资源简介

教学设计
课题 元素周期律
课型 新授课（是） 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析
（1） 知识衔接：在碱金属、卤族元素性质规律的基础上，以第三周期元素为案例，阐释元素性质从金属到非金属的周期性变化，深化“构-位-性”关系的认知。 （2） 编写逻辑：以原子结构为基础，沿用“构-位-性”认识模型，通过“思考与讨论”“探究”等活动引导学生建构知识；注重学科逻辑，用实验、事实分析，结合演绎、归纳法培养逻辑思维。 （3） 内容呈现： ①核外电子排布、原子半径、化合价的变化规律，由学生通过归纳法得出； ② 金属性、非金属性变化规律，先基于原子结构演绎，再经探究归纳； ③铝的知识仅作信息呈现，不做课标要求，目的是让学生总结变化趋势。 （4）探究方法：以“第三周期元素性质的递变”为载体，采用“问题提出—实验（事实）验证—结论分析”的预测方法模型，让学生通过比较、信息处理等方式体验科学研究过程。
2.学习者分析
学生通过初三和必修一的学习，已具备基础的物质结构、元素及其化合物知识。新课程学习后，掌握了原子构成、核外电子排布等物质结构知识和元素周期律相关内容，能初步描述、解释元素性质的相似性与递变性，也能比较同周期/同主族元素的金属性、非金属性。学生对元素周期律的认识呈静态、孤立、零散的特点，仅能机械应用规律。对周期律内容的完整性认知不明晰，规律应用缺乏系统性。
3.学习目标确定
1.宏观辨识与微观探析 （1）能从宏观层面辨识第三周期元素金属性、非金属性的递变现象（如与水/酸反应剧烈程度、氢化物稳定性差异）。 （2） 能从微观角度（原子结构、核外电子排布）解释元素性质周期性变化的本质原因，建立“微观结构决定宏观性质”的关联。 2.变化观念与平衡思想 （1）认识元素性质随原子序数递增呈现周期性变化的规律，理解变化是有条件、有规律的。 3.证据推理与模型认知 （1）基于实验现象、数据事实（如原子半径、化合价数据）进行推理，得出元素周期律的结论，培养证据推理能力。 （2） 构建“位置-结构-性质”的认知模型，并能运用该模型预测陌生元素的性质、解释化学现象。 4.科学探究与创新意识 （1） 通过设计第三周期元素金属性、非金属性的探究实验，体验科学探究的完整过程（提出问题→设计方案→实验验证→得出结论）。 5.科学态度与社会责任 （1）通过梳理门捷列夫、莫塞莱等科学家的研究历程，感受科学研究的严谨性、持续性与创新性，形成求真务实的科学态度。 （2） 认识元素周期律在电池材料研发、农药合成、半导体制造等领域的应用价值，体会化学学科对社会发展的贡献，增强社会责任意识。
4.学习重点难点
1.重点：元素周期律的含义和实质，元素性质和原子结构的关系。 2.难点：元素性质和原子结构的关系
5.学习评价设计
（1）学生自我评价（包括学习过程性评价和终结性评价）
评价项目评价内容评价结果优良中差学习态度能认真完成课堂中的交流讨论能积极主动参与到课堂活动中能认真完成课后作业课堂参与能认真听老师讲解勤于思考，主动回答问题能积极和小组成员交流讨论学习效果能利用元素周期律的知识预测元素及其化合物的性质，掌握其探究方法提高逻辑推理能力，论证能力
教师对学习效果的评价 评价内容优良中差1.学生是否能基于元素“位-构-性”认识元素性质2.学生是否能自主设计实验探究3.学生是否能积极参与到课堂活动中4.学生能否利用元素性质预测分析物质的性质
6.学习活动设计
教师活动学生活动环节一：情境导入教师活动1 【导入】锂离子电池在我们日常生活中应用比较广泛，然而锂资源的储量是有限的，科学家希望能够寻找到可以替代锂的电池材料，相继开发了钠、镁、铝电池。科学家为什么能从锂电池联想到开发这些电池？ （展示：某品牌新能源汽车、新能源汽车电池、使用的锂离子电池图片） 【资料卡片】 美国西北大学研究电池材料的团队说：我们通过高通量计算检索元素周期表，寻找合适的新元素。 【提问】不难发现，锂、钠、镁、铝在元素周期表中排列在相近的位置，为什么这四种元素位置相近？它们之间的关系是什么？学生活动1 【学生】Li、Na、Mg、Al的化学性质都比较活泼，容易失电子。 【学生】可能这些元素间有相似的性质活动意图说明：以锂离子电池的应用和替代材料研发为切入点，提出锂、钠、镁、铝在周期表中位置相近的问题，引发对元素性质关联的思考。环节二：探讨“周期”的含义和元素排序依据的确定教师活动2 【提问】元素周期律中有“周期”这一关键词，你能否通过列举生活中常见的周期来谈对“周期”的理解？ 