1.1.1能層與能級(jí)、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜（第1課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教材分析1.1.1能層與能級(jí)、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜（第1課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

本節(jié)課以原子能級(jí)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和理論分析，使學(xué)生理解能層、能級(jí)、基態(tài)與激發(fā)態(tài)的概念，掌握原子光譜的產(chǎn)生原理，并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋簡(jiǎn)單光譜現(xiàn)象。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解釋自然界現(xiàn)象的能力，提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和觀察能力；引導(dǎo)學(xué)生理解量子理論在化學(xué)中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：1.能層與能級(jí)的概念理解；2.原子光譜的產(chǎn)生原理及分析。

難點(diǎn)：1.基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間的能量變化；2.光譜分析中的能級(jí)躍遷規(guī)律。

解決辦法：1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和理論講解相結(jié)合，幫助學(xué)生直觀理解能層和能級(jí)；2.設(shè)計(jì)一系列循序漸進(jìn)的練習(xí)題，幫助學(xué)生掌握能量躍遷規(guī)律；3.利用多媒體輔助教學(xué)，展示能級(jí)躍遷的動(dòng)態(tài)過(guò)程，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材《選擇性必修2》。

2.輔助材料：準(zhǔn)備原子光譜相關(guān)圖片、能級(jí)圖示和能級(jí)躍遷動(dòng)畫(huà)等多媒體資源。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備光譜儀、激發(fā)光源、光譜分析軟件等實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，提供實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保光線充足，便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示自然界中的光譜現(xiàn)象，如彩虹、霓虹燈等，提問(wèn)學(xué)生是否了解這些現(xiàn)象背后的科學(xué)原理。

-回顧舊知：簡(jiǎn)要回顧原子結(jié)構(gòu)和電子排布的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考電子在原子中的能量狀態(tài)。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

a.能層與能級(jí)：介紹原子能層和能級(jí)的概念，通過(guò)模型展示電子在不同能層和能級(jí)上的分布。

b.基態(tài)與激發(fā)態(tài)：講解電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過(guò)程，以及能量吸收和釋放的原理。

c.原子光譜：解釋原子光譜的產(chǎn)生機(jī)制，展示氫原子光譜的典型譜線。

-舉例說(shuō)明：

a.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，展示電子在不同能級(jí)之間的躍遷過(guò)程。

b.利用光譜儀觀察不同元素的原子光譜，分析其特征。

-互動(dòng)探究：

a.引導(dǎo)學(xué)生討論電子躍遷過(guò)程中能量變化的特點(diǎn)。

b.分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察不同激發(fā)條件下的光譜變化。

3.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

a.完成課堂練習(xí)題，鞏固對(duì)能層、能級(jí)、基態(tài)與激發(fā)態(tài)的理解。

b.分析實(shí)際光譜數(shù)據(jù)，識(shí)別不同元素的光譜特征。

-教師指導(dǎo)：

a.對(duì)學(xué)生的練習(xí)情況進(jìn)行巡視，解答學(xué)生疑問(wèn)。

b.針對(duì)共性問(wèn)題進(jìn)行講解，幫助學(xué)生掌握解題技巧。

4.拓展延伸（約10分鐘）

-講解光譜分析在化學(xué)研究中的應(yīng)用，如元素分析、化合物結(jié)構(gòu)鑒定等。

-引導(dǎo)學(xué)生思考光譜分析在科學(xué)研究中的重要性。

5.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)能層、能級(jí)、基態(tài)與激發(fā)態(tài)的概念及其在原子光譜中的應(yīng)用。

-鼓勵(lì)學(xué)生課后繼續(xù)探索光譜分析的相關(guān)知識(shí)，提高自身科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)資源拓展六、教學(xué)資源拓展

1.拓展資源

-原子能級(jí)理論的發(fā)展歷程：介紹量子力學(xué)發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵人物和重要實(shí)驗(yàn)，如玻爾的原子模型、光譜分析的歷史等。

-不同元素的光譜分析：收集不同元素的光譜數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分析不同元素的電子排布和能級(jí)躍遷。

-光譜分析技術(shù)發(fā)展：探討從經(jīng)典光譜儀到現(xiàn)代光譜分析技術(shù)的演變，如紫外-可見(jiàn)光譜、紅外光譜、質(zhì)譜等。

-光譜在化學(xué)中的應(yīng)用案例：收集光譜分析在實(shí)際化學(xué)研究中的應(yīng)用案例，如有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定、藥物分析等。

