基于核心素养与分层理念的“组成物质的元素”教学设计-以浙教版八年级科学为例

基于核心素养与分层理念的“组成物质的元素”教学设计——以浙教版八年级科学为例一、教学内容分析

从《义务教育科学课程标准（2022年版）》审视，本课隶属于“物质的结构与性质”主题，是学生从宏观世界迈入微观世界认知的关键阶梯。在知识技能图谱上，它上承“分子、原子”的微粒观，下启“元素周期表”与“物质的分类”，处于“宏观微观符号”三重表征建立的核心节点。核心概念“元素”是对原子进行分类的宏观标准，其理解深度要求从识记定义，跃升至能运用元素观点解释物质组成与多样性的成因，并初步建立“世界由有限种类元素组成”的化学观念。过程方法上，课标强调通过“比较、分类、概括”等思维方法，发展学生“基于证据进行推理”的科学探究能力。本节课可转化为“寻找纯净物组成共性”的探究活动，引导学生在分析、比较多种物质化学式的基础上，自主抽象出“元素”这一概念。素养价值渗透点在于，通过学习元素在地壳、人体中的分布，感悟自然界的物质统一性与生命的神奇，孕育科学世界观；通过了解我国在稀土等元素资源方面的优势与挑战，激发科技自强的责任感。

基于“以学定教”原则，八年级学生已初步建立分子、原子概念，但对“元素”作为“一类原子的总称”这一高度抽象的定义存在认知障碍，极易与原子概念混淆。他们的兴趣点在于元素与生活、高科技产品的联系，但逻辑抽象与概括能力尚在发展期。可能的思维难点在于：难以跨越“具体原子”到“抽象类别”的思维跨度；对“同一类原子核电荷数相同”这一本质属性理解不深。教学中，将通过“前测问题”（如“二氧化碳和氧气中都含有氧原子，它们相同吗？”）动态诊断前概念误区。为应对差异，将设计从具体实例到抽象定义的认知阶梯，并提供“原子名片”、“元素家族树”等可视化工具作为思维支架。对于理解较快的学生，引导其探讨“元素只论种类不论个数”在化学式中的体现；对于需要更多支持的学生，则通过反复比对具体物质的组成，巩固“类”的概念。二、教学目标

知识目标方面，学生将系统建构“元素”的概念体系：能从原子结构角度解释元素的本质定义，清晰辨析元素与原子的区别与联系；能准确说出并书写常见元素的名称与符号；能描述地壳和人体中主要元素的分布概况，并运用元素观解释纯净物的组成。

能力目标聚焦于科学核心能力的培养：学生将通过比较二氧化碳、氧气、水等物质的微观构成，发展基于证据进行归纳与概括的逻辑能力；在完成“元素符号记忆小挑战”等任务中，提升信息编码与记忆的策略性学习能力。

情感态度与价值观目标旨在从知识中生发情感认同：学生在了解元素与生命、材料、国家资源战略关联的讨论中，能初步感受物质的统一性与多样性之美，并在小组交流中表现出对同伴观点的尊重与倾听。

科学思维目标重点发展模型认知与分类思想：引导学生将纷繁复杂的物质世界，通过“元素”这一视角进行简化与建模，形成“有限元素构成万物”的基本观念，并运用分类思想对已知元素进行初步梳理。

评价与元认知目标关注学习者的自我监控：设计“概念关系自评图”活动，引导学生反思自己对“原子”与“元素”概念的理解是否清晰，并学会利用“错题归因”来调整后续的元素符号记忆策略。三、教学重点与难点

教学重点确立为“元素概念的建立及基于元素视角认识物质组成”。其依据在于，从课标看，“元素”是构建“物质的组成”大概念的核心基石；从学科逻辑看，它是连接微观粒子与宏观物质的桥梁，不理解元素，后续学习化学式、化学反应均将失去根基。从中考视角分析，该知识点是高频基础考点，常以选择题、填空题形式考查概念辨析与符号识记，是能力立意的起点。

