资源简介

1.2 化学研究什么（第2课时）教学设计
一、教材与学情分析
（一）教材分析
本课时是沪教版（2024）九年级化学上册第1章第2节的第2课时，核心内容包括两个方面：一是化学研究物质的组成与结构，二是化学研究物质的用途与制法。教材通过金刚石与石墨的对比，引导学生认识到物质都是由元素组成的，但由于微观结构（碳原子排列方式）不同，性质差异很大，由此建立“组成决定结构、结构决定性质、性质决定用途”的化学基本观念。本课时是第一节化学课的收尾，也是整个初中化学从宏观现象走向微观本质的起点。
（二）学情分析
学生在第1课时已经学习了物理性质与化学性质，知道性质是物质的固有属性，但尚未思考“为什么不同物质有不同性质”。学生对金刚石、石墨等物质有生活经验（钻石、铅笔芯），但不知道它们都是由碳元素组成的。教学中应充分利用这一认知冲突，激发学生探究组成与结构的兴趣，同时为后续学习物质构成奥秘的相关内容埋下伏笔。
二、教学目标
1. 化学观念：知道物质是由元素组成的，初步认识物质的组成与结构决定性质；能举例说明金刚石与石墨虽然组成元素相同但性质不同的原因是碳原子排列方式不同；理解性质与用途的关系。
2. 科学思维：通过金刚石与石墨的对比分析，发展“结构—性质—用途”关系的逻辑推理能力；通过对常见物质组成的归纳，初步形成从组成角度认识物质的思维方式。
3. 科学探究与实践：通过观察金刚石、石墨的实物或图片，比较二者的外观、硬度、导电性等性质差异；能查阅或列举常见物质的组成元素。
4. 科学态度与责任：感受化学在开发新材料、合理利用自然资源中的重要作用；认识化学对人类社会可持续发展的贡献；树立科学物质观。
三、教学重难点
教学重点：物质由元素组成；金刚石与石墨的组成与结构差异；性质与用途的关系。
教学难点：理解“结构决定性质”；从宏观组成到微观结构的初步认识。
四、教学准备
教师准备：多媒体课件（金刚石、石墨、C60的图片或视频；常见物质组成元素卡片）；玻璃刀、铅笔芯、电池、导线、小灯泡等导电性实验器材。
学生准备：预习教材，列举2—3种自己熟悉的物质及其用途。
五、教学过程
（一）复习导入——为什么性质不同？（约5分钟）
【教师活动】复习提问：什么是物理性质？什么是化学性质？导入：我们知道了不同物质有不同的性质，那为什么钻石那么硬，铅笔芯却那么软？为什么氧气能支持燃烧，氮气却很稳定？今天我们就来探究物质性质背后的原因——组成与结构。
【学生活动】回忆旧知，思考教师提出的问题，产生探究兴趣。
【设计意图】用认知冲突导入，激发学生探究组成与结构的欲望。
（二）活动一——物质由元素组成（约12分钟）
【教师活动】展示常见物质卡片：氧气、氮气、金刚石、石墨、二氧化碳、碳酸氢铵。引导学生查阅教材，说出它们分别由什么元素组成。归纳：世间万物仅由90多种元素组成。有些物质只由一种元素组成（如氧气由氧元素组成，金刚石、石墨都由碳元素组成），更多物质由两种或更多元素组成（如二氧化碳由碳和氧两种元素组成，碳酸氢铵由碳、氢、氧、氮四种元素组成）。强调：元素是组成物质的基本成分。
【学生活动】查阅教材，记录各物质的组成元素；参与讨论，初步建立“元素组成物质”的概念。
【设计意图】通过具体物质的组成分析，让学生从实例中归纳出元素组成观念。
（三）活动二——结构决定性质（约15分钟）
【教师活动】展示金刚石和石墨的实物或图片，组织学生观察比较：外观（金刚石无色透明、折光性强；石墨灰黑色、不透明）、硬度（金刚石是天然最硬的物质，可裁玻璃；石墨质软，可做铅笔芯）、导电性（金刚石不导电；石墨能导电，可做电极）。演示：用铅笔芯连接简单电路，观察小灯泡是否发光。提问：金刚石和石墨都是由碳元素组成的，为什么性质差异这么大？展示微观结构示意图：金刚石是空间网状结构，碳原子排列紧密牢固；石墨是层状结构，层与层之间容易滑动。归纳：虽然组成元素相同，但碳原子的排列方式（结构）不同，导致性质差异很大。板书：组成相同，结构不同→性质不同。
【学生活动】观察实物和图片，记录二者性质差异；观察导电性实验；在教师引导下理解结构决定性质。
【设计意图】通过直观对比和微观模型，让学生理解结构对性质的决定作用，突破难点。
（四）活动三——性质决定用途（约8分钟）
【教师活动】引导学生讨论：金刚石可以用来做什么？（裁玻璃、做钻头、做装饰品钻石）石墨可以用来做什么？（做铅笔芯、做电极、做润滑剂）追问：这些用途分别利用了它们的什么性质？归纳：性质决定用途，用途反映性质。拓展：介绍C60（足球烯）和新型碳材料，说明化学研究物质组成与结构的意义——开发新材料，造福人类。
【学生活动】联系生活实际，讨论金刚石和石墨的用途及其对应的性质；了解新型碳材料。
【设计意图】建立“性质—用途”的联系，认识化学研究的社会价值。
（五）课堂小结与作业布置（约5分钟）
【教师活动】师生共同梳理：化学研究物质的组成与结构——物质由元素组成，结构决定性质；化学研究物质的用途与制法——性质决定用途。布置作业：①完成课后练习；②查阅资料，了解一种新型材料（如石墨烯）的组成、结构和用途。
【学生活动】回顾本节知识网络，记录作业。
【设计意图】梳理知识体系，通过拓展阅读延伸学习。
六、板书设计
1.2 化学研究什么（第2课时）
一、物质由元素组成
90多种元素组成万物
一种元素：氧气（氧）、金刚石/石墨（碳）
多种元素：二氧化碳（碳、氧）、碳酸氢铵（碳、氢、氧、氮）
二、结构决定性质
金刚石：空间网状结构→硬、不导电→裁玻璃、钻石
石墨：层状结构→软、导电→铅笔芯、电极
三、性质决定用途
七、教学反思
本课时的核心是帮助学生建立“组成—结构—性质—用途”的化学基本观念。金刚石与石墨的对比是极好的教学素材，学生在认知冲突中理解了结构决定性质。教学中应注意把握深度，学生刚接触化学，对微观结构只需建立初步印象，不宜过度深入。导电性实验现象明显，能有效激发兴趣。后续学习氧气、二氧化碳等具体物质时，应反复回扣“组成—结构—性质—用途”的分析框架，使这一观念逐步内化。

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