第2節(jié)組成物質(zhì)的化學(xué)元素第2課時自然界中元素的存在元素與人體健康一、知識目標(biāo)1.能認(rèn)識自然界中常見元素的分布；2.知道常量元素和微量元素；3.了解某些元素對人體健康的重要作用。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識與微觀探析：通過辨識自然界中常見元素的宏觀分布現(xiàn)象，了解常量元素與微量元素的概念及其含量差異；初步探析特定元素在維持生命活動中的關(guān)鍵作用，建立元素組成與生物功能相關(guān)聯(lián)的初步認(rèn)識。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：基于元素在自然界和生物體內(nèi)分布、含量的數(shù)據(jù)或事實證據(jù)，進(jìn)行推理和分類，理解元素分類的標(biāo)準(zhǔn)及其相對性；認(rèn)識并運用“元素-功能”模型，解釋特定元素缺乏或過量對人體健康產(chǎn)生的具體影響，體會組成與用途間的內(nèi)在聯(lián)系。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能基于元素與健康關(guān)系的實際案例，提出與元素攝入、功能相關(guān)的可探究性問題；嘗試設(shè)計簡單的方案探究不同食物來源中特定元素的含量及其對人體健康的貢獻(xiàn)，關(guān)注合理膳食的重要性；體會化學(xué)在認(rèn)識物質(zhì)組成、理解其用途方面的價值，激發(fā)運用化學(xué)知識解決健康相關(guān)實際問題的興趣。一、教學(xué)重點1.能認(rèn)識自然界中常見元素的分布。2.了解某些元素對人體健康的重要作用。二、教學(xué)難點1.知道常量元素和微量元素。本節(jié)以元素在自然界的分布規(guī)律及其與人體健康的關(guān)聯(lián)為核心，將抽象的化學(xué)元素概念轉(zhuǎn)化為具象的自然圖景與生命活動。教材首先通過地殼、海水、太陽的元素含量數(shù)據(jù)建立宏觀認(rèn)知框架，揭示氧、硅等地殼常量元素與氫、氧等海洋主導(dǎo)元素的分布差異，同時對比太陽中氫、氦的豐度，引導(dǎo)學(xué)生理解元素在非生物體系中的存在不均衡性。這一設(shè)計既承接前課“單質(zhì)與化合物”的分類邏輯，又為后續(xù)理解“元素組成決定物質(zhì)性質(zhì)”奠定基礎(chǔ)——例如，地殼中氧的高含量直接關(guān)聯(lián)硅酸鹽礦物的廣泛存在，而海洋中氫氧主導(dǎo)的現(xiàn)象則解釋了水的核心地位。進(jìn)一步聚焦生命系統(tǒng)，教材通過人體元素組成數(shù)據(jù)構(gòu)建認(rèn)知躍遷：碳、氫、氮等生命必需元素在地殼中含量極低，卻在人體中占比超30%。這一鮮明對比引導(dǎo)學(xué)生反思元素在生物與非生物體系中的功能分異，自然過渡到“元素與健康”的核心議題。此處教材巧妙融合化學(xué)與生物學(xué)視角，以鈣、鐵、碘、鋅等典型元素為例，通過病理案例和辯證討論，揭示元素在微觀層面以離子或化合物形態(tài)參與生命活動的機(jī)制。這種“組成-結(jié)構(gòu)-功能”的鏈條式分析，深化了“物質(zhì)性質(zhì)取決于元素組成與存在形態(tài)”的學(xué)科觀念。在能力與素養(yǎng)層面，教材通過“調(diào)查研究”“批判性思維”等欄目推動實踐與思辨。