2.拓展建議

-閱讀相關(guān)科普書(shū)籍：《量子物理的故事》、《化學(xué)元素的故事》等，了解科學(xué)家的探索歷程和科學(xué)思想。

-查閱科學(xué)期刊：指導(dǎo)學(xué)生閱讀《自然》、《科學(xué)》等科學(xué)期刊，了解最新的光譜分析研究成果。

-參觀科技館或?qū)嶒?yàn)室：組織學(xué)生參觀科技館或相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，親身感受光譜分析技術(shù)的魅力和應(yīng)用。

-實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐：鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)校或家庭環(huán)境中進(jìn)行簡(jiǎn)單的光譜分析實(shí)驗(yàn)，如利用手機(jī)光譜儀觀察日常物品的光譜。

-開(kāi)展小組研究項(xiàng)目：讓學(xué)生分組進(jìn)行光譜分析相關(guān)的研究項(xiàng)目，如分析環(huán)境中某種污染物的成分。

-制作光譜分析報(bào)告：要求學(xué)生撰寫(xiě)關(guān)于光譜分析的小論文或報(bào)告，提升他們的科研能力和寫(xiě)作水平。

-舉辦專(zhuān)題講座：邀請(qǐng)光譜分析領(lǐng)域的專(zhuān)家或教授為學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)題講座，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。內(nèi)容邏輯關(guān)系①基本概念

-能層：原子中電子可能存在的能量區(qū)域。

-能級(jí)：能層中電子的具體能量狀態(tài)。

-基態(tài)：原子處于最低能量狀態(tài)。

-激發(fā)態(tài)：原子吸收能量后電子躍遷到較高能量狀態(tài)。

②電子躍遷

-躍遷條件：電子吸收或釋放能量。

-躍遷類(lèi)型：從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)（激發(fā)態(tài)），或從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)（釋放能量）。

③原子光譜

-光譜類(lèi)型：連續(xù)光譜、線狀光譜。

-光譜產(chǎn)生：電子躍遷時(shí)釋放或吸收特定頻率的光子。

-光譜分析：通過(guò)光譜分析確定原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)。

④光譜應(yīng)用

-元素分析：通過(guò)光譜分析確定元素的存在和含量。

-化合物結(jié)構(gòu)鑒定：通過(guò)光譜分析推斷化合物的結(jié)構(gòu)。

-醫(yī)學(xué)診斷：利用光譜技術(shù)進(jìn)行疾病診斷。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)：在講解原子光譜時(shí)，通過(guò)播放與光譜相關(guān)的視頻或圖片，讓學(xué)生在具體情境中感受科學(xué)原理，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.互動(dòng)式教學(xué)：鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極提問(wèn)、討論，通過(guò)小組合作探究的方式，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和解決問(wèn)題的能力。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)理論知識(shí)理解不透徹：部分學(xué)生對(duì)能層、能級(jí)等概念的理解不夠深入，導(dǎo)致在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)遇到困難。

2.實(shí)驗(yàn)操作技能不足：由于實(shí)驗(yàn)條件限制，學(xué)生在實(shí)際操作中存在一定的困難，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)方式單一：目前主要采用期末考試的方式評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，缺乏對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程的關(guān)注。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.加強(qiáng)理論知識(shí)講解：在課堂上，針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)，采用多種教學(xué)方法，如舉例說(shuō)明、圖表展示等，幫助學(xué)生深入理解理論知識(shí)。

2.提升實(shí)驗(yàn)操作技能：加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，為學(xué)生提供充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)技能。

3.完善教學(xué)評(píng)價(jià)方式：除了期末考試外，增加平時(shí)成績(jī)的比重，如課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論等，全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

4.引入信息技術(shù)：利用多媒體教學(xué)手段，如在線課程、虛擬實(shí)驗(yàn)室等，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道，提高教學(xué)效果。

5.加強(qiáng)校企合作：與相關(guān)企業(yè)合作，邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士為學(xué)生講解光譜分析在實(shí)際工作中的應(yīng)用，讓學(xué)生了解光譜分析的前沿動(dòng)態(tài)。課堂1.課堂評(píng)價(jià)：通過(guò)以下方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋。

a.提問(wèn)：在課堂教學(xué)中，通過(guò)提問(wèn)來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。設(shè)計(jì)不同難度的問(wèn)題，包括基本概念理解、應(yīng)用分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)于學(xué)生的回答，及時(shí)給予肯定和糾正，確保他們對(duì)知識(shí)的正確理解。

