2023-2024学年高中化学 1.2 物质结构研究的范式与方法教案 苏教版选择性必修2

2023-2024学年高中化学1.2物质结构研究的范式与方法教案苏教版选择性必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：物质结构研究的范式与方法

2.教学年级和班级：高中一年级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期

4.教学时数：2课时（90分钟）

教学内容：

1.研究物质结构的范式：分子轨道理论、晶体场理论、配位场理论等。

2.研究物质结构的方法：光谱学、X射线晶体学、核磁共振技术等。

3.物质结构在实际应用中的案例分析。

教学目标：

1.使学生了解并掌握物质结构研究的范式与方法。

2.培养学生运用所学知识分析实际问题的能力。

3.激发学生对化学学科的兴趣，提高学生的科学素养。

教学步骤：

第一课时：

1.导入：通过生活中的实例，引出物质结构研究的重要性。

2.讲授：介绍物质结构研究的范式，如分子轨道理论、晶体场理论等。

3.互动：通过案例分析，让学生理解并掌握各种研究方法。

第二课时：

1.复习：回顾第一课时所学内容，巩固基础知识。

2.讲授：介绍物质结构在实际应用中的方法，如光谱学、X射线晶体学等。

3.互动：组织学生讨论，分析实际案例，提高学生的问题解决能力。

课后作业：

1.列举三种物质结构研究的范式，并简要说明其原理。

2.举例说明两种物质结构研究方法在实际应用中的情况。

3.撰写一篇关于物质结构研究的科学小论文。

教学评价：

1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况。

2.课后作业：检查学生作业完成情况，评估学生对知识点的掌握程度。

3.科学小论文：评价学生的写作能力、知识运用能力及创新能力。核心素养目标1.掌握物质结构研究的范式与方法，形成科学的化学思维方式，提高学生的科学素养。

2.能够运用所学知识分析化学问题，培养解决实际化学问题的能力，强化学生的化学实践能力。

3.培养学生的批判性思维和创新能力，使其在研究物质结构的过程中，能够主动探究、发现问题，并提出合理的假设和解决方案。

4.增强学生对化学学科的认识，激发学习兴趣，培养具有终身学习意识的化学人才。

5.培养学生的合作意识，通过小组讨论、案例分析等形式，提高学生的团队协作能力。学情分析一、课程基本信息

1.课程名称：物质结构研究的范式与方法

2.教学年级和班级：高中一年级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期

4.教学时数：2课时（90分钟）

教学内容：

1.分子轨道理论、晶体场理论、配位场理论等范式介绍。

2.光谱学、X射线晶体学、核磁共振技术等方法应用。

3.结合课本案例分析，深化理论认识。

教学目标：

1.掌握物质结构研究的常见范式与方法。

2.能够运用所学知识解释化学现象，分析实际问题。

3.提高学生的科学素养，激发对化学学科的兴趣。

教学步骤：

第一课时：

1.导入：通过介绍晶体结构与物质性质的关系，引出物质结构研究的重要性。

2.讲授：详细讲解分子轨道理论、晶体场理论等范式。

3.互动：学生通过小组讨论，分析课本中相关案例。

第二课时：

1.复习：回顾第一课时内容，强调关键概念。

2.讲授：介绍光谱学、X射线晶体学等研究方法，并展示实际应用案例。

3.互动：学生参与实验操作演示，加深对方法的理解。

课后作业：

1.列举并简要解释三种不同的物质结构研究范式。

2.选择一个课本中的案例，描述所采用的研究方法及其在物质结构解析中的作用。

课程评估：

1.课堂参与度：观察学生在课堂讨论和实验操作中的积极性。

2.课后作业完成情况：评估学生对课程内容的理解和掌握程度。

3.期末考试：包括本课程内容的理论及应用问题。教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：

（1）讲授法：针对物质结构研究的范式与方法的理论知识，采用讲授法进行系统讲解，帮助学生建立完整的知识体系。

（2）讨论法：组织学生进行小组讨论，针对课本中的案例进行分析，引导学生运用所学知识解决问题，提高学生的思维能力和合作意识。

（3）案例研究法：选择具有代表性的物质结构研究案例，让学生通过自主探究、合作学习，深入了解研究方法在实际中的应用。

（4）项目导向学习法：将学生分成不同的小组，每组负责一个研究项目，从设计实验、收集数据到分析结果，全程参与，培养学生的问题解决能力和实践能力。

2.设计具体的教学活动：

（1）角色扮演：在讲解物质结构研究方法时，让学生扮演科学家，模拟实际研究过程，提高学生的学习兴趣和参与度。

（2）实验：组织学生进行物质结构相关的实验，如晶体模型的搭建、光谱学实验等，让学生在动手操作中加深对理论知识的理解。

（3）游戏：设计化学知识竞赛、物质结构猜谜等游戏，激发学生的学习兴趣，巩固所学知识。