例如，食品標(biāo)簽調(diào)查任務(wù)要求學(xué)生從包裝說明中辨識元素符號，并關(guān)聯(lián)其生理功能，強(qiáng)化“符號表征-宏觀用途”的雙向轉(zhuǎn)化能力；而碘攝入量的辯證討論則引導(dǎo)學(xué)生基于地域飲食差異評估科學(xué)補(bǔ)碘策略，培養(yǎng)“證據(jù)推理-社會決策”的素養(yǎng)。全節(jié)始終貫穿STSE教育思想：從自然元素分布到健康技術(shù)應(yīng)用，從個體飲食習(xí)慣到環(huán)境污染導(dǎo)致的元素失衡，凸顯化學(xué)在協(xié)調(diào)人類生存與自然規(guī)律中的核心價值，為后續(xù)“資源利用”“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”等主題埋下伏筆。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課時已具備一定認(rèn)知基礎(chǔ)：通過前序章節(jié)初步建立了“元素”“單質(zhì)”“化合物”的概念框架，能辨識常見元素符號，并理解純凈物的分類邏輯。然而，學(xué)生對元素的理解仍停留在宏觀物質(zhì)組成層面，尚未建立元素在自然界分布的系統(tǒng)認(rèn)知，更難以將元素存在形式與生物功能相關(guān)聯(lián)。其認(rèn)知盲點主要體現(xiàn)在三方面：一是對元素豐度的定量感知薄弱，例如雖知地殼含氧但無法理解其占比近半的深層意義；二是對常量與微量元素的分類標(biāo)準(zhǔn)模糊，易混淆“含量高低”與“生理重要性”；三是對元素存在形態(tài)與功能的關(guān)聯(lián)機(jī)制存在迷思，例如看到“加鐵醬油”可能誤認(rèn)為添加鐵單質(zhì)而非鐵化合物。學(xué)生的生活經(jīng)驗對本課有雙重影響：一方面，他們對“高鈣牛奶”“碘鹽”等商品標(biāo)簽中的元素宣傳語有感性接觸，對健康話題興趣濃厚，這為建立“化學(xué)-生活”聯(lián)結(jié)提供了動力；另一方面，廣告宣傳的碎片化信息易導(dǎo)致認(rèn)知偏差，如認(rèn)為“元素補(bǔ)充越多越好”，卻忽視劑量閾值和形態(tài)差異。此外，生物課上已學(xué)的“人體營養(yǎng)”知識可作為跨學(xué)科錨點，但學(xué)生尚未從原子/離子層面理解這些元素的生理作用機(jī)制，更缺乏對元素地域性分布失衡的辯證思考能力。能力發(fā)展層面，初中生初步掌握數(shù)據(jù)圖表解讀技能，但面對地殼、海洋、人體的多組含量數(shù)據(jù)時，難以自主提煉“氧元素在非生物與生物體系均占主導(dǎo)”的跨系統(tǒng)規(guī)律；在“批判性思維”任務(wù)中，能提出“補(bǔ)碘是否必要”的疑問，卻缺乏基于證據(jù)的推理論證策略。如何引導(dǎo)學(xué)生從標(biāo)簽符號關(guān)聯(lián)微觀存在形態(tài)，從病理案例反推元素功能，并最終形成“組成-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-用途”的化學(xué)思維鏈條，是本課需突破的能力難點。情感與社會認(rèn)知上，學(xué)生雖關(guān)注健康卻常被動接受信息，需通過“食品標(biāo)簽調(diào)查”等任務(wù)喚醒其主動探究意識，尤其要引導(dǎo)他們反思工業(yè)化社會中的元素平衡問題——例如污染導(dǎo)致的重金屬積累與必需元素缺乏并存的現(xiàn)象，從而深化對“科學(xué)膳食”“可持續(xù)發(fā)展”的價值認(rèn)同。