教学难点在于“从原子结构层次理解元素的本质，并厘清元素与原子的区别联系”。难点成因在于其高度的抽象性：学生需要从具体的、有数量的“原子”，飞跃到抽象的、只论种类的“元素”范畴，并理解这种分类的标准源自原子核内的质子数。这需要克服“原子是个体，元素是集合”的思维跨度。预设依据来自常见学情：学生作业中常出现“一个碳元素”此类错误表述，考试中相关概念的辨析题失分率较高。突破方向是借助比喻（如“元素是姓氏，原子是具体的家庭成员”）和结构化的对比表格，将抽象关系可视化、具体化。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：精心设计的多媒体课件，内含物质组成动画（展示水、氧气、二氧化碳等物质的分子模型及分解为原子的过程）、地壳元素分布扇形图、人体元素含量柱状图。准备一套常见元素的卡片（正面符号，背面名称、简介）。1.2实验与学具：“元素探秘”学习任务单（内含前测题、概念建构阶梯图、分层巩固练习）。设计“我的元素记忆卡”模板。2.学生准备

复习分子、原子相关知识。预习课本，尝试列举几种熟悉物质的化学式。3.环境预设

教室座位调整为四人小组合作式。黑板分区规划：左侧用于记录核心问题与概念生成，中部用于展示学生推导过程，右侧预留作元素符号速记区。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与冲突激发1.1同学们，请看屏幕：这是一瓶晶莹剔透的水，这是一缕我们时刻呼吸的氧气，这是能让澄清石灰水变浑浊的二氧化碳。它们形态、性质天差地别，对吧？但如果我们拥有“超级显微镜”看进去——（播放动画：三种物质的分子模型分解为原子）。看，发现了什么奇妙的事？“老师，它们里面都有氧原子！”有同学喊出来了。对，都有氧原子！那这相同的氧原子，怎么就跑到了完全不同的物质里，还扮演着不同角色呢？1.2核心问题提出：这引出了我们今天要破解的核心谜题：如何从构成世界的基本“材料”的角度，来理解和分类这些形形色色的物质？这种最基本的“材料”，我们称之为“元素”。1.3学习路径概览：今天，我们将化身“科学侦探”，首先从这些具体物质中发现共性与规律，概括出元素的定义；然后学习元素的“身份证”——符号；最后，一起探查元素在我们身边的世界和身体里的“分布图”。准备好了吗？我们的探索之旅，开始！第二、新授环节任务一：从具体到抽象，探寻“元素”概念1.教师活动：首先，抛出引导性问题链：“组成二氧化碳分子的氧原子，和组成氧气分子的氧原子，是完全相同的个体吗？你的判断依据是什么？”引导学生回顾原子由原子核和电子构成，而原子核由质子和中子构成。接着，搭建思维脚手架：“如果我们忽略原子间微小的质量差异（中子数不同），只抓住原子核内一个最根本的特征来给原子分类，你们认为应该依据什么？”预计学生能联系到质子数（核电荷数）。此时，我会总结：“科学家们正是这样做的！我们把质子数（即核电荷数）相同的一类原子，统称为一种元素。”然后，展示铁锅（Fe）、菠菜（富含Fe）、补血剂（含Fe）的图片，问道：“这里的‘铁’指的是具体的铁原子，还是铁元素？它强调数量吗？”从而引出“元素是宏观、集合概念，只讲种类，不讲个数”的关键辨析。2.学生活动：学生基于已有原子结构知识进行小组讨论，推理给原子分类的本质依据。聆听教师讲解，理解元素定义的来源。通过对生活实例的辨析，尝试用“铁元素”来概括不同情境下的“铁”，并体会“类”与“个体”的差异。完成学习任务单上关于“水（H₂O）中含有氢元素和氧元素”的表述练习。3.即时评价标准：1.能否在讨论中准确提及“质子数”或“核电荷数”作为分类标准。2.在实例辨析中，能否初步区分“某原子”和“某元素”的表述场景。3.小组讨论时，能否倾听他人意见并补充自己的观点。4.形成知识、思维、方法清单：★元素的本质定义：元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。这是从原子结构深处把握元素概念的核心，也是区别于原子的根本。教学提示：此处务必放慢节奏，通过动画和比喻（如同姓氏的人）帮助学生跨越抽象鸿沟。