（4）小组讨论：针对课程内容，设置相关讨论题目，引导学生进行思考，提高学生的合作能力和批判性思维。

3.确定教学媒体和资源的使用：

（1）PPT：制作精美的PPT课件，展示课程内容、案例图片、实验原理等，帮助学生直观地理解和记忆。

（2）视频：播放与课程内容相关的教学视频，如科学家访谈、实验操作演示等，丰富教学形式，提高学生的学习兴趣。

（3）在线工具：利用网络资源，如化学学科网站、在线教育平台等，为学生提供更多学习资料，拓展学生的知识视野。

（4）实物模型：展示晶体模型、实验仪器等实物，让学生更直观地了解物质结构研究的范式与方法。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对物质结构研究的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道物质结构研究是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于物质结构研究的图片或视频片段，让学生初步感受物质结构的魅力和特点。

简短介绍物质结构研究的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.物质结构基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解物质结构研究的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解物质结构研究的定义，包括其主要研究内容和方法。

详细介绍分子轨道理论、晶体场理论等范式，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.物质结构案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解物质结构研究的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的物质结构研究案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、研究方法、成果和意义，让学生全面了解物质结构研究的多样性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用物质结构研究解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与物质结构研究相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对物质结构研究的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调物质结构研究的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括物质结构研究的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调物质结构研究在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用物质结构研究。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于物质结构研究的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理1.物质结构研究的基本概念

-物质结构研究的定义与意义

-物质结构研究的分类与任务

2.分子轨道理论

-分子轨道的概念与分类

-分子轨道的形成与能量排序

-分子轨道理论在化学键解释中的应用

3.晶体场理论

-晶体场理论的基本原理

-晶体场对过渡金属化合物性质的影响

-晶体场理论在实际应用中的案例分析

4.配位场理论

-配位场理论的基本概念与原理

-配位场对配合物性质的影响

-配位场理论在实际应用中的案例分析

5.光谱学

-光谱学的基本原理与分类

-红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱等在物质结构研究中的应用

-光谱学方法在案例分析中的应用

6.X射线晶体学

-X射线晶体学的基本原理

-X射线衍射技术在物质结构分析中的应用

-X射线晶体学方法在案例分析中的应用

7.核磁共振技术

-核磁共振的基本原理与分类

-核磁共振氢谱、碳谱等在物质结构研究中的应用

-核磁共振技术在案例分析中的应用

8.物质结构研究方法在实际应用中的案例分析

-分子结构解析案例

-晶体结构解析案例

-配合物结构解析案例

9.物质结构研究的发展趋势与展望

-新型研究方法与技术

-物质结构研究在交叉学科中的应用

-物质结构研究在解决实际问题中的作用课堂1.课堂评价：

（1）提问：在课堂教学中，通过设置不同难度的问题，了解学生对物质结构研究范式与方法的掌握程度。针对学生的回答，及时发现学生在理解上的误区和盲点，并进行针对性讲解和解答。

