1关于基于核心素养的普通高中课堂《化学键》教学设计案例2.docx

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1关于基于核心素养的普通高中课堂《化学键》教学设计案例2

基于高中化学核心素养的“化学键”（必修）

教学设计案例

平阳中学林勇林海量325400

一、教材和教学内容

本节内容选自普通高中化学课程标准必修课程“主题3：

物质结构基础及化学反应规律”中的“3.2　化学键”。

内容标准是，认识构成物质的微粒之间存在相互作用，结合典型实例认识离子键和共价键的形成，建立化学键概念。

知道分子存在一定的空间结构。

认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。

本部分内容是学生第一次在前一节原子结构的基础上，从微观角度认识物质结构和化学反应的实质。

学习内容较为陌生抽象、理论性强，涉及的化学概念多且容易混淆，是高中化学教学的重难点所在。

所以在教学过程中，尽量能够用具体的实验等宏观辨识入手，引导学生向微观探析过渡，利用证据推理和模型认知进行微观探析。

二、教学目标

（1）能从实验现象等宏观角度建构化学键、离子键、共价键、离子化合物、共价分子等概念，根据物质在熔融状态导电这个事实，学会从微观角度推导该物质内部存在的微粒及其成键类型。

（2）通过实验数据等证据推理，过渡到模型认知，了解可以用球棍模型、比例模型表示分子结构，会用电子式、结构式等符号表征正确表示典型的离子化合物、共价分子的结构，并能理解化学反应的实质是旧键的断裂同时新键的形成并伴随着能量的变化，以此诊断学生宏观辨识与微观探析水平，发展学生对化学键的认识水平。

（3）通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力，学会由个别到一般的研究问题的方法。

通过分子构型的教学培养学生的空间想象能力，学会从宏观到微观、从现象到本质的认识事物的科学方法。

三、教学重难点及课时安排

教学重点：

理解离子键、共价键的概念，电子式、结构式。

教学难点：

理解离子键、共价键的概念及其表示方法。

课时安排：

本单元内容拟安排1课时。

四、教学设计构想

本教学设计主要考虑了以下几个方面的设计思想。

（1）从具体物质的宏观现象入手，启发学生思考探析微粒间的相互作用力及其类型，设计实验加以证明。

通过证据推理上升到模型认知，并能用符号去正确表征。

（2）通过对比迁移归纳，启发学生发现微粒种类不同，形成的化学键的类型不同，通过模型认知，去理解离子键、共价键的本质，归纳出常见离子化合物、共价分子的类型。

（3）通过化学键的学习，理解化学反应的本质是旧键的断裂同时新键的形成，能解释有机化合物种类繁多的原因。

（4）本案例从熟悉的NaCl晶体入手，以“宏观辨识与微观探析”、“证据推理和模型认知”为核心，通过问题设置，层层深入学习化学键、离子键、共价键、电子式、结构式等核心知识，以宏观辨识、微观探析、符号表征为主要逻辑线索，过程中同时结合实验探究、证据推理模型认识的认识思路和方式，将本单元分解为4个任务主题。

