2024-2025学年新教材高中化学 第3章 不同聚集状态的物质与性质 微项目 青蒿素分子的结构测定-晶体在分子结构测定中的应用教案 鲁科版选择性必修2

2024-2025学年新教材高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质微项目青蒿素分子的结构测定——晶体在分子结构测定中的应用教案鲁科版选择性必修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：高中化学——不同聚集状态的物质与性质

2.教学年级和班级：高中二年级一班

3.授课时间：2024年10月15日

4.教学时数：45分钟

二、教学内容

1.课本章节：第3章不同聚集状态的物质与性质

2.教学目标：通过学习青蒿素分子的结构测定，了解晶体在分子结构测定中的应用。

三、教学过程

1.导入：以青蒿素获得诺贝尔奖的新闻导入，引起学生兴趣。

2.新课导入：介绍晶体的概念和性质，引导学生理解晶体的重要性。

3.案例分析：讲解青蒿素分子的结构测定过程，让学生了解晶体在分子结构测定中的应用。

4.课堂讨论：分组讨论其他物质的聚集状态及其性质，引导学生运用所学知识进行分析。

5.总结：对本节课的内容进行总结，强调晶体在分子结构测定中的重要作用。

四、作业布置

1.课后作业：请学生结合课本，查阅相关资料，了解其他物质的聚集状态及其性质。

2.实践作业：让学生尝试分析生活中常见的物质，如食盐、糖等，判断其聚集状态及性质。

五、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，了解学生的学习状态。

2.课后作业：检查学生作业完成情况，评估学生对课堂内容的掌握程度。

3.实践作业：评估学生对生活中物质聚集状态及性质的分析能力，检验学生的实际应用能力。核心素养目标1.科学探究：通过分析青蒿素分子的结构测定过程，培养学生的实验操作能力、观察能力和问题解决能力。

2.科学思维：引导学生运用逻辑思维、批判性思维和创造性思维，探讨不同聚集状态物质的性质及其应用。

3.科学态度：培养学生对化学实验的兴趣和热情，增强学生对科学研究的责任感，注重培养学生的团队合作精神。

4.科学知识：使学生掌握晶体的概念和性质，了解晶体在分子结构测定中的应用，提高学生的知识运用能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在初中阶段已经学习了物质的基本性质和分类，对分子、原子等微观粒子有一定的了解。此外，他们还学习了简单的实验操作方法和科学探究的基本思路。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：大部分学生对化学实验感兴趣，愿意参与实践活动。在学习能力方面，学生具备一定的逻辑思维和问题解决能力。在学习风格上，个别学生偏向于视觉学习，有的学生则更擅长动手操作。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解晶体结构方面，学生可能会觉得抽象难以理解。此外，对于晶体在分子结构测定中的应用，学生可能难以将理论知识与实际应用相结合。在实验操作过程中，部分学生可能对仪器使用和数据处理存在困难。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验室仪器（如显微镜、晶体模型等）、实验材料（如青蒿素样品等）。

2.课程平台：学校教学管理系统、化学教学资源库。

3.信息化资源：相关教学视频、晶体结构图片、学术论文等。

4.教学手段：讲授法、实验法、分组讨论法、案例分析法、实践作业法等。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解晶体结构的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习晶体结构内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确晶体结构教学目标和晶体结构重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保晶体结构教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习晶体结构的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入晶体结构学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的物质聚集状态的知识，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为晶体结构新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解晶体结构的知识点，结合实例帮助学生理解。

突出晶体结构重点，强调晶体结构难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕晶体结构问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验晶体结构知识的应用，提高实践能力。

在晶体结构新课呈现结束后，对晶体结构知识点进行梳理和总结。

强调晶体结构的重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对晶体结构知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决晶体结构问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的晶体结构错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与晶体结构相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合晶体结构内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习晶体结构的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的晶体结构内容，强调晶体结构重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的晶体结构内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-晶体物理学基本概念与原理，介绍晶体结构的基本概念、晶体的性质及其在材料科学中的应用。

-分子结构测定方法，介绍X射线晶体学、核磁共振等分子结构测定方法的基本原理及其应用。

-青蒿素的结构与性质，详细介绍青蒿素的分子结构、生物活性及其在医学上的应用。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-研究不同晶体的性质，如金刚石、硅晶体等，了解其物理、化学性质及其应用。