教學(xué)環(huán)節(jié)一新課導(dǎo)入【展示】鐵強(qiáng)化生抽、高鈣牛奶、含氟牙膏包裝圖?！咎釂枴客瑢W(xué)們，在日常生活中，我們經(jīng)常會看到一些商品標(biāo)簽，比如高鈣牛奶、鐵強(qiáng)化生抽、含氟牙膏。大家有沒有想過，這里的“鐵”“氟”“鈣”指的是什么呢？【學(xué)生回答】元素?！局v解】大家回答得很對，這些標(biāo)簽中的“鈣”“鐵”“氟”指的都是元素。元素不僅存在于這些商品中，在自然界的各個角落以及我們?nèi)梭w中都有著廣泛的分布，并且對人體健康有著重要影響。今天我們將探索元素在自然界的分布規(guī)律及其對人體健康的影響。。設(shè)計意圖1.貼近生活實際：從學(xué)生熟悉的商品標(biāo)簽入手，引發(fā)學(xué)生對元素的關(guān)注，讓學(xué)生感受到化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。2.明確學(xué)習(xí)價值：暗示本課知識對科學(xué)選擇生活用品具有指導(dǎo)意義，提升學(xué)習(xí)動機(jī)。教學(xué)環(huán)節(jié)二自然界中元素的存在活動一：地殼中的元素分布【引入】地球是我們賴以生存的家園，地殼作為地球表層的堅硬外殼，其中分布著各種各樣的元素。【展示】展示地殼中元素分布的圖表，標(biāo)注各元素的含量占比?！咎釂枴糠治鰣D表，說說地殼中含量前五位的元素是哪些？【學(xué)生回答】氧（O）、硅（Si）、鋁（Al）、鐵（Fe）、鈣（Ca）。【講解】從圖表中我們可以看出，地殼中含量最多的元素是氧，占48.60%；其次是硅，占26.30%；接下來依次是鋁、鐵、鈣。所以地殼中含量前五位的元素是氧（O）、硅（Si）、鋁（Al）、鐵（Fe）、鈣（Ca）?！咎釂枴康貧ぶ泻孔疃嗟脑厥鞘裁?？含量最多的金屬元素又是什么呢？【學(xué)生回答】地殼中含量最多的元素是氧，含量最多的金屬元素是鋁。設(shè)計意圖1.培養(yǎng)信息提取能力：通過圖表直觀展示地殼中元素的分布情況，結(jié)合講解和提問，幫助學(xué)生快速掌握地殼中元素的含量排序及關(guān)鍵元素?；顒佣浩渌h(huán)境中的元素分布【講解】除了地殼，海水中也含有豐富的元素?！菊故尽空故竞Ｋ性胤植嫉膱D表，標(biāo)注各元素的含量占比?！咎釂枴糠治鰣D表，說說海水中含量前四位的元素是哪些？【學(xué)生回答】氧O、氫H、氯Cl、鈉Na【提問】海水中含量最多的元素是什么？含量最多的金屬元素又是什么呢？【學(xué)生回答】海水中含量最多的元素是氧，含量最多的金屬元素是鈉。【展示】視頻《太陽的元素之謎》【講解】太陽上的元素分布又有所不同，太陽上最豐富的元素是氫，其次是氦，還含有碳、氮、氧和多種金屬元素。【調(diào)查研究】查閱資料，了解地核中主要含有哪些元素，并與地殼中主要元素的含量進(jìn)行比較?！緦W(xué)生回答】地核的主要組成元素則是鐵和鎳?！局v解】地核是地球的最內(nèi)部部分，?主要由鐵和鎳元素構(gòu)成。?普遍認(rèn)為外核主要由鐵、?鎳、?硅等物質(zhì)構(gòu)成的熔融態(tài)或近于液態(tài)的物質(zhì)組成，?而內(nèi)核的物質(zhì)構(gòu)成則更加復(fù)雜，?盡管存在關(guān)于第三大構(gòu)成元素的爭議，?