单元整体构思如下：

五、情境与任务

1.情境

俗话说“有缘千里来相聚”。

丰富多样的物质世界，它们是由分子、原子、离子等微粒构成，而这些微粒是如何聚在一起的呢？

我们又该如何表示呢？

它们对物质的性质又有哪些影响呢？

让我们一起探索一下吧。

2.任务及任务分解

任务

活动

设计意图

任务1：

搭一搭模型——化学键、离子键的概念建立和本质的理解

（1）观察NaCl晶体实物和微观模型图片，找出钠离子和氯离子，用钠离子和氯离子模型动手搭建NaCl晶体。

如何让NaCl晶体模型牢固——化学键、离子键

（2）离子键本质的理解：

用动画视频展示钠原子和氯原子形成NaCl的过程——电子的得失

观察常见离子化合物NaCl晶体，从熔点、导电性等宏观性质实验出发，引出NaCl晶体模型结构。

让学生动手搭建NaCl晶体模型，发现缺少一种强烈的相互作用力而无法搭建，从而引出化学键、离子键的概念。

通过观看钠原子和氯原子通过电子得失形成NaCl过程的动画视频，转化成微观角度探求离子键的本质是电子的得失，建立离子键的微观模型。

任务2：

离子键本质的理解、离子键的电子式表示

（1）含有离子键的物质一般有哪些——离子化合物

（2）如何表示电子式表示离子键

根据离子键的本质学会用电子式表示离子键。

任务3：

比一比模型——共价键概念的建立

（1）观察并搭建H2O、HCl、NH3等分子的微观模型——共价键

（2）比较H2O分子等的微观模型和NaCl微观模型图片有何不同——电子对的共用

（3）含有共价键的物质一般有哪些——共价分子

由于已经建立起离子键概念模型，在离子键模型的基础上通过对比去认知共价键就相对比较容易理解。

再通过思考讨论“当氯原子和氢原子结合成氯化氢分子，各原子最外层的电子排布发生了什么变化？

”等问题，理解共价键的本质是原子间的电子对的共用所形成的强烈的相互作用力。

任务4：

共价键的符号表征和简单共价分子的空间结构

（1）本质不同，表示不同——共价分子的电子式和结构式

（2）分子的空间结构——球棍模型、比例模型

（3）有机物种类繁多的原因之一——碳原子间连接方式的多样性。

从概念本质的理解到具体模型的认知，再到抽象成符号表征，符合学生的认知规律。

共价分子的电子式、结构式表示及球棍模型、比例模型

六、教学活动示例及说明

【学习任务1】搭一搭——化学键、离子键的概念和本质

1、如何让NaCl晶体模型牢固——化学键、离子键

【活动设计】

【宏观性质】氯化钠易溶于水，熔点为801℃，纯净的氯化钠晶体是透明的正方体。

NaCl是由钠离子和氯离子构成，还是由NaCl分子构成？

如何证明？

【实验设计】测定NaCl固体、熔融，再冷却的过程的导电性变化。

学生的猜想：

大部分学生根据平时所学和氯化钠的熔点801℃，基本上会猜NaCl是由钠离子和氯离子构成。

观察实验，记录现象：

NaCl固体导电性

NaCl熔融状态的导电性

NaCl冷却后的导电性

【结论】NaCl是由构成。

【微观探析】观察NaCl晶体的微观模型结构并自己动手搭建

【交流讨论】思考钠离子和氯离子模型为什么如同一盘散沙，它们之间缺少了什么而无法搭建？

钠离子和氯离子间需要

化学键的概念：

离子键的概念：

【深度思考】相互作用力就是相互吸引力吗？

【设计意图】从身边熟悉的物质NaCl晶体入手，从宏观性质引发猜想，用实验证明过渡到对微观结构的思考。

在思考的梯度上先从微粒组成上进行实验探究，通过动手搭建模型，产生认知冲突，用“强烈的相互作用力”解决问题后，建立化学键、离子键的概念。

2、看动画——理解离子键的本质

【活动设计】

【微观探析】视频动画展示钠原子和氯原子形成NaCl的过程

【归纳总结】含有离子键的物质有哪些特征？

离子键的本质是活泼的金属和活泼的非金属原子通过转移，形成，这两种微粒间的强烈的作用力。

【活动设计】通过视频动画展示钠原子和氯原子形成NaCl的过程，让学生能更形象具体生动地理解离子键的本质，比传统的老师讲解更能容易从微观角度建立离子键的概念，同时通过动画观察NaCl晶体的微观模型能对NaCl晶体结构有更好的认知。

再根据离子键的概念就容易找出含有离子键的物质，通过归纳总结含有离子键的物质的特征，能更好地理解离子化合物的概念。

有了微观概念的铺垫，为后继地深入学习打下基础。

【学习任务2】写一写——离子化合物的电子式

1、离子化合物

【活动设计】：

含有离子键的化合物为离子化合物，如Na2O、NaOH、KHCO3、NH4NO3、BaSO4、CaCl2等。

请找出它们所含的阴阳离子。

下列能说明是Na2O离子化合物的是（）

A、熔融状态能导电

B、在水溶液中能导电

C、含有钠离子和氧离子

D、由钠原子和氧原子通过电子得失形成的

阳离子：

阴离子：

理由：

【深度思考】离子化合物存在离子键，一般具有哪些的物理性质？

【设计意图】提炼概括出离子化合物的概念，通过应用辨析，加深理解。

2、离子键的符号表征——离子化合物的电子式

【活动设计】

【概念理解】通过视频我们观察到活泼金属与活泼非金属化合时，原子间的电子转移发生在最外电子层上。

我们该如何表示呢？

【符号表征】以NaCl为例学习电子式表达：

1、原子的电子式如何表示？

Na•

2、离子的电子式如何表示？

Na+

3、离子化合物的电子式如何表示？

引出电子式的概念

书写下列原子、离子的电子式：

CaCa2+O

KK+O2-

Mg2+NC

书写下列离子化合物的电子式：

KCl

CaCl2

Na2O

MgO

【深度思考】离子化合物存在离子键，一般具有哪些特殊的物理性质？

【设计意图】学生有了从宏观到微观的学习体验之后，引导他们从具体列举到抽象概括的学习，最后上升到化学符号的正确表征的学习。

通过问题的设置，步步深入，层层递进，落实“宏观辨识和微观探析”“模型认知”等化学核心素养的培养。

【学习任务3】比一比——共价键概念和符号表征

1、共价键概念

【活动设计】

【宏观对比】冰的熔点为0℃，NaCl晶体的熔点为801℃，如何解释两者性质上的巨大差异呢？

【微观探析】两种晶体的微观模型图片

【宏观对比】水的沸点为100℃，但水分解需要5万倍大气压以上并且要2400度以上,当两个条件同时到达才能分解。

【微观探析】

1、为什么两者差别这么大？

2、“当氯原子和氢原子结合成HCl分子时，各原子最外层的电子排布发生了什么变化？

”

