初中化学物质构成的奥秘专题教学设计

初中化学\物质构成的奥秘\专题教学设计

——以化合价教学为例

一、课标分析

义务教育化学课程标准》（2011年版）对化合价教学的明确要求为“能说出几种常见元素的化合价”、“根据化合价写出常见化合物的化学式”。

立足新课程改革的实施理念，学生在学习中对过程的经历与方法的体会不仅不可忽视，甚至在一定范围内比结果性的知识和技能更值得我们追求。那么，实现“根据化合价写出常见化合物的化学式”的过程可以是、应该是什么？这应当是我们进行这节课程的教学之前应该首先考虑的重要问题。

二、教材分析

教材对化合价内容的阐述略显简单和生硬，难以帮助教师让学生建立起对化合价的有效理解。如果完全依照教材，仅仅是让学生机械地甚至是被迫地记住常见元素的化合价，既增加了学生的记忆负荷又很有可能降低学生学习化学的兴趣。从学生学科体系建构的角度来看，这也不利于学生对化学学科思想的理解与自身学科思维的训练与养成。

三、学情分析

学生在学习本节知识之前，已经学习过两种重要的化学用语：元素符号及化学式，明确了化学式的主要含义。并且此前的学习已经帮助学生初步建立了原子、分子、离子的概念，尤其是对原子的结构以及氯离子与钠离子的形成有了基本认识。

然而，学生对物质化学式的认识还仅仅停留在逐个识别的层面上，随着化学学习的深入，学生将认识更多物质，不仅需要记忆更多的化学式，更需要了解元素形成化合物时所应遵循的一般规律。因此，我们有必要帮助学生认识这种规律，这将有助于学生在对物质组成与构成的学习中实现提纲挈领、化繁为简。化合价学习的必要性正是在这样的情形下产生的。

四、教学目标分析

1.知识与技能：认识化合价的正负以及绝对值所代表的真正含义，了解元素化合时的一般规律。

2.过程与方法：经历对化合价的认识过程，体会立足“宏观-微观-符号”的化学认识方法。 3.情感态度价值观：保持和增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲望，发展学习化学的兴趣。

五、教学重难点分析

立足学生对化合价的理解式学习，从宏观—微观—符号的化学学习理念出发，化合价的教学重难点就一定是立足学生对化合价符号的基本理解和对一些化合价现象的认识。据此，该节课的教学重难点就可以表述如下： 在重点突破上，即概念认识的设计中，结合学生已有化学知识，采取了概念分层教学方式，

创造性地将化合价的正负和数值（绝对值）分开教学，让学生充分理解化合价正负和绝对值代表的含义。

在难点突破上，元素多价现象的认识中，结合学生对化合价正负和数值的已有认识，适当联系学生的生活经验，运用类比的方法帮助学生理解元素表现多价现象的原因。

六、教学模式

根据上述认识，我们立足现阶段学生已有化学知识与能力水平，通过对化合价概念发展史的研究，在设计理念上，采取了探究式教学模式，同时相应设置了“复习——概念引入——概念认识1:化合价的正负——概念认识2：化合价的绝对值——小结”等五个主要学习环节，充分体现了概念性知识探究型学习的特征。

设计中，我们首先强调了概念的引入。任何概念学习的第一步也是最重要的一步即是让学习者明白：为什么要学习这个概念。在难点突破上，尤其是在关键环节——概念认识的设计中，笔者结合学生已有化学知识，针对化合价概念的认识采取了分层次教学模式，创造性地将化合价的正负和数值（绝对值）分开教学，让学生充分理解化合价正负和绝对值代表的含义。根据化合价概念本身抽象难懂的特征，笔者利用多媒体课件的优势将抽象的微观世界用生动形象的图形模拟出来，在一定程度上减轻了学生的认知负荷。