【教师】下面是音乐中的基本音阶，哪位同学愿意唱一下？ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | i 【提问】从字面上看，元素周期可以理解为：元素的某个量伴随着另一个量的递增而呈现重复的、有可能是向前发展的变化。那么，你认为周期表按照什么对元素进行编号和排序呢？ 【化学史1】1869年门捷列夫提出元素周期律的时候是按原子量（现称为相对原子质量）大小排序的。 （展示门捷列夫手稿，标注部分元素原子量） 【引导】可以发现门捷列夫在一些元素（比如Te）的原子量后面打了个问号，为什么呢？ 【解释】因为如果按原子量排序，Te（128）应该在I（127）的后面；可是若考虑到性质的相似性，Te应该在I的前面（与O、S保持同一行），I与Cl、Br保持同一行，两者互相矛盾。 【化学史2】19世纪末，X射线的发现为物质微观结构的探索提供了强有力的手段。1913年，卢瑟福的学生莫塞莱用高能电子束轰击50多种元素的单质，发现不同元素原子发出的X射线频率不同，他认为这体现了元素的特征性质，于是将元素按X射线频率的大小排列并编号，竟与门捷列夫元素周期律中元素排列的次序基本相同，该编号称为原子序数。 【提问】莫塞莱进一步绘出了X射线频率的平方根对原子序数的图像。从图像看，二者之间是什么关系呢？ 【追问】横纵坐标体现了元素的特性，这意味着横坐标有什么样的含义呢？ 【解释】原子序数是整数，这意味着它一定对应原子内部某种微粒个数，结合卢瑟福的实验，莫塞莱推导出原子序数等于核电荷数。 【小结】莫塞莱的研究工作消除了门捷列夫周期律中出现的多处类似Te和I位置颠倒的矛盾，给元素在周期表中的排列提供了新的、更准确的排序依据。 【学生】一个月30天是一个周期，一天24个小时也是周期，周期的特征是重复、周而复始。 【学生】可以发现第二个do比第一个do音调要高，这说明周期不一定是单纯的重复，也有可能是向前发展的。 【学生】核电荷数（质子数） 【学生】那说明按照原子量排序不正确。 【学生】横、纵坐标之间呈正比例关系 【学生】横坐标为“原子序数”应该也体现了元素原子的某种特性。 活动意图说明：对比门捷列夫最初按相对原子质量排序和现代按核电荷数排序的差异，说明原子序数的科学依据。环节三：探讨元素性质发生何种周期性变化教师活动3 【提问】按照核电荷数进行排序，可是为什么Na没有和Ne排在同一周期，而是排在它的下一周期呢？ 【提问】金属性和非金属性是元素的重要性质，随核电荷数的递增它们是否有周期性变化规律呢？ 活动1：请大家围绕金属性强弱的判断方法和提供的相关试剂，设计实验方案，探究第三周期钠、镁、铝元素金属性强弱。 提供的试剂：金属钠（切成小块）、镁条、铝片、铝粉、蒸馏水、酚酞、盐酸（3mol·L-1）、MgCl2溶液（1mol·L-1）、AlCl3溶液（1mol·L-1）、NaOH溶液（1mol·L-1）。 【提问】分析实验现象，结合金属性强弱的判断方法，能得出什么结论？ 【提问】写出Al(OH)3与强酸、强碱反应的离子方程式： 活动2：我们继续研究第三周期元素Si、P、S、Cl的非金属性强弱。请同学们通过阅读相关材料，整理证据，得出结论。 【提问】元素性质的周期性变化仅仅是单周期的重复吗？ 【提问】从原子结构角度分析，同周期元素金属性、非金属性呈现周期性变化的原因？ 活动3：分析原子半径、化合价、最外层电子数的周期性变化 观察教材中的表4-5，以1~18号元素为例，以原子序数为横坐标，原子最外层电子数及化合价（最高正价、最低负价）为纵坐标，制作折线图和柱状图，并观察分析。 根据教材表4-5中的原子半径数据，以原子序数为横坐标，原子半径为纵坐标，绘制折线图如图4-2所示。从点（同主族元素）、线（同周期元素）、面（不同周期的变化趋势）三个层次进行数据分析，归纳规律。 【提问】我们不仅可以从物质类别、氧化还原等角度研究物质，还可以从元素周期律的角度认识物质性质。例如通过本节课的学习，你能分析比较HCl、HBr、HI的酸性和稳定性吗？ 【拓展】 元素周期律不仅可以帮助我们预测未知元素的性质、寻找合适的材料（如电池材料、半导体材料），还能指导科学家合成新物质、制造新品种农药等。 【总结】今天我们通过数据分析、图表绘制，梳理出了1~18号元素性质的周期性变化规律。但大家要记住，元素周期律的价值，从来不止于背诵一张表格、记住几条规律。 