《元素周期律》教學設計佛山市南海區(qū)第一中學陳靜華課題元素周期律課型新授課教材版本人教版高中化學必修2章節(jié)第一章第二節(jié)一．教材分析本課題選自人教版高中化學《必修2》第一章第二節(jié)，元素周期律是元素周期表中蘊含的重要思想觀念，揭示了元素性質存在的周期性變化規(guī)律，是高中化學學習的重要理論工具。根據《普通高中化學課程標準(2022年版)》，本課題的內容要求如下：1．了解原子核外電子排布，結合有關數據和實驗事實，認識原子結構、元素性質呈現的周期性變化規(guī)律，構建元素周期律。2．知道元素周期表的結構，以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯以及堿金屬和鹵族元素為例，了解同周期和同主族的元素性質遞變規(guī)律。因此，本課題在高中化學學習中具有承上啟下的作用，一方面可以促使學生對元素及其化合物的相關性質進行歸納與總結，理解不同元素之間的區(qū)別與聯(lián)系，逐步形成“結構決定性質”的重要思想觀念，從感性認識上升到理性認識，這是對《必修1》學習的承接。另一方面，可以幫助學生理解元素周期表中“位置—結構—性質”三者之間的關聯(lián)，為今后學習能層能級、核外電子排布規(guī)律、電離能與電負性等知識奠定基礎，也是對《選修3物質結構與性質》學習的鋪墊。二．學情分析現階段的學生在知識層面已經具有如下儲備：1．常見元素及其化合物的相關性質；2．元素周期表結構與位置的相關意義；3．堿金屬元素和鹵族元素的原子結構、元素性質遞變規(guī)律。而在能力層面已經具有如下水平：1．初步了解“結構決定性質”的思想觀念；2．能夠自主設計與完成常見金屬的相關實驗；3．具有一定的信息接收與加工能力，對于數圖分析、實驗演繹、證據推理等學習方式具有濃厚興趣。因此現階段的學生，適宜通過多角度與多方法，對元素周期律進行探究性學習。三．化學核心素養(yǎng)分析本課題由于兼有理論性與實驗性，因此適宜開展各種教學活動，落實化學核心素養(yǎng)。教學活動化學核心素養(yǎng)化學歷史的引入講述科學精神與社會責任數學圖像的規(guī)律探究證據推理與模型認知實驗方案的設計實踐實驗探究與創(chuàng)新意識實驗成果的匯報交流宏觀辨識與微觀探析例如：化學歷史的引入講述可以培養(yǎng)科學精神與社會責任；數學圖像的規(guī)律探究可以培養(yǎng)證據推理與模型認知；實驗方案的設計實踐可以培養(yǎng)實驗探究與創(chuàng)新意識；實驗成果的匯報交流可以培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析。當然，還有更多更好的新思路，值得我們不斷探究與嘗試。四．教學目標教學目標包括如下三個層面：1．知識層面：認識原子結構、元素性質的周期性變化規(guī)律，形成“結構決定性質”的思想觀念；2．能力層面：理解元素周期表中“位置—結構—性質”三者之間的關聯(lián)，能夠分析、預測、比較元素及其化合物的相關性質；3．精神層面：體會元素周期律在科學研究中的重要作用，引導學生熱愛化學理論知識，享受化學探究過程。五．教學思路教學思路包括：課堂活動線、知識結構線、素養(yǎng)水平線，做到三線合一，相輔相成，實現教學目標。課堂活動線知識結構線素養(yǎng)水平線化學趣聞化學史的引入講述科學精神與社會責任↓↓↓溫故知新回顧同主族的元素性質遞變規(guī)律證據推理與模型認知↓↓↓數圖分析歸納原子結構的周期性變化規(guī)律證據推理與模型認知↓↓↓實驗演繹驗證金屬性的周期性變化規(guī)律實驗探究與創(chuàng)新意識↓↓↓證據推理驗證非金屬性的周期性變化規(guī)律宏觀辨識與微觀探析↓↓↓化學魅力化學史的回顧升華科學精神與社會責任在推進課堂活動的同時，不僅落實了元素周期律的相關知識點，還培養(yǎng)了學生多方面的化學核心素養(yǎng)。