★元素与原子的区别与联系：元素是宏观、集合概念，用于描述物质的组成，只论种类；原子是微观、个体概念，用于描述分子的构成或化学反应中的变化，既论种类也论个数。但元素由原子构成。教学提示：设计“下列说法是否正确”的即时判断，暴露并纠正错误前概念。▲物质的元素组成描述：纯净物由同种或不同种元素组成。描述时用“某物质由某元素组成”。认知说明：这是元素观的初步应用，为后续学习纯净物分类（单质、化合物）埋下伏笔。任务二：元素的“身份证”——符号的记忆与书写规范1.教师活动：“世界上的元素有100多种，为了方便全球科学家交流，我们需要给它们一套统一的‘身份证’——元素符号。”介绍元素符号的历史（源自拉丁文等），强调其“一大二小”的书写规范是国际通用的科学语言。组织“快速配对”游戏：展示氢（H）、氧（O）、碳（C）、铁（Fe）、铜（Cu）等10种常见元素的名称与符号，让学生限时记忆。然后，开展“我说你写”活动：教师念名称，学生在练习本上书写符号，同桌互查书写规范性。“注意了，镁（Mg）和锰（Mn），就像双胞胎，可要分清哦！”2.学生活动：了解元素符号的由来和重要性。积极参与记忆游戏，运用联想法（如“氢H像气球”、“氧O像张开的嘴呼吸”）辅助记忆。认真练习书写，互相检查纠正大小写错误。尝试根据名称猜测陌生符号（如钠Na，来自拉丁文Natrium），感受符号的国际性。3.即时评价标准：1.书写元素符号时，能否自觉遵循“第一个字母大写，第二个字母小写”的规范。2.在有限时间内，能正确配对或书写出至少8个常见元素的符号。3.在互评中能否准确指出同伴的错误并友好提示。4.形成知识、思维、方法清单：★元素符号的书写规范：“一大二小”是铁律。如钴（Co）正确，CO（一氧化碳）错误。教学提示：通过正误对比强烈的例子，强化规范意识，这是科学严谨性的体现。★常见元素符号的记忆：H,O,C,N,Na,Mg,Al,Si,S,Cl,K,Ca,Fe,Cu,Zn,Ag,Ba,Au等需要熟记。认知说明：这是后续化学学习的“识字”基础，建议分散记忆与趣味记忆结合。▲元素符号的意义：宏观上表示一种元素，微观上表示该元素的一个原子。教学提示：此处点到即可，如“Fe”可表示铁元素，也可表示一个铁原子。更深入的意义（如表示物质）将在化学式学习中展开。任务三：探查元素“分布图”——建立物质的统一性观念1.教师活动：展示“地壳中元素含量（质量分数）扇形图”和“人体中主要元素含量柱状图”。引导学生读图：“找找看，地壳中‘称王称霸’的是哪两种元素？我们人体中含量最多的元素又是谁？和地壳一样吗？”组织小组讨论：“为什么地壳中富含硅、铝，而人体中却是氧、碳、氢的天下？这和我们身体的哪些物质（水、蛋白质、脂肪）有关呢？”接着，引入“稀土元素”作为拓展点，展示其在高科技领域的应用图片，并简短介绍我国稀土资源的现状：“这些看似陌生的元素，可是现代科技的‘维生素’。我国是稀土资源大国，但如何从资源大国变成技术强国，离不开在座各位未来的努力。”2.学生活动：观察图表，提取关键信息（地壳前四位：氧、硅、铝、铁；人体前四位：氧、碳、氢、氮）。积极参与讨论，尝试从生命物质构成的角度解释人体元素分布的成因。聆听关于稀土元素的介绍，感受元素资源与国家科技发展的联系，激发兴趣与责任感。3.即时评价标准：1.能否从图表中快速、准确地读取主要信息。2.讨论时，能否建立元素分布与物质组成之间的初步联系。3.对拓展内容是否表现出好奇与关注。4.形成知识、思维、方法清单：★地壳中的元素分布：氧>硅>铝>铁（记忆口诀：养闺女贴）。含量最多的金属元素是铝。教学提示：结合岩石、沙土成分帮助学生理解硅、铝含量高的原因。★人体中的元素分布：氧>碳>氢>氮。这与人体大部分由水（H₂O）和含碳有机化合物构成密切相关。认知说明：建立化学与生命的联系，体现学科价值。▲元素与资源、科技：元素在自然界中分布不均，是重要的自然资源。如稀土元素在永磁材料、荧光显示等领域有关键作用。教学提示：此部分旨在开阔视野，进行STS（科学技术社会）教育，点到为止，激发兴趣为要。第三、当堂巩固训练