（2）观察：在课堂讨论、实验操作等环节，观察学生的参与程度、合作能力和实践技能。关注学生在学习过程中的情感态度，鼓励积极思考、勇于表达和善于合作的学生。

（3）测试：定期进行课堂小测验，包括选择题、填空题、简答题等，全面评估学生对课程内容的掌握程度。根据测试结果，调整教学策略，针对性地进行复习和巩固。

2.作业评价：

（1）认真批改：对学生的课后作业进行仔细批改，标注错误和不足之处，给出具体的修改建议，帮助学生找到问题所在，提高学习效果。

（2）及时反馈：在作业批改后，及时将结果反馈给学生，让学生了解自己的学习进度和存在的问题。针对学生的优点和进步，给予表扬和鼓励，增强学生的自信心。

（3）鼓励学生继续努力：在作业评价中，关注学生的成长过程，鼓励学生发挥潜能，不断提高自己的物质结构研究能力和化学学科素养。

3.期末考试评价：

（1）考试内容：期末考试涵盖本课程的所有知识点，包括基本概念、研究范式、方法应用等，全面评估学生对物质结构研究内容的掌握程度。

（2）考试形式：采用闭卷考试，包括选择题、填空题、简答题、计算题等，旨在考察学生的理论知识、应用能力和创新思维。

（3）考试评价：根据考试结果，分析学生在各个知识点的掌握情况，为下一学期的教学提供参考。同时，对学生在考试中的优秀表现给予表扬，激发学生的学习兴趣和动力。

4.教学反思：

（1）教师在课程结束后进行教学反思，总结本学期的教学经验，分析存在的问题，为下一阶段的教学提供改进方向。

（2）关注学生的学习反馈，了解学生对教学方法的满意度，针对学生的意见和建议进行调整，提高教学效果。

（3）积极参与学科教研活动，与其他教师交流教学心得，不断提升自身教学水平和专业素养。板书设计①重点知识点：

-物质结构研究基本概念

-分子轨道理论

-晶体场理论

-配位场理论

-光谱学方法

-X射线晶体学

-核磁共振技术

-案例分析方法

②词、句：

-"物质结构与性质的关系"

-"分子轨道的形成与能量排序"

-"晶体场对过渡金属化合物性质的影响"

-"配位场理论在实际应用中的案例分析"

-"光谱学在结构解析中的应用"

-"X射线晶体学揭示晶体结构"

-"核磁共振技术定量分析分子结构"

-"从案例中学习物质结构研究方法"

③艺术性与趣味性：

-使用不同颜色粉笔突出重点，如用红色标注关键词汇，蓝色书写重要理论。

-采用图示、流程图等形式，形象展示分子轨道、晶体场、光谱学等复杂概念。

-在案例分析与讨论环节，用有趣的化学符号和结构图装饰板书，增加视觉效果。

-结合课程内容，设计互动环节，如让学生上黑板参与绘制分子结构模型，增强学生的参与感和兴趣。

-创设情境，如以“侦探揭秘”为主题，将案例研究过程设计成解谜游戏，以故事化的方式呈现板书内容，激发学生的好奇心和探究欲。教学反思与改进在本次教学结束后，我将进行反思活动以评估教学效果并识别需要改进的地方。

首先，我会回顾整个教学过程，思考自己在课堂上的教学方法和学生的参与程度。我会问自己是否有效地传授了物质结构研究的范式与方法，并且是否能够激发学生的兴趣和积极参与。同时，我也会考虑自己在案例分析中的引导是否足够深入，以及学生是否能够通过这些案例更好地理解物质结构研究的重要性。

其次，我会认真批改学生的作业和考试，并分析他们的表现。我会关注他们在哪些方面存在困难，哪些知识点需要更多的解释和练习。通过分析学生的学习效果，我可以找到自己在教学中的不足之处，并思考如何改进。

基于这些反思，我会制定相应的改进措施。如果发现学生对某些概念的理解不够深入，我会在未来的教学中增加更多的实例和案例分析，以帮助学生更好地理解。如果发现学生在合作和讨论方面存在困难，我会尝试采用更多的互动和合作学习活动，以促进他们的合作能力和交流技巧。

此外，我也会关注学生的学习反馈。我会定期与学生交流，了解他们对教学方法和内容的满意度，并倾听他们的意见和建议。他们的反馈对我来说非常重要，因为只有了解他们的需求和困难，我才能更好地调整自己的教学策略。

最后，我也会不断学习和更新自己的知识和教学方法。我会参加学科教研活动，与其他教师交流教学经验，并阅读相关的教学资料和研究论文。通过不断学习和反思，我相信我可以不断提高自己的教学水平，并更好地满足学生的学习需求。重点题型整理题目1：请简述分子轨道理论的基本原理，并举例说明其在化学键解释中的应用。

解答：

分子轨道理论的基本原理是将原子轨道线性组合成分子轨道，从而描述分子中的电子分布和化学键。分子轨道分为成键轨道、反键轨道和非键轨道，其中成键轨道和反键轨道分别对应于化学键的形成和断裂。例如，在氢分子中，两个氢原子的1s轨道可以组合成两个分子轨道，一个是成键轨道，一个是反键轨道。当两个氢原子的电子占据成键轨道时，形成稳定的氢分子；当电子占据反键轨道时，氢分子不稳定，容易发生解离。

题目2：请简述晶体场理论的基本原理，并举例说明其对过渡金属化合物性质的影响。

解答：

晶体场理论的基本原理是考虑过渡金属离子在晶体中所处的电场环境对其电子排布和性质的影响。过渡金属离子在晶体中与周围配体形成配位键，配体的电负性不同导致过渡金属离子的电子排布发生变化，从而影响其化学性质。例如，在钴(