但鐵和鎳仍然是地核的主要組成部分?！菊故绢}目】典例：地殼中含量最多的元素是（）A.SiB.FeC.AlD.O【學(xué)生回答】D【展示題目】典例：中國近代化學(xué)啟蒙者徐壽，首創(chuàng)化學(xué)元素名稱翻譯原則，在《化學(xué)鑒原》一書中，對地殼中含量最多的金屬元素的命名沿用至今，該元素為（）A.氧B.硅C.鋁D.鈣【學(xué)生回答】C設(shè)計意圖1.強(qiáng)調(diào)認(rèn)知沖突：太陽以氫氦為主（核聚變原料），而地殼/海水以氧為主（化合物形態(tài)）。2.豐富知識儲備：拓展學(xué)生對自然界中元素分布的認(rèn)知，通過展示不同環(huán)境的元素分布資料，讓學(xué)生了解元素在不同天體和地球內(nèi)部的分布差異。教學(xué)環(huán)節(jié)三元素與人體健康活動一：人體中的元素分類【引入】元素不僅存在于自然界中，在我們?nèi)梭w中也有著重要的分布，并且根據(jù)含量的不同可以分為不同的類別?！菊故尽空故救梭w中元素分布的圖表，標(biāo)注各元素的含量占比?！咎釂枴糠治鰣D表，說說人體中含量前四位的元素是哪些？【學(xué)生回答】氧O、碳C、氫H、氮N【提問】人體中含量最多的元素是什么？含量最多的金屬元素又是什么呢？【學(xué)生回答】人體中含量最多的元素是氧，含量最多的金屬元素是鈣?！局v解】人體中含量前四位的元素是氧、碳、氫、氮。根據(jù)元素在人體中的含量，可分為常量元素和微量元素。常量元素是指含量大于0.01%的元素，如鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂等；微量元素是指含量小于0.01%的元素，如鐵、鋅、氟、碘等。【提問】同學(xué)們，常量元素和微量元素的劃分標(biāo)準(zhǔn)是什么？你能說出幾種常量元素和微量元素嗎？【學(xué)生回答】劃分標(biāo)準(zhǔn)是元素在人體中的含量是否大于0.01%。常量元素有鈣、磷等，微量元素有鐵、鋅等。設(shè)計意圖1.培養(yǎng)信息提取能力：通過圖表讓學(xué)生直觀了解人體中元素的分布，明確常量元素和微量元素的劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合提問加深學(xué)生對概念的理解。活動二：常見元素對人體健康的作用【展示】鈣片、補(bǔ)鐵劑、葡萄糖酸鋅口服液圖片?！局v解】人體中缺少某些元素會影響健康，甚至引起疾病，不同的元素對人體健康有著不同的重要作用?！菊故尽咳梭w骨骼、牙齒圖片，青少年佝僂病、老年人骨質(zhì)疏松癥圖片。【提問】兒童缺鈣會有什么后果？【學(xué)生回答】兒童缺鈣會患佝僂病和發(fā)育不良?！局v解】鈣元素主要存在于骨骼和牙齒中，幼兒及青少年缺鈣會患佝僂病和發(fā)育不良，老年人缺鈣會患骨質(zhì)疏松癥。【提問】人們常說補(bǔ)鈣要多喝豬骨湯，這種觀念正確嗎？【學(xué)生回答】不正確，豬骨湯里面大部分是水和脂肪，鈣的含量很低?！局v解】沒錯，根據(jù)常見食物鈣含量的表格可以得知，含鈣量較豐富的食物是豆腐、牛奶、綠色菜、雞蛋、魚等等。同時，補(bǔ)鈣也要注意多曬太陽，多曬太陽有助于維生素D的合成，維生素D有助于鈣的吸收，也可以適當(dāng)補(bǔ)充維生素D?！咎釂枴垦a(bǔ)鈣是不是越多越好呢？【學(xué)生回答】不是，要適量，過量了可能會導(dǎo)致疾病?！局v解】大家說得很對，我們要科學(xué)補(bǔ)鈣，鈣吸收過多，容易引起白內(nèi)障、動脈硬化?！