏观辨识与微观探析的核心素养。

进一步培养学生小组合作精神及无私奉献的品格。

打开K1、关闭K2，拉动注射器A，NH3分子运动到甲的液面上方，因为浓硫酸没有挥发性，所以H2SO4分子没有运动到液面上方，没有在液面上方发生反应，因此无白烟；打开K2、关闭K1，拉动注射器B，NH3分子运动到丙的液面上方，因为浓盐酸有挥发性，所以HCl分子运动到液面上方，在液面上方与NH3分子发生反应，因此有白烟。

思考、辨析

回答：因为微粒不断做无规则运动是微粒的特点因此是HCl分子能从液相

发现学生对于宏观的挥发性与微粒的运动之间的因果关系不清晰，抓住问题，继续追问，引发学生的思考和讨论，突破学生的认知薄弱点，

培养学生严谨的科学精神。

从液相运动出来，因此浓盐酸有挥发性？

实际上，是因为微观HCl分子能运动出液面，在宏观上我们称浓盐酸有挥发性。

【追问】浓盐酸、浓氨水液面上方还有没有其他微粒，比如水分子？

【追问】浓氨水液面上方很多NH3分子运动出来，所以浓盐酸有挥发性。

倾听

回答：应该会有少量的水分子。

回答：不会，应该还有很

体会宏观现象与微观本质间的关系。

运动走了，会空了，没有分子了吗？

多NH3分子，因为分子不请回答下列问题：

（1）丙中发生化合反应，生成大量白断做无规则运动。

完成学案

烟（NH4Cl）的化学方程式为

。

展示答案

（2）该实验能够得出的结论是。

【过渡】本实验的目的是要验证两种酸的挥发性，而这种宏观性质的本质

原因，是因为微观粒子的运动产生的，

但我们看不到微观粒子，因此我们设计了这个巧妙的实验，通过明显的白烟现象，形成鲜明对比，从而反映出倾听、思考、认同

HCl分子和H2SO4分子的运动特点。宏

观现象帮助我们好像拥有了一双透视眼，让我们能过推测出微粒的运动和变化，从而反映出微观本质。

【提问】我们在实验第一步当同时打开K1、K2时短时间内没有看到明显的现象，如果放置的时间足够长，能看到丙中有白烟的现象吗？

展示放置两小时后的实验照片。

【提问】我们观察到的宏观现象与微观本质之间有什么联系？

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思考、回答：应该可以看到白烟，因为分子在不断做无规则运动。

思考、回答

利用微粒观点能解释一

【小结】我们可以利用微观粒子的性质、运动、变化去解释很多宏观现象的原因；当然很多宏观现象也反映出微观粒子的性质、运动和变化的特点。宏观是现象，微观见本质。

课堂延伸

【视频】分子机器人

课堂总结

我们在分子运动实验中了解分子是在不断的无规则运动；挥发性实验中，若只打开止水夹，短时间内无明显现象，若拉动注射器活塞，丙中立刻出现十分明显的白烟现象，也就是说，我们通过外力作用，可以对分子运动产生影响；现在分子机器人的发明，说明人类对分子运动已经到了在一定范围内可操控的阶段。也许在不久的将来，人类可以从微观角度攻克很多世界难题。希望同学们对微观世界保持一个好奇心，不断去努力、去探索，我相信，未来可期。

些宏观现象。

观看

体会

思考

帮助学生开阔眼界，进一步了解微观粒子的运动特征，以及人类作用对微粒运动的影响。

体验化学学科的社会价值，激发学生对化学学科学习热情

假如你有透视眼——物质构成的奥秘专题复习

板书设计

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学习效果评价设计

评价方式

附件：

【课后练习】

1.（2018 西城期末）25 m的氧气可以装入0.024 m的钢瓶中，这说明（ ）

A．分子间有间隔

C．分子在不停地运动

A．能证明分子在不断运动

B．浓盐酸与浓氨水都具有挥发性 C．氯化氢分子比氨分子运动得快

D．实验过程中发生了化学变化

3.（2018 西城一模）造雪机的工作原理如右图所示。

（1）B到C发生的是 变化

（填“物理”或“化学”）

。

（2）A处空气被压缩，体积变小。从微粒的角度解释

．．其原因是 。 C．小冰晶（雪核）

D．雪

A．压缩空气

B．水雾

33B．分子体积很小

D．分子质量很小

2.（2018 西城二模）用右图进行实验，下列说法中不正确的是（ ）

．．．4.（2018 北京）干热岩是地层深处的热岩体。下图为利用其发电的示意图。

（1）将干热岩的热量传递到热交换器的物质是

。

（2）从微粒的角度分子，水变为水蒸气时，变化的是

。

5．（2017 通州一模）“宏观—微观—符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方式。请结合图示回答下列问题

