初中化学九年级上册《元素》深度探究导学案

初中化学九年级上册《元素》深度探究导学案一、教学内容分析

本课隶属《义务教育化学课程标准（2022年版）》“物质组成与结构”主题，是学生从微观原子世界迈向宏观物质分类的关键枢纽，具有承前启后的重要价值。从知识图谱看，它上承“原子的构成”，下启“物质组成的表示”，旨在引导学生理解“元素”这一化学最核心的概念之一，建立起基于原子核电荷数对物质进行分类的思想框架。课标要求不仅包括识记常见元素符号、知道元素的简单分类，更深层的是引导学生经历从具体物质到抽象概念的科学概括过程，体验分类这一重要的科学方法。其素养指向鲜明：通过探究元素周期表的初步规律，发展“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的核心素养；通过了解我国在相关科技领域的成就（如稀土资源），渗透“科学态度与社会责任”。教学重难点预判为：如何帮助学生跨越从“原子种类”到“元素概念”的抽象思维鸿沟，并清晰辨析“物质由元素组成”与“分子由原子构成”这两组不同层级的表述。

从学情视角研判，学生在物理课和本单元前序课程中已初步了解原子的结构，知道质子数决定原子种类，这为理解“元素是质子数相同的一类原子”奠定了基础。然而，学生的认知障碍可能在于：一是容易将宏观的“元素”与微观的“原子”混为一谈；二是难以理解“同一元素可以存在于不同物质中”这一抽象事实；三是元素符号作为国际化学语言，其记忆可能成为部分学生的负担。针对此，教学需设计从生活实例到模型推演的多重“脚手架”，如利用常见物质的成分标签、原子结构拼图游戏等具象化活动，化解抽象性。课堂中将通过追问、小组讨论展示、概念辨析即时练习等手段进行动态学情评估，并预设差异化支持策略：为理解较快的学生提供元素周期律的早期启蒙任务；为需要巩固的学生准备“元素原子物质”关系的概念图模板，帮助他们梳理逻辑。二、教学目标阐述

知识目标：学生能够基于原子结构，阐述元素是质子数（核电荷数）相同的一类原子的总称，并能运用此定义判断给定原子是否属于同种元素；能准确说出、书写常见元素的名称与符号，并依据最外层电子数特征对金属元素、非金属元素进行初步分类；能从宏观和微观两个视角，解释“物质由元素组成”的含义，并举出实例。

能力目标：学生通过分析多种物质（如水、氧气、二氧化碳）的微观构成，发展从具体到抽象、从个别到一般的归纳概括能力；在小组合作对“元素卡片”进行分类的活动中，提升依据特定标准进行分类并清晰表达分类依据的逻辑思维能力；初步学会查阅教材附录中的元素周期表，获取元素名称、符号、原子序数等基本信息。

情感态度与价值观目标：通过了解元素周期表发现简史及我国科学家相关贡献，学生能感受科学探索的艰辛与协作精神的价值，增强科技自信与国家认同；在讨论元素与人体健康、资源分布的关系时，初步形成合理膳食、珍惜资源的意识与社会责任感。

科学（学科）思维目标：重点发展“分类观”与“微观模型认知”。学生能主动运用“基于共同特征（质子数）进行分类”的思想方法理解元素概念；能建立起“宏观物质—元素—微观原子”三层级分析模型，并运用此模型解释或预测简单化学问题，例如：“不同物质中是否可能含有同种元素？”

评价与元认知目标：引导学生使用教师提供的“概念关系辨析自查表”，评估自己对“元素与原子”、“组成与构成”两对易混概念的掌握情况；在课堂小结环节，通过绘制本节知识思维导图，反思个人知识建构的逻辑路径，识别尚未明晰的节点。三、教学重点与难点

教学重点：元素的概念——基于质子数对原子进行分类的思想。确立依据在于，此为贯穿整个化学学科、理解物质多样性与统一性的“大概念”，是后续学习化学式、化学反应、物质分类乃至高中元素周期律的基石。从中考命题看，围绕元素概念的内涵辨析、元素与物质关系的判断是高频基础考点，直接体现学科的核心思维方式。