具^渡】除了鈣這樣的常量元素對我們?nèi)梭w健康有重要影響，微量元素同樣和我們的健康息息相關(guān)?！局v解】鐵元素是血紅蛋白的成分，能幫助氧氣的運輸，人體缺鐵會引起缺鐵性貧血，富含鐵的食物有肝臟、瘦肉、蛋、魚等。鋅元素對兒童的生長發(fā)育很重要，缺鋅會使兒童發(fā)育停滯，智力低下。微量的硒可以防癌，過量的硒則是致癌的因素之一?！静殚嗁Y料】我們都知道，缺碘可能會導(dǎo)致甲狀腺疾病，那么人體所需的碘元素是不是越多越好？在保證正常飲食的情況下，不同地域的人是否都需要通過食用加碘鹽等方法補(bǔ)充碘？請你通過查閱資料，提出你的觀點?！緦W(xué)生回答】碘元素并非越多越好，過量會導(dǎo)致甲狀腺疾病。不同地域需差異化補(bǔ)碘：沿海地區(qū)（如舟山）：海產(chǎn)品豐富，無需強(qiáng)制加碘鹽；內(nèi)陸地區(qū)（如新疆）：飲食缺碘，必需食用加碘鹽；高碘區(qū)（如山東部分縣）：水源含碘高，應(yīng)選無碘鹽?？茖W(xué)補(bǔ)碘需參考當(dāng)?shù)厮|(zhì)及飲食結(jié)構(gòu)。【講解】碘元素是甲狀腺激素的重要成分，缺碘或過量都會引起甲狀腺腫大，兒童缺碘還會引起思維遲鈍，海產(chǎn)品和加碘鹽中富含碘?！菊{(diào)查研究】請從家中找?guī)追N食品、藥品，從包裝袋或說明書上了解這些食品、藥品中主要含有哪些元素。根據(jù)所學(xué)的知識，了解這些食品、藥品對人體健康有什么作用?！緦W(xué)生回答】1.加碘鹽(包裝標(biāo)注：碘酸鉀KIO3)主要元素：碘(I)健康作用：提供碘元素，幫助身體合成甲狀腺激素?？茖W(xué)依據(jù)：缺碘會導(dǎo)致甲狀腺腫大（大脖子?。?，尤其對兒童智力發(fā)育有影響（教材P25）。碘鹽是預(yù)防碘缺乏病的重要措施。2.高鈣牛奶(營養(yǎng)成分表：含鈣XXmg)主要元素：鈣(Ca)健康作用：補(bǔ)充鈣元素，有助于骨骼和牙齒的生長與堅固。科學(xué)依據(jù)：鈣是骨骼的主要成分。缺鈣可能導(dǎo)致兒童佝僂病或成人骨質(zhì)疏松。牛奶是天然的優(yōu)質(zhì)鈣來源?！菊故绢}目】典例：化學(xué)元素與人體健康密切相關(guān)。下列元素攝入過量會引起甲狀腺腫大的是（）A．碘 B．鋅 C．硒 D．鐵【學(xué)生回答】A【展示題目】典例：（2025·昆明一模）某些化學(xué)元素的缺乏會引起人體的健康問題，人體缺乏會引起骨質(zhì)疏松、佝僂病的是（）A．鈣 B．碘 C．氟 D．鐵【學(xué)生回答】A設(shè)計意圖1.培育辯證思維：以鈣/硒/碘為例建立“劑量—效應(yīng)”模型，糾正“越多越好”誤區(qū)。2.發(fā)展社會決策力：碘鹽辯論活動引導(dǎo)學(xué)生基于證據(jù)評估公共健康政策。3.培養(yǎng)健康意識：詳細(xì)講解常見元素對人體健康的作用及缺乏或過量的影響，結(jié)合圖片展示，讓學(xué)生直觀感受元素與健康的關(guān)系，了解補(bǔ)充元素的食物來源。第2節(jié)組成物質(zhì)的化學(xué)元素（第2課時）一、自然界中元素的存在1.地殼：前五位元素（O、Si、Al、Fe、Ca），最多金屬元素Al2.海水：前四位元素（O、H、Cl、Na），最多金屬元素Na3.太陽：最多元素H，其次He元素與人體健康1.人體元素分布：前四位（O、C、H、N），最多金屬元素Ca2.元素分類：常量元素（含量>0.01%）：Ca、P、K等微量元素（含量<0.01%）：Fe、