（1）图1中，“Cu”表示多种信息，如表示铜元素、铜单质，还能表示 。

（2）观察图2和图3中微粒变化的共同点，可以得出酸碱中和反应的微观实质是 。

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本节课在课后设计了“课后练习”环节，在调查班级（24人）与没有开设本节课的对照班级（25人）分别测验后统计数据，数据及分析如下：

调查班级

对照班级

1 100% 92.% 2 87.5% 76% 3（1）

100% 100% 3（2）

95.8% 64% 4（1）

95.8% 100% 4（2）

91.7% 96% 5（1）

66.7% 68% 5（2）

83.3% 40% 1.

在学生的练习中反映出，调查班的学生能够灵活地运用微粒的特性解释生活中的一些常见现象，题目1到4正答率都在85%以上。

2.

第5题（2）问涉及到中和反应的本质。在本节课中主要都是从分子、原子的角度解释现象，离子涉及到的较少。但调查班的学生能用将所学知识进行迁移，从微观粒子的变化上分析得出氢氧化钠与稀盐酸、氢氧化钾与稀盐酸的反应本质是相同的。在反应前后消耗了氢离子与氢氧根离子，生成了水分子，与对照班级比较正答率高出43%，优势明显。

“课后练习”数据分析能反映出，通过本节课的学习，学生利用微粒的观点解释某些常见的现象的能力有明显提升，学生已建立起看问题的微观视角。本节课中学生不断从微观角度分析单一体系、变化体系、自发多体系、有人为干预的复杂多体系，学生的抽象思维能力、微观想象力以及利用微观角度解释宏观现象的能力都有所提升。

本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点

1.

本节课紧扣微粒观的构建并在各个教学环节中反复呈现与贯穿，通过宏观现象辨识微观本质，通过微观本质探析宏观现象，将化学学科核心素养真正落地生根。

2.

本节课中多次采用了手机投屏软件，能让学生跨组别了解其他同学的答案，并进行讨论分析，现代信息技术的不断更新及应用，增加学生的互动性，有效提高课堂效率。

3.

本节课始终贯彻以学生为主体，设计了多个学生活动。利用球棍模型分析水的沸腾和电解水实验的微观本质，学生在拼装和拆分模型的过程中体会微观粒子的运动和变化，理解物理变化与化学变化本质区别；学生在绘制“分子运动实验”的微观示意图过程中体会微粒运动的特点；学生利用磁力扣模型解释“酸的挥发性创新实验”现象的微观原因时，体会分子运动和变化与宏观现象的关系，进一步发展证据推理与模型认知的化学学科核心素养。

4.

本节课在原课本分子运动现象的实验进行改进，增加了装有酚酞溶液的烧杯C，当烧杯A中酚酞溶液由无色变为红色后，将大烧杯罩在烧杯C上，增加这样一个简单的操作，现象直观，演示效果明显，有助于学生理解分子不断做无规则运动的特征。本实验改进，解决了学生认知上的薄弱点，在原课本实验教学过程中，学生解释烧杯A中酚酞变红的原因时回答“分子在不断运动”，往往忽略了“无规则”的特点。在学生画出微观示意图时出现的两种答案就能反映出学生的真问题，通过本实验改进，学生在看到烧杯C中酚酞也变红的现象时，顺理成章的说出了分子运动“无规则”的特点，培养了学生严谨的科学精神。

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5.

补充的酸的挥发性实验,装置操作简单，现象十分明显，集气瓶甲、乙中形成对比实验，有利于学生通过分析不同的宏观现象，利用逆向思维方法推断出，H2SO4分子和HCl分子微观运动本质的不同，再从微观角度解释宏观现象不同的原因。本实验将分子运动与酸的挥发性有机的结合起来，有效的提高了初三复习课的课堂效率。

6.

本节课实验的废液处理，采用将浓氨水和浓盐酸进行稀释后中和，调整pH值用于生物学科校园实验小麦田的氮肥使用，体验绿色化学理念，化学与生物学科融合，让学生体会学以致用的快乐。

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