基于化学学科能力的原子结构与元素性质的教学设计

1、基于化学学科能力的原子结构与元素性质的教学设计1.1.2原子结构与元素原子得失电子能力一、指导思想与理论依据课本部分内容对应主题3：物质结构基础与化学反应规律并与；主题2：常见的无机物及其应用；主题5：化学与社会发展相关联。主要促进学生宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知科学探究与创新意识化学学科核心素养的发展。二、教学内容及学情分析本节内容主要是通过关联元素原子得失电子能力与原子结构要素，建构原子结构二级要素与元素原子得失电子能力的关系模型，应用“结构性质”认识模型对某些元素性质得失电子能力进行合理解释。本部分内容是初高中化学的过渡和衔接。另外本部分内容是本次教材修订的新增内容，是建构“位置

2、结构性质”认识模型的起点，是发展学生模型认知与证据推理、宏观辨识与微观探析学科核心素养的关键。学情分析已有知识1.学生在初中化学课程和前一节课程的学习中，知道原子结构的构成，原子结构各要素的关系，了解了核外电子的排布规则。2.学生在高中化学教材必修1第三章中学习了许多元素化合物的知识，如活泼金属可以置换出水或酸中的氢。3.学习障碍点：学生对原子结构中哪些要素影响原子得失电子能力存在迷思认识，认为最外层电子数决定得失电子能力。认为最外层电子数越少，失电子能力越强。三、教学目标与重难点教学目标1.明确原子结构要素与元素原子得失电子能力的关系，初步建立“结构性质”认识模型。2.比较纳、镁、铝元素原子

3、得失电子能力，根据实验现象对结构、性质、认识模型进行修正，并形成模型的基础表达。这两个目标对应的评价目标是，通过建构原子结构与元素原子得失电子能力关系模型的活动（对应环节二学生任务1、2），诊断并发展学生建构“结构性质”认识模型的水平。3.第三个教学目标应用模型比较氯和硫、氯和溴元素原子的得电子能力，完善模型，准确描述原子结构与元素原子得失电子能力的关系。这个教学目标对应的评价目标是通过从原子结构角度比较，解释氯和硫、氯和溴原子得电子能力强弱的活动，评价学生初步应用结构性质，认识模型、分析、解释的能力。教学重点学生自主建立原子结构要素与元素原子得失电子能力的关系模型。教学难点，学生自主，从原子

4、结构多角度论证元素原子得失电子能力进行比较。教学过程分为四个环节，环节一、小组讨论寻找要素。课前设计了学生思维外显的题板法。将本节课主题的两个关键词原子结构和元素原子得失电子能力写在题板上，并给出原子结构各要素小纸条包括核电荷数、中子数、核外电子数、最外层电子数以及电子层数。小组讨论原子结构中哪些要素会影响原子得失电子呢？并简要说明理由，五分钟后将讨论结果呈现在题板上。大多数学生认为最外层电子数决定原子得失电子能力。当然学生也能找到其他要素，但缺乏逻辑性。环节二、初步建立要素间的关系模型。基于环节一的讨论和思考，本环节先给出学生任务1、预测，钠、钾两种元素原子是电子能力的强弱并从原子结构的角度

5、说理由。交流展示后，学生的预测结果有三种预测：一最外层电子数相同，钠和钾原子得失电子能力相同。预测二、电子层数越多，核对最外层电子吸引力越弱，钾原子更容易失去电子。预测三、核电荷数越大，核对外层电子的引力越强大，钠子更容易失去电子。接着通过实验事实来验证。播放钠和钾与水反应的实验视频（让学生根据实验操作步骤进行实验）学生进行实验、记录实验现象，并讨论实验结果，钾比钠更易失去电子，产生认知冲突。这时候教师追问最外层电子数这个要素到底扮演着什么样的角色呢？小组内讨论。学生明白，钠与钾最外层电子数相同，都为1，但失电子能力的不同，说明当最外层电子相同时，电子层数是主要影响因素。设计意图：让学生能够区

6、分主次矛盾，原子结构中核电荷数、电子层数双变量时电子层数为主要影响因素接着给出学生任务：观察钠、镁分别与水反应的时间。经过实验得出结论，钠比镁更易失去电子。我让学生从结论出发去分析原因，在任务一的基础上，学生很容易明白分析要素，要先看清变量并分清主次，教师和学生在一起，将各要素之间的关系重新梳理，（钠、镁元素原子电子层数相同，钠元素的原子的核电荷数较小，核对最外层电子的引力更小，钠元素原子最外层电子离核更远钠元素原子失电子能力更强。）并结合前一节学习的元素化合价和原子最外层电子数的已有知识总结，当电子层数相同核电荷数是主要矛盾。强调最外层电子数决定元素原子得失电子趋势，而非能力。提示语言规范后

7、，学生完成规范表达。这个任务设计意图就是利用实验数据来转变学生的偏差认知，发展学生证据推理意识。小结归纳上述探究过程明确原子得失电子能力，关键是核对最外层电子的引力，在原子结构二级要素里，影响核对外层电子引力的要素是电子层数和核电荷数。最外层电子数决定得失电子的趋势。初步建立原子结构二级要素与元素原子得失电子能力的关系模型。环节三、应用模型，比较陌生元素的得电子能力。设置驱动任务3，比较氯和硫，氯和溴元素原子的得电子能力，从原子结构角度解释。给予学生思考和讨论的时间，小组间交流、展示、诊断学生运用“结构性质”关系模型比较变式元素性质的能力，发展学生推论预测的能力。环节四，完善模型，完整外显并表

8、述要素间的关联。结合小结，在将三项任务后结论综合在一起，完善原子结构要素与元素与原子得失电子能力之间的关系模型，各小组将其完整呈现在题板上，交流讨论。四个环节下来，学生在学习任务的引领下，将建模过程呈现在题板上，并外显逻辑清晰，语言规范的论述。教学反思一、基于模型建构本章教学的本质是关于宏观性质的微观解释，为了使解决问题的思路更清晰、更有条理，使复杂的问题简单化，必须采用模型建构的方式。该建模思想不仅仅是本课时的主要脉络，也是后期模型生成和完善的基础。要实现模型生成及内化，并在课堂上建模过程完整，教师应给予学生更合适的问题导引和更多的时间进行描绘。二、基于课后评价。课后评价最常见也最有效的方式是作业评价。课后作业不仅是课堂内容的简单应用，课