微观解释：

通过两种晶体的微观模型，我们发现NaCl晶体的熔点高是因为钠离子与氯离子间存在，冰的熔点低是因为水分子与水分子间缺少。

微观解释：

水融化或汽化时，水分子没有被破坏分解，所需温度较低；而水分解时要破坏水分子结构所需温度很高，说明水分子中的H原子与O原子间存在。

共价键：

原子间通过所形成的强烈的相互作用；一般存在于和

之间。

【设计意图】通过冰和氯化钠晶体的熔点对比，发现两者性质上的巨大差异取决于两者微观结构的不同，初步形成“结构决定性质”的思想。

通过水分解的条件推测H原子与O原子间存在强烈的相互作用力。

根据分类的思想，由这种不同于离子键的强烈的相互作用力引出共价键的概念

2、共价键的符号表征——共价分子的电子式、结构式

【活动设计】

【符号表征1】找一找：

共价分子的电子式与离子化合物的电子式的不同

【符号表征2】共价分子的结构式

H-Cl

【交流讨论】NaOH属于离子化合物还是共价化合物？

写出其电子式。

电子式的不同之处：

书写下列共价分子的电子式：

H2Cl2N2

NH3CH4CO2

结构式书写要点：

书写下列共价分子的结构式：

H2Cl2N2

NH3CH4CO2

NaOH属于，理由

电子式：

【深入学习】含有离子键的化合物即为离子化合物；离子化合物中可以含有共价键。

【设计意图】通过对比设计，根据共价键概念的本质找出不同。

在离子键的电子式基础上迁移到共价键电子式的书写和结构式的学习。

在问题的解决中培养学生处理实际问题的能力和提出问题的意识。

【学习任务4】用一用——有机物种类繁多的原因

1、为什么有机物的种类那么多？

【活动设计】

【情境】无机物目前发现有数十万种和无机物相比，有机物数目众多，可达几千万种。

为什么有机物的种类那么多？

观察图1-9中几种含碳化合物的结构式，分析各化合物分子中每个碳原子能形成几个共价键，碳原子之间是怎样连接的？

【微观解释】碳元素位于第2周期ⅣA族，原子的最外层有4个电子。

一个碳原子可以形成共用电子对，碳原子之间可以通过一对、两对或三对相结合，分别构成碳单键、碳碳双键或碳碳叁键。

碳原子之间可以通过共价键彼此结合形成，也可以连接形成。

碳原子间连接方式的，是含碳化合物种类繁多的原因之一。

【设计意图】通过无机物和有机物数量的巨大差别，引发思考兴趣“为什么有机物的种类那么多？

”，再根据本节课所学知识从微观、结构的角度去解决问题。

通过观察碳原子的共价键连接方式，找出有机物种类繁多的一个重要原因。

【本节课程板书设计】

七、评价设计

1．水平标准

（1）能根据实验现象归纳物质及其反应的类型，能运用微粒结构图式描述物质及其变化的过程；能从物质的宏观特征入手对物质及其反应进行分类和表征，能联系物质的组成和结构解释宏观现象。

（2）能从宏观和微观结合上收集证据，能依据证据从不同视角分析问题，推出合理的结论。

能描述和表示化学中常见的理论模型，指出模型表示的具体含义，并运用理论模型解释或推测物质的组成、结构和变化。

（3）能根据教材问题设计简单的实验方案，完成实验操作，观察物质及其变化的现象，客观进行记录，对实验现象作出解释，发现和提出需要进一步研究的问题。

2、评价策略

提问与点评、练习与作业、复习与考试等是有效开展化学日常学习评价的基本途径和方法。

课堂提问的设计上不再是简单机械的“化学键、离子键”概念的讲授，而是有意识地从氯化钠晶体的宏观性质入手，通过动手搭建氯化钠晶体结构，发现问题，从而引导学生对其微观结构的思考，最后过渡到离子键的符号表征上。

整个过程，自然而然，在发现问题、解决问题中落实学生化学学科核心素养的达成。

在对学生学业状况的评价设计上，从社会热点出发，设置问题，既关注知识的落实，更要关注学生在素养方面的发展，体现教、学、评的一致性。

并且在教学活动的进行过程中，不断进行教学的生成和评价的进行。

精选课堂练习和课后作业题目，使“教、学、评”活动有机结合，合力促进学生化学学科核心素养的形成与发展。

练习与测评典型样例

[例1]2015年8月12日，位于天津市滨海新区天津港的瑞海公司危险品仓库发生特别重大火灾爆炸事故，造成165人遇难、8人失踪，798人受伤，304幢建筑物、12428辆商品汽车、7533个集装箱受损。