用“問題導學法”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“講授歸納法”，使本節(jié)課最終能夠呈現宏觀、微觀、符號、曲線的全面四重表征。六．教學內容教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖化學趣聞①講述化學史上的趣聞：法國化學家德布瓦紹德朗發(fā)現了新元素鎵以后，收到門捷列夫的來信，信中不僅指出了鎵的密度數據有誤，還準確預測了鎵的很多性質，就是所謂的“類鋁”。聆聽化學歷史趣聞，聯(lián)想門捷列夫與元素周期表的相關史實?；瘜W歷史創(chuàng)設情景，激發(fā)學生學習興趣，與最后的教學環(huán)節(jié)形成前后呼應的效果。②提出問題：門捷列夫是依據什么能夠做到未卜先知，甚至準確預測的呢？集體回答問題，知曉元素周期表內蘊含的重要思想觀念——元素周期律。引出本節(jié)課的探究對象——元素周期律。溫故知新①帶領學生回顧所學知識：以堿金屬和鹵族元素為例，同主族從上到下，原子結構、得失電子能力、化學性質的遞變規(guī)律。集體回答問題，回顧復習所學知識，理解原子結構、得失電子能力、化學性質這三者之間的邏輯因果關系。以學生現有的知識為載體，加深“結構決定性質”的思想觀念，為后面分析同周期從左到右的變化規(guī)律奠定方法基礎。②提出問題：同周期從左到右，又會不會存在什么變化規(guī)律呢？加以思考，提出猜想。由同主族變化規(guī)律延伸猜想同周期變化規(guī)律，達到溫故而知新的效果。數圖分析①引導鼓勵學生根據課前預習的成果：1~18號元素的相關折線圖和直方圖，進行課堂上的分享與交流。課前預習時，已經根據課本第13-15頁的相關數據，繪制了相應的圖像。運用數學手段，將書本的數據變化以曲線變化形式更加直觀地表示出來，達到曲線表征的效果。②提問學生：依據“最外層電子數—原子序數折線圖”，能夠發(fā)現什么規(guī)律？并加以歸納總結。個體回答，總結隨著原子序數的遞增，原子最外層電子數的周期性變化。巧用數學手段，實現跨學科的能力遷移運用。③提問學生：依據“原子半徑—原子序數折線圖”，能夠發(fā)現什么規(guī)律？并加以歸納總結。個體回答，總結隨著原子序數的遞增，原子半徑的周期性變化。④提問學生：“原子半徑的周期性變化”與“核外電子排布的周期性變化”之間會不會有什么關聯(lián)呢？并加以歸納總結。個體回答，總結同周期情況下，原子核電荷數增加與原子半徑減小的因果關系。加深“結構決定性質”的思想觀念。⑤提問學生：依據“元素主要化合價—原子序數直方圖”，能夠發(fā)現什么規(guī)律？并加以歸納總結。個體回答，總結隨著原子序數的遞增，元素主要化合價的周期性變化，以及數值上的相關規(guī)律。巧用數學手段，實現跨學科的能力遷移運用。⑥歸納總結：隨著原子序數遞增，元素的原子結構確實存在周期性的變化，從左到右，最外層電子數逐漸增多，原子半徑逐漸減小。思考總結、消化理解、能力提升。實現第一個探究任務的教學目的。⑦帶領學生根據“結構決定性質”思路，進行推理猜想：同周期從左到右，金屬性會逐漸減弱，非金屬性會逐漸增強。立足“結構決定性質”，進行理論推理，共同提出猜想。為后面的實驗演繹與證據推理等驗證性教學環(huán)節(jié)做好鋪墊。實驗演繹①引導學生進行Na、Mg、Al的實驗方案設計與實踐，驗證同周期從左到右，金屬性會逐漸減弱的猜想。以小組形式進行實驗方案的討論設計，自主完成實驗，記錄實驗現象，交流實驗結論。