七、教学过程

复习环节

【投影】给出一组常见物质的化学式。 【教师】（引导学生通过比较和分析发现）：化学式作为一种符号工具，其最基本的属性之一即是：符号和物质（指代对象）的一一对应！

概念引入环节

【教师】自从有化学研究以来，人类已经发现了成千上万种物质，每种物质都有一个表示其构成的化学式。化学式这种符号自然也就成了我们认识物质的一个有效的“窗口”。可是人类迄今发现的元素种类不过100多种，100多种元素如何形成如此多的物质？元素和元素化合时会有什么规律呢？下面我们就来探究这其中的规律。

【投影】同时给出三种物质的化学式：氯化氢HCl、水H2O、氨NH3。 【教师】请大家观察这三种物质在元素组成上有什么共性？ 【学生】均含有氢元素。

【教师】其构成一致吗？有什么区别？

【学生】氢原子的个数分别是1、2、3个。

【教师】为什么会出现这种现象？为了更好地理解这一现象，我们不妨做一下类比猜想： 【投影】依次出现4组画面：元素交朋友！

画面1：一个3D小人氢与一个3D小人氯交朋友。 画面2：两个3D小人氢与一个3D小人氧交朋友。 画面3：三个3D小人氢与一个3D小人氮交朋友。 画面4：一个3D小人钠与一个3D小人镁交友失败。

【教师】可以想象元素化合时就像3D小人之间的交往一样。我们看到：有些元素之间不能化合，而有些元素之间不仅可以化合而且化合所需的原子个数比也不尽相同。这其中究竟有什么原因呢？学习了下面这个概念，将会为你揭开谜底。

【投影】化合价

概念认识1：化合价的正负

【教师】下面请同学们观察这张常见元素化合价表，看看你能发现什么规律或问题。 【投影】给出常见元素化合价表。 【学生】认真观察，相互交流。

【教师】请同学们以小组为单位提出你们的问题。 【学生】积极发表各自的看法。

【教师】好，同学们都很有自己的想法，我将大家最关心的问题进行归纳如下：1、元素的化合价为什么有正负之分？2、元素化合价的数值是怎么规定的？接下来，我们将就着2个主要问题展开学习。

【投影】化合价的正负：画面中左右两侧分别呈现A、B两种原子的示意图。

【教师】请同学们回忆咱们前面学习过的原子的结构，原子由哪两个主要部分构成呢？ 【学生】原子核和核外电子。

【教师】很好，那么整个原子的带电情况如何？ 【学生】电中性。 【教师】为什么呢？

【学生】核内正电荷总数等于核外负电荷总数。

【教师】很好。那么大家想一想，元素化合时从微观来看，A、B两种原子之间肯定要靠近并产生一定的“结合力”。当A、B两种原子靠近时会发生什么现象呢？大家猜一猜。 【学生】充分发挥自己的想象。

【投影】动画形式描述：A、B两原子靠近时， B原子将电子更多地吸引到自己的一方（假设B得电子能力比A强），表现为：B侧“肥胖”，A侧“瘦小”。 【教师】（引导学生分析）现在我们采取分析的方法，仍然从A原子的局部看，与化合前相比A现在外围电子减少，大家想它还会呈现电中性吗？ 【学生】不会，可能带正电？

【教师】大家的判断是正确的，因为化合后，A核内的正电荷明显比核外的负电荷多了，所以会在局部呈现正电性。同理，大家判断一下B的电性如何？ 【学生】带负电。

【归纳】现在我们一起来归纳一下：两种不同元素化合时，因得失电子能力不一样，两种元素会分别带上正电或负电，因此，我们就将带正电的元素的化合价规定为正价，相应地，带负电的元素的化合价规定为负价。 概念认识2：化合价的绝对值

【教师】刚才我们了解了元素化合时会呈现正电性或负电性。仅仅如此还无法形成稳定的化合物，那么，要形成稳定的化合物还需要满足什么条件？下面我将以实例来为大家说明。 【投影】给出氯化钠中钠和氯的化合价；并在屏幕中依次给出钠和氯的原子及结构示意图。 【教师】要回答刚才老师提出的问题，我们不妨先来看Na和Cl的原子结构示意图。请同学们回想一下，我们在前面课程中学习过的原子结构的知识，大家想一想，那一类元素最“懒惰“呢？

【学生】稀有气体元素。

【教师】那么，有没有同学还记得稀有气体元素的原子结构特征呢？ 【学生】??