本环节设计分层递进的练习，供学生自主选择完成，教师巡回指导。基础层（夯实概念）：1.判断：“水是由氢原子和氧原子构成的。”“水是由氢元素和氧元素组成的。”哪句正确？为什么？2.改正错误元素符号：CA,mn,AL。综合层（应用辨析）：1.已知某药物说明书注明其成分为“葡萄糖酸锌”，请问这里指的是锌原子还是锌元素？请说明理由。2.比较二氧化碳（CO₂）和一氧化碳（CO）的组成元素，它们性质差异巨大的根本原因是什么？（从微观构成角度思考）挑战层（探究关联）：查阅资料或根据所学推理：地壳中含量丰富的硅（Si）元素，为何没有成为构成生命体的主要元素？（提示：从硅原子与碳原子的结构、形成化合物的性质差异思考）

反馈机制：基础层练习通过同桌互评、全班核对快速反馈。综合层问题由小组讨论后分享答案，教师针对共性疑难点（如宏观描述与微观描述混淆）进行精讲。挑战层问题鼓励学有余力的学生课后查阅资料，下节课课前分享，教师给予点评和知识拓展。第四、课堂小结

引导学生进行结构化总结：“同学们，经过今天的侦探之旅，你能用一幅简单的思维导图或几个关键词，概括我们认识了‘元素’这个新朋友的哪些方面吗？（定义、符号、分布）”。请几位学生分享他们的总结框架。接着进行方法提炼：“我们是如何认识这个抽象概念的？（从具体例子比较、分类，找到本质属性）这个过程用到了什么科学方法？”最后布置分层作业，并建立联系：“今天我们知道物质由元素组成，那么下一节课，我们将根据元素组成的异同，给物质进行更精细的分类——单质和化合物。请大家带着今天的收获，继续探索。”六、作业设计基础性作业（必做）：1.整理课堂笔记，用表格形式清晰列出“元素与原子的区别与联系”。2.规范抄写并熟记本节课涉及的15种常见元素名称与符号（自测一遍）。3.完成课本本节后配套的基础练习题。拓展性作业（建议大多数学生完成）：1.“元素在我家”小调查：寻找家中物品（如食品包装袋、药品说明书、金属用品），记录下至少5种物品中含有的元素名称或符号，并简要说明该元素在该物品中可能的作用。2.绘制一幅创意漫画或编写一段小故事，形象地解释“原子”和“元素”的关系（如：原子是士兵，元素是兵种）。探究性/创造性作业（学有余力者选做）：1.微型项目研究：选择一种你感兴趣的元素（如金、碘、硅），通过查阅资料，撰写一份简短的“元素档案”，内容包括：发现简史、主要物理化学性质、在自然界中的存在形式、重要用途，以及它与人类生活、环境或健康的关系。2.设计一张“未来元素周期表”的某一区域（假想若干年后发现的新元素），为你假想的元素命名、设计符号，并赋予其“超能力”（特殊的性质），用科学幻想短文的形式呈现。七、本节知识清单及拓展★1.元素的本质定义：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。理解的关键在于抓住“质子数相同”这一分类标准，它决定了元素的化学身份。提示：中子数不同只影响原子质量（形成同位素），不改变元素种类。★2.元素与原子的区别联系（核心辨析）：元素是宏观、集合概念，用于描述物质的组成，只论种类；原子是微观、个体概念，用于描述分子的构成或反应过程，既论种类也论个数。联系：原子是元素的构成单元，元素是原子的分类结果。口诀助记：描述物质用元素，描述构成用原子；宏观讲组成，微观讲构成。★3.元素符号及其书写规范：元素符号是元素的国际通用标识。