以實驗演繹的方式去探究與理解元素周期律。②提問學生：關于金屬單質與水反應置換出氫氣的難易程度的實驗具體情況。引導學生結合所學知識，巧用丁達爾效應改進課本實驗。個體回答，關于反應條件與產生氣泡速率的差異，以及滴加酚酞后紅色深淺程度的差異。并且運用丁達爾效應檢驗Al與H2O反應的情況。說明金屬性Na＞Mg＞Al。鍛煉學生的實驗觀察能力與總結匯報能力。通過自主實驗不僅激發(fā)了學生的探究興趣，感受化學研究的基本方法，還培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析、實驗探究與創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)。③提問學生：關于金屬單質與酸反應置換出氫氣的難易程度的實驗具體情況。個體回答，關于反應條件與產生氣泡速率的差異。說明金屬性Na＞Mg＞Al。④提問學生：關于最高價氧化物的水化物——氫氧化物的堿性強弱的實驗具體情況。個體回答，關于滴加酚酞后紅色深淺程度的差異，以及pH試紙與pH計的相關數據結果。說明金屬性Na＞Mg＞Al。⑤提問學生：關于置換反應的實驗具體情況與方案的合理性問題。個體回答，解釋Na與MgCl2溶液反應的真實本質，無法用于說明無法說明金屬性Na＞Mg。⑥歸納總結：同周期元素，從左到右，金屬性確實是逐漸減弱的。思考總結、消化理解、能力提升。實現第二個探究任務的教學目的。證據推理①引導學生根據閱讀材料，進行Si、P、S、Cl的證據推理，驗證同周期從左到右，非金屬性會逐漸增強的猜想。以小組形式進行討論交流，完善推理過程。以證據推理的方式去探究與理解元素周期律。②提問學生：Si、P、S、Cl2分別與H2反應的條件能說明什么？個體回答，從鹵族元素遷移可知，非金屬性越強，非金屬單質與H2反應就會越容易，反應也會越劇烈。從而推理出非金屬性是Cl＞S＞P＞Si。強調類比學習與知識遷移的重要性，充分運用所學知識，解決陌生推理問題，從而培養(yǎng)證據推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。③提問學生：繼續(xù)推理，Si、P、S、Cl的氫化物中，哪個最穩(wěn)定？立足規(guī)律，非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。從而推理出穩(wěn)定性是HCl＞H2S＞PH3＞SiH4。④提問學生：Si、P、S、Cl的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱又能說明什么？個體回答，從鹵族元素遷移可知，非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物酸性越強。再推理出非金屬性是Cl＞S＞P＞Si。⑤歸納總結：同周期元素，從左到右，非金屬性確實是逐漸增強的。思考總結、消化理解、能力提升。實現第三個探究任務的教學目的?；瘜W魅力回顧元素周期律被發(fā)現與完善的艱辛歷程，以及中國化學家們的卓越貢獻，引導學生熱愛化學理論知識，享受化學探究過程。感受化學的魅力，激發(fā)內心的向往。升華本節(jié)課的主題——科學精神與社會責任。七．教學亮點這樣的教學設計，使本節(jié)課具有如下的教學亮點：1．打破傳統(tǒng)教學思路?；瘜W歷史創(chuàng)設情景，數學手段分析規(guī)律，自主實驗驗證假說，使本節(jié)課呈現多角度多方法的探究性學習方式。2．強化實驗創(chuàng)新能力。引導學生發(fā)散思維，充分運用所學知識，巧用丁達爾效應、pH試紙等方式對課本的相關實驗進行完善。3．巧設問題導學建構。學生興趣得以