【教师】大家想一想，它们最外层电子数有什么共性? 【学生】多为8电子态。

【教师】对了，稀有气体元素最外层多为8电子态，所以它们最”懒惰“。正如，我们每个人都有惰性一样，其他的原子也有”惰性“，总是期望能达到类似稀有气体元素的这种8电子结构。既然如此，请同学们想一想：钠和氯如何才能变为这种8电子状态呢？ 【学生】作出各种猜想??

【教师】有的同学可能已经想到了，钠如果去掉最外层这个电子就可以实现类似Ne的外层电子结构，而氯如果最外层能得到一个电子也就可以实现类似Ar的外层电子结构。这样的话，Na和Cl相遇时，就一拍即合：Na将最外层的一个电子给Cl刚好就满足了双方的需求。 【投影】动画演示电子得失过程。

【教师】现在两种元素都实现了“8电子稳定态”，因而能形成稳定的化合物。现在，我们仍然采取分析的方法，分别比较一下Na和Cl元素化合前后的变化。大家想一想，两种元素的原子结构的最大变化在哪里呢？ 【学生】电子数。

【教师】很好。我们发现，Na和Cl的电子数变化值均是1。据此，我们就将钠的化合价定为1价，氯的化合价也定为1价。大家与事先给出的化合价比较，发现Na为+1价。Cl为-1价，有谁能解释一下呢？

【学生1】钠显正价氯显负价是因为钠失去电子显示正电性，氯得到电子后显示负电性。 【教师】这位同学回答的很好。我们看待化合价时就应该将正负和绝对数值一分为二地看。 【教师】有了对氯化钠中元素化合价绝对值的认识，下面我们再来看一个氯化镁的例子。 【投影】给出氯化镁中镁和氯的化合价；并在屏幕中依次给出镁和氯的原子及结构示意图。 【教师】同学们现在可以根据我们对氯化钠的认识过程来类比分析氯化镁，看看会有什么问题出现？可以分小组讨论一下。 【学生】分组展开讨论。

【教师】大家讨论中，发现什么问题了呢？我们不妨与氯化钠对比，此刻的镁和氯化合时能”一拍即合“吗？差距在哪？

【学生】不能。镁需要失去2个，而氯只需得到1个。

【教师】如何解决这个问题呢？大家观察化学式的组成看能否给你启示？ 【学生2】可以再来1个氯原子。

【教师】很好！就是这样。我们看一下氯化镁的形成过程。 【投影】屏幕中再出现一个氯原子，镁将最外层的两个电子一分为二，分别给一个氯原子。这样两种元素的三个原子都实现了8电子态。

【教师】化合完毕。现在我们可以如法炮制，来确定氯化镁中元素的化合价。哪位同学可以帮大家分析一下镁的化合价数值。

【学生3】镁化合前后电子数变化值为2，所以化合价是2价。 【教师】很好，完全正确。谁可以解释一下氯的化合价数值呢？ 【学生4】氯化合前后电子数变化值为1，所以化合价是1价。 【教师】这位同学也解释的很好。 小结：

【教师】现在来总结一下，化合价到底是什么？

【投影】对于化合价的认识以四个层次出现：1化合时的能力2既有正负又有数值（绝对值）3易得为负，易失为正4绝对值取决于化合前后的电子数的变化值。

【教师】以上是我们关于化合价的认识，至于化合价的表示和应用我们将在下节课进行学习。

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