当年门捷列夫在没有完整原子结构理论支撑的年代，仅凭对元素性质的归纳总结，就大胆预测了镓、锗等未知元素的存在——这就是从现象到本质、从归纳到预测的科学探究力量。而我们今天通过“原子序数—最外层电子数—化合价—原子半径”的关联分析，恰恰触摸到了周期律的核心：微观结构的周期性变化，决定了宏观性质的周期性递变。这是化学学科“结构决定性质”思想最经典的体现。 更重要的是，元素周期律不是束之高阁的理论。当科学家们根据周期表寻找半导体材料、设计新型催化剂、研发治疗疾病的药物时，当我们利用元素性质的差异去合理利用资源、治理环境时，周期律就成了连接化学知识与社会发展的纽带。 希望今天这节课，大家带走的不只是元素性质的变化规律，更能拥有用数据说话、用规律预测、用化学思维解决实际问题的意识。这，才是化学学科带给我们的独特力量！ 【学生】Na和Li的性质相似，容易失电子，将Na和Li排在同一列（族）。 【学生】小组合作交流，设计实验方案，学生代表展示实验成果。 【学生】实验1中，Na与水反应最剧烈，Mg次之，Al不反应，说明金属性：Na>Mg>Al； 实验2和3中，Mg(OH)2不溶于NaOH，而Al(OH)3可以溶于NaOH，说明碱性的强弱： Mg(OH)2>Al(OH)3，进一步证明金属性：Mg>Al。综上，金属性：Na>Mg>Al Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]- 【学生】 ①与H 化合难易：SiHBr>HCl； 稳定性：HCl>HBr>HI； 氧化性：Cl2>Br2>I2； 还原性：Cl- < Br- < I-。 活动意图说明：通过设计实验方案探究同周期元素金属性、非金属性的递变规律。通过分析折线图和柱状图，归纳原子半径、元素化合价、最外层电子数的周期性递变规律。结合元素周期律的应用，激发学生用化学知识解决问题的责任感。
7.板书设计
8.作业与拓展学习设计
作业1：思考离子半径大小如何比较 作业2：针对本节课内容绘制思维导图
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明
教学方法：任务驱动法、推理归纳法、数据分析法 学习方法：实验探究法、合作学习法、类比迁移法 教学手段：实验、多媒体等
10.教学反思与改进
本节元素周期律的教学，以数据分析—图表绘制—规律归纳为主线，旨在落实“证据推理与模型认知”的化学核心素养，但在教学实践中，仍存在可优化的细节与值得总结的经验。 1.教学亮点 （1） 以数据探究驱动思维：通过让学生自主分析1~18号元素的原子半径、最外层电子数、化合价数据，分析折线图与柱状图，打破了“教师讲规律、学生记结论”的传统模式。学生在数据分析中直观感知“周期性变化”的内涵，体会到“证据”在科学结论形成中的核心作用，真正实现了从“被动接受”到“主动建构”的转变。 （2） 强化微观与宏观的关联：课堂设计中紧扣“原子序数→核外电子排布→原子半径/化合价→元素性质”的逻辑链条，落脚于“结构决定性质”的化学核心思想，帮助学生搭建起微观结构与宏观性质之间的桥梁，避免了规律学习的碎片化。 （3） 渗透科学探究方法与精神：结合门捷列夫预测未知元素的史实，将规律学习与科学史融合，让学生不仅掌握知识，更体会到“归纳—猜想—验证”的科学探究流程，以及科学家勇于探索、严谨求证的精神。 2.教学改进方向 （1）分层设计，兼顾不同学情：部分基础薄弱的学生在多维度分析规律时存在困难。后续可提前准备简化版数据表格和分步绘图指引，设置基础任务（识别变化趋势）与提升任务（分析同周期/同主族差异原因），满足不同层次学生的学习需求。 （2）增加实践应用环节，深化规律理解：课堂中规律归纳的时间占比较大，应用环节稍显不足。可补充短周期元素推断题或周期律在材料选择中的应用案例，让学生在具体问题中运用规律，感受周期律的实用价值，避免“学用脱节”。 （3）优化课堂互动形式，提升参与度：小组讨论环节存在部分学生“被动参与”的现象。后续可采用小组任务分工制，明确分析员、汇报员的角色，同时设置“规律质疑”环节，鼓励学生提出不同看法，培养批判性思维。 （4） 完善评价方式，落实核心素养：课堂评价多聚焦于规律总结的正确性，对学生“数据处理能力”“逻辑推理能力”的评价不足。后续可设计素养导向的评价量表，从“数据加工、规律归纳、逻辑论证、应用迁移”四个维度进行多元评价，更全面地反馈学生的学习效果。
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