调查组查明，事故的直接原因是：

瑞海公司危险品仓库运抵区南侧集装箱内硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥，在高温（天气）等因素的作用下加速分解放热，积热自燃，引起相邻集装箱内的硝化棉和其他危险化学品长时间大面积燃烧，导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生爆炸。

调查组认定，瑞海公司是造成事故发生的主体责任单位。

该公司无视安全生产主体责任，违法建设危险货物堆场，违规储存危险货物造成的。

以下是部分危化品清单：

硝酸钾（500吨）

硝酸铵（约800吨）

乙酸（重箱区）

氢化钠14吨

电石（CaC2）

氢氧化钠74吨

硫化钠14吨（重箱区）

氢碘酸7.2吨

硝酸钠（危化品仓库）

三氯甲烷（重箱区）

回答下列问题：

⑴随着分解温度不同有很多种分解方式：

在110℃时：

NH4NO3—→NH3+HNO3

在185～200℃时：

NH4NO3—→N2O+2H2O

在230℃以上时，同时有弱光：

2NH4NO3—→2N2+O2+4H2O

在400℃以上时，发生爆炸：

4NH4NO3—→3N2+2NO2+8H2O

指出上述反应物和生成物所含化学键的类型：

含有共价键的物质：

含有离子键的物质：

既含有离子键又含有共价键的物质：

⑵写出下列部分危化品的电子式：

硫化钠、氢化钠、三氯甲烷、碳化钙

⑶由于当时不清楚危化品成分，在用水灭火过程中，发生了剧烈的二次爆炸。

其中，氢化钠、电石（碳化钙）两者与水反应非常剧烈，且产生的气体皆易燃易爆，请写出化学方程式：

氢化钠和水反应：

电石（碳化钙）与水反应：

产生的气体请用结构式表示：

、

[例2]2016年，我国电解铝（原铝）产量约为3187.3万吨。

现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。

熔融冰晶石（Na3AlF6）是溶剂，氧化铝（Al2O3）作为溶质，以石墨作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解得到金属铝。

回答下列问题：

⑴电解生产金属铝的过程的原材料：

氧化铝Al2O3、冰晶石Na3AlF6、氟化铝（AlF3）、添加剂（氟化钙、氟化镁等）、阳极材料石墨等，其中属于离子化合物的是；选取其中一种物质，设计实验加以证明

⑵请写出氟化铝、氟化钙、氟化镁的电子式

⑶电解铝的化学方程式：

2Al2O₃4Al+3O₂↑，反应中Al2O3发生断裂，产物O2中形成。

⑷在原料的选择上，为什么不选择电解AlCl3来制金属铝？

理由

⑸请写出Al2O3在熔融状态下的电离方程式：

请写出AlCl3在水溶液中的电离方程式：

参考答案：

[例1]⑴含有共价键的物质：

NH4NO3、NH3、HNO3、N2O、H2O、N2、O2、NO2

含有离子键的物质：

NH4NO3；既含有离子键又含有共价键的物质：

NH4NO3

⑵硫化钠：

氢化钠：

三氯甲烷：

碳化钙：

⑶氢化钠和水反应：

NaH+H2O=NaOH+H2

电石（碳化钙）与水反应：

CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2

产生的气体请用结构式表示：

H-H、H-C≡C-H

[例2]⑴离子化合物：

Al2O3、Na3AlF6、AlF3、CaF2、MgF2；

设计实验加以证明：

以AlF3为例，取AlF3固体粉末，分成两份，将其中一份加热至熔融状态，测试它们的导电性，若熔融状态能导电，则AlF3为离子化合物。

（合理皆可以）

⑵氟化铝、氟化钙、氟化镁的电子式：

⑶离子键共价键

⑷AlCl3是共价化合物，易升华，熔融状态不导电。

⑸Al2O3（熔融）=2Al3++3O2-AlCl3=Al3++3Cl-

八、特色和亮点

化学键教学内容重要而抽象，如何从学生的认知特点出发，从熟悉的物质氯化钠的宏观性质入手，由简单到复杂，由具体到抽象，由宏观辨识到微观探析，步步深入学习是本案例设计的特色和亮点。

在教学环节的设计中重视启发学生发现问题、提出问题、解决问题的过程中渗透“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”等核心素养，进行化学键、离子键、共价键等概念本质的理解并训练学生使用正确书写电子式、结构式等符号表征。

在此基础上再去理解“结构决定性质”及“化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成”就会更深入浅出，为后面反应热的学习打下基础。