书写必须遵循“第一个字母大写，第二个字母小写”的原则（如Cu，若写成CU则代表其他意义）。这是科学严谨性的基本要求。★4.常见元素符号速记：氢(H)氦(He)锂(Li)铍(Be)硼(B)，碳(C)氮(N)氧(O)氟(F)氖(Ne)，钠(Na)镁(Mg)铝(Al)硅(Si)磷(P)，硫(S)氯(Cl)氩(Ar)钾(K)钙(Ca)。（可采用分段、谐音等方式记忆）★5.物质的元素组成描述：任何纯净物都由元素组成。描述时格式为“某物质由某元素组成”。例如：“二氧化碳由碳元素和氧元素组成。”注意不能表述为“由几个什么原子构成”。★6.地壳中元素含量（质量分数）前四位：氧(O)>硅(Si)>铝(Al)>铁(Fe)。记忆口诀：养（氧）闺（硅）女（铝）贴（铁）心。含量最多的金属元素是铝(Al)。★7.人体中主要元素含量（质量分数）前四位：氧(O)>碳(C)>氢(H)>氮(N)。这与人体约70%是水（H₂O），以及蛋白质、核酸、脂肪等主要有机物均含碳、氢、氧、氮有关。▲8.元素的存在形态：元素以两种形态存在——游离态（单质形式，如氧气中的氧元素）和化合态（化合物形式，如水中的氧元素）。自然界中大多数元素以化合态存在。▲9.元素的分类（初步）：通常可分为金属元素（如铁、铜、铝，名称多为“钅”字旁，固态多有金属光泽）和非金属元素（如碳、氧、硫，名称多为“石”、“气”、“氵”字旁）。稀有气体元素也属非金属。▲10.元素与资源、科技：元素是构成资源的物质基础。例如，稀土元素（17种特殊金属元素的总称）在永磁、催化、发光材料等领域至关重要，被称为“工业维生素”。我国稀土资源储量和产量居世界前列。▲11.元素符号的微观含义：除了表示一种元素，元素符号还能表示该元素的一个原子。例如，“Fe”可表示铁元素，也可表示一个铁原子。更复杂的含义（如表示一种物质、该物质的1个分子等）将在后续化学式部分深入学习。▲12.前科学概念纠正：“含某种物质的物品就含有该元素对应的单质”是错误的。例如，补铁剂含铁元素，但不是含铁单质（金属铁），而是含铁的化合物。八、教学反思

（一）目标达成度分析。从假设的课堂实况看，知识目标达成较为扎实。通过“任务一”中层层递进的问题链与生活化类比，多数学生能清晰表述元素的定义，并在基础练习中正确辨析元素与原子的表述。“任务二”的趣味记忆活动有效降低了符号记忆的枯燥感，随堂抽测正确率较高。能力与素养目标的渗透初见成效，学生在“任务三”的图表分析与讨论中，表现出一定的信息提取与关联能力，对“物质的统一性”有了感性认识。然而，情感态度目标中“科技自强责任感”的激发，可能仅停留在教师讲述层面，如何设计更深入的学生参与环节（如简短辩论、资料分享），值得进一步思考。

（二）环节有效性评估。导入环节的“超级显微镜”动画与认知冲突问题，成功抓住了学生注意力，快速锚定了核心问题。新授环节的三个核心任务，基本遵循了“概念建构工具掌握观念形成”的逻辑，支架搭建较为充分。“任务一”作为难点突破的关键，预设的时间分配是合理的，但需警惕部分学生可能在“原子结构”回顾处出现记忆模糊，需准备更简洁的复习微视频作为备用支持。巩固环节的分层设计满足了差异需求，但巡回指导时发现，部分选择“综合层”的学生在面对“葡萄糖酸锌”实例时，仍犹豫于宏观描述，说明“元素描述物质组成”的应用尚未完全内化，需在后续课程中反复强化。

（三）学生表现与策略调适。课堂观察显示，善于逻辑