b.觀察：通過(guò)觀察學(xué)生的課堂參與度、實(shí)驗(yàn)操作、討論互動(dòng)等，評(píng)估學(xué)生的積極參與和主動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度。關(guān)注學(xué)生在課堂上的行為表現(xiàn)，對(duì)于表現(xiàn)出色的學(xué)生給予表?yè)P(yáng)，對(duì)于存在困難的學(xué)生給予個(gè)別指導(dǎo)。

c.測(cè)試：定期進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)或隨堂測(cè)試，以評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的短期記憶和綜合運(yùn)用能力。測(cè)試題目應(yīng)與教材內(nèi)容緊密相關(guān)，注重考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

d.課堂討論：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)他們分享觀點(diǎn)和解決策略。通過(guò)討論，教師可以評(píng)估學(xué)生的批判性思維和團(tuán)隊(duì)合作能力。

e.反饋：對(duì)于學(xué)生的提問(wèn)和回答，給予及時(shí)的反饋。這種反饋不僅是對(duì)學(xué)生答案的點(diǎn)評(píng)，更是對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程和思維過(guò)程的評(píng)價(jià)，有助于學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)策略。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)：

a.作業(yè)批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，確保作業(yè)的正確性和完整性。對(duì)于作業(yè)中的錯(cuò)誤，不僅要指出，還要解釋錯(cuò)誤的原因，并提供正確的解答。

b.個(gè)性化點(diǎn)評(píng)：在作業(yè)評(píng)語(yǔ)中，不僅指出作業(yè)中的不足，還要鼓勵(lì)學(xué)生的努力和進(jìn)步。對(duì)于有創(chuàng)新性的答案，給予特別的肯定和表?yè)P(yáng)。

c.及時(shí)反饋：在作業(yè)完成后，及時(shí)將評(píng)語(yǔ)和分?jǐn)?shù)反饋給學(xué)生，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和需要改進(jìn)的地方。

d.作業(yè)分析：定期分析作業(yè)中的共性問(wèn)題，通過(guò)課堂講解或小組輔導(dǎo)的方式，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

e.作業(yè)展示：鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上展示自己的優(yōu)秀作業(yè)，通過(guò)互評(píng)的方式，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)交流和共同進(jìn)步。典型例題講解1.例題：

某原子在基態(tài)時(shí)，電子排布為1s22s22p?3s23p?。求該原子吸收多少能量后，一個(gè)3p電子躍遷到3d軌道？

解答：

-基態(tài)時(shí)，3p電子的能量為E(3p)。

-3d軌道的能量為E(3d)，根據(jù)量子力學(xué)原理，E(3d)>E(3p)。

-躍遷所需的能量ΔE=E(3d)-E(3p)。

-查閱資料，E(3p)≈-0.52eV，E(3d)≈-1.00eV。

-ΔE=-1.00eV-(-0.52eV)=-0.48eV。

因此，該原子需要吸收0.48eV的能量。

2.例題：

某元素原子的光譜線在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，波長(zhǎng)為650nm。求該光譜線的頻率和能量。

解答：

-波長(zhǎng)λ=650nm=650×10??m。

-光速c≈3×10?m/s。

-頻率f=c/λ=3×10?m/s/650×10??m≈4.62×101?Hz。

-能量E=hf=6.626×10?3?J·s×4.62×101?Hz≈3.07×10?1?J。

3.例題：

某原子光譜的巴爾末系譜線在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，波長(zhǎng)為656.3nm。求該譜線的能級(jí)差。

解答：

-巴爾末系譜線對(duì)應(yīng)電子從高能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)。

-能級(jí)差ΔE=hc/λ=(6.626×10?3?J·s×3×10?m/s)/656.3×10??m≈3.01×10?1?J。

-ΔE=E?-E?，其中E?為n=2能級(jí)的能量，E?為n=∞能級(jí)的能量。

-E?≈0（無(wú)窮遠(yuǎn)處），E?≈-3.01×10?1?J。

-ΔE=-3.01×10?1?J。

4.例題：

某原子在基態(tài)時(shí)，電子排布為1s22s22p?3s23p?。求該原子在激發(fā)態(tài)時(shí)，電子從3p軌道躍遷到3d軌道所需吸收的能量。

解答：

-3p軌道的能量為E(3p)。

-3d軌道的能量為E(3d)，E(3d)>E(3p)。

-ΔE=E(3d)-E(3p)。

-查閱資料，E(3p)≈-0.52eV，E(3d)≈-1.00eV。

-ΔE=-1.00eV-(-0.52eV)=-0.48eV。

因此，該原子需要吸收0.48eV的能量。

5.例題：

某原子光譜線在紫外光范圍內(nèi)，波長(zhǎng)為95nm。