-探索晶体生长的过程，了解晶体生长机制及其影响因素。

-研究其他生物分子晶体结构，如蛋白质、DNA等，了解其结构与功能的关系。

-关注晶体技术在现代科技领域的应用，如半导体晶体生长、药物晶体学等。作业布置与反馈1.作业布置：

根据本节课的教学内容和目标，布置适量的作业，以便于学生巩固所学知识并提高能力。作业可以包括以下几个方面：

（1）复习课本中关于晶体结构的基本概念和性质，强化对晶体结构的理解。

（2）请学生选取一种晶体，查阅相关资料，了解其生长过程和影响因素，培养学生的自主学习能力。

（3）分析青蒿素分子的结构测定方法，结合晶体学知识，探讨晶体在分子结构测定中的应用，提高学生的知识运用能力。

（4）设计一个简单的实验，观察不同物质的聚集状态及其性质，培养学生的实践操作能力。

2.作业反馈：

及时对学生的作业进行批改和反馈，指出存在的问题并给出改进建议，以促进学生的学习进步。在批改作业时，关注以下几个方面：

（1）学生对晶体结构基本概念和性质的掌握程度，是否能够准确运用相关知识进行分析。

（2）学生对晶体生长过程和影响因素的了解，是否能够合理运用所学知识进行解释。

（3）学生对青蒿素分子结构测定方法的理解，是否能够较好地将晶体学知识与实际应用相结合。

（4）学生对实验操作的掌握程度，观察学生的实验设计、数据处理和分析能力。

在反馈时，针对不同学生的问题，给出具体的改进建议，鼓励学生继续努力，提高学生的学习效果。同时，及时与学生进行沟通，解答他们在作业中遇到的问题，帮助他们更好地掌握所学知识。典型例题讲解例题1：请判断下列物质哪些属于晶体，哪些不属于晶体，并说明理由。

答案：

1.食盐（NaCl）：属于晶体，因为食盐具有规则的晶体结构。

2.玻璃（SiO2）：不属于晶体，因为玻璃是无定形的，没有规则的晶体结构。

3.钻石（C）：属于晶体，因为钻石具有规则的晶体结构。

4.水蒸气（H2O）：不属于晶体，因为水蒸气是无定形的，没有规则的晶体结构。

例题2：请解释晶体和非晶体在性质上的主要区别。

答案：

晶体和非晶体在性质上的主要区别是：

1.晶体具有规则的晶体结构，而非晶体没有规则的晶体结构。

2.晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。

3.晶体在熔化过程中会放出热量，而非晶体在熔化过程中不会放出热量。

4.晶体在凝固过程中会吸收热量，而非晶体在凝固过程中不会吸收热量。

5.晶体具有各向异性的光学性质，而非晶体没有各向异性的光学性质。

例题3：请说明如何通过X射线衍射法测定晶体的结构。

答案：

1.将晶体样品放置在X射线衍射仪中。

2.调整X射线源的位置和强度，使X射线垂直照射到晶体样品上。

3.调整衍射仪的探测器位置，使其接收从晶体样品上反射回来的X射线。

4.记录下衍射图样，即衍射峰的位置和强度。

5.根据衍射图样，可以确定晶体中晶胞的尺寸和形状，以及晶胞中原子或分子的位置。

例题4：请解释为什么晶体具有规则的晶体结构。

答案：

晶体具有规则的晶体结构是因为晶体中的原子或分子在空间中按照一定的规律排列，形成了一个有序的网络结构。这种有序的结构使得晶体具有重复性和周期性，从而形成了规则的晶体结构。

例题5：请说明晶体在现代科技领域的应用。

答案：

晶体在现代科技领域有着广泛的应用，以下是一些典型的应用实例：

1.半导体材料：晶体半导体材料如硅、锗等被广泛应用于制作电子器件，如晶体管、集成电路等。

2.激光材料：晶体激光材料如红宝石、氮化镓等被应用于激光器的制作，广泛应用于医疗、通信、工业加工等领域。

3.光学材料：晶体光学材料如石英、蓝宝石等被应用于制作光学元件，如透镜、棱镜等。

4.磁性材料：晶体磁性材料如铁氧体、钴等被应用于制作磁性元件，如硬盘驱动器、传感器等。

5.生物晶体学：晶体学方法被应用于生物大分子的结构测定，如蛋白质、DNA等，为生物学研究提供了重要的结构信息。板书设计一、晶体结构的基本概念

-晶体：具有规则且重复的内部结构

-晶胞：晶体的最小重复单元

-晶格：晶胞组成的阵列

二、晶体的性质

-规则的内部结构

-固定熔点

-各向异性光学性质

-有序的电子排布

三、晶体结构测定方法

-X射线衍射法

-电子衍射法

-中子衍射法

四、晶体在现代科技中的应用

-半导体材料：硅、锗等

-激光材料：红宝石、氮化镓等

-光学材料：石英、蓝宝石等

-磁性材料：铁氧体、钴等

-生物晶体学：蛋白质、DNA等

五、晶体结构与性质的关系

-晶体结构决定性质

-不同晶体具有不同性质

-性质可反映晶体结构特点

六、作业布置与反馈

-复习晶体结构概念

-分析晶体性质与应用

-探讨晶体结构测定方法

-设计实验观察晶体性质教学反思本节课主要介绍了晶体结构的基本概念、性质和测定方法，以及晶体在现代科技中的应用。通过本节课的学习，学生对晶体有了更深入的了解，能够区分晶体和非晶体的区别，并能运用所学知识分析和解释一些实际问题。

在教学过程中，我采用了讲授法、实验法和分组讨论法等多种教学手段，使学生能够从不同角度理解和掌握晶体知识。