教学难点：从微观和宏观两个层面，统一地理解“元素”概念，特别是理解“元素只讲种类，不论个数”在宏观组成描述中的体现。难点成因在于，学生需同时协调微观的原子个体与宏观的物质整体两种表征，思维跨度大，且容易受到“原子有数量”这一前概念的干扰。突破方向在于，设计连贯的、从微观粒子到宏观标签的推理链条，并用大量生活实例（如“含钙食品”）巩固宏观视角的理解。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：教学课件（含物质成分标签图片、元素周期表发现史微视频）；“原子结构”磁贴模型（可拆分质子、中子、电子）；元素信息卡片（含名称、符号、原子序数、分类）若干套。1.2学习材料：分层学习任务单（含基础达标区与思维拓展区）；“概念关系辨析自查表”。2.学生准备2.1预习任务：阅读教材，找出生活中3种物品并记录其包装上标注的“成分”或“配料”中含有的元素名称（如“钙、铁、锌、硒”）。2.2物品准备：彩色笔。3.环境布置3.1座位安排：四人异质小组，便于合作探究与互评。3.2板书记划：预留中心区域用于构建“元素概念”思维导图主框架。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与问题驱动

“请大家看看屏幕上这瓶矿泉水、这盒保健品的成分表，还有我们呼吸的空气。它们看似风马牛不相及，但成分说明里都提到了‘氧元素’、‘钙元素’。同学们可能会好奇，这些‘元素’到底是什么？看不见摸不着，怎么无处不在？它和我们之前学的‘原子’又是什么关系？”（此处停顿，引发思考）今天，我们就一起来揭开“元素”这位化学世界核心成员的神秘面纱。1.1明确探究路径

“我们将沿着一条清晰的线索探索：首先，从大家熟悉的原子结构出发，寻找分类的新标准；然后，认识元素的‘身份证’——元素符号；最后，像科学家门捷列夫一样，尝试将已知元素进行整理和分类，并看看这个分类表能告诉我们什么。”第二、新授环节任务一：从“原子家族”到“元素”概念建构教师活动：首先，请三个学生上台，利用磁贴模型分别拼出一个含8个质子的氧原子、一个含8个质子8个中子的氧原子、一个含8个质子10个中子的氧原子模型。“大家仔细观察，这三个‘小家伙’在结构上有什么相同点和不同点？对，质子数都是8！中子数不同。在化学家眼里，只要质子数相同，它们就是‘一家人’，给这个家族取名叫‘氧元素’。”接着，展示氢、碳等原子的结构示意图，引导学生归纳元素定义。“所以，判断原子是否为同种元素，关键看什么？对，质子数，也就是核电荷数。咱们来个小测试：这两颗原子，一颗质子数6、中子数6，一颗质子数6、中子数7，它们是同种元素吗？为什么？”学生活动：观察教师拼出的原子模型，找出质子数相同的特征。聆听讲解，理解“质子数决定元素种类”。参与互动问答，应用定义进行判断。小组内互相举例说明“什么是同一类原子”。即时评价标准：1.能否准确指出决定元素种类的关键因素是质子数。2.在判断练习中，能否清晰表述“因为质子数相同，所以属于同种元素”。3.小组讨论时，举例是否恰当，能否向同伴解释清楚。形成知识、思维、方法清单：★元素定义：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称。“一类原子”是核心，意味着它概括的是所有质子数相同的原子，无论其中子数是否相同（即是否为同位素）。教学提示：此处强调“总称”和“一类”，为后续理解“只讲种类，不讲个数”埋下伏笔。▲判断依据：判断两种原子是否属于同种元素的唯一依据是原子核内的质子数是否相同。中子数只影响原子的质量（同位素），不影响元素种类。认知说明：这是对原子结构知识的深化应用，建立起“结构决定分类”的思维链条。★元素与原子的关系：元素是宏观概念，用于描述物质的组成，只讲种类；原子是微观粒子，既可讲种类也可论个数。关系可简述为“元素是原子的‘集合’，原子是元素的‘个体’”。易错点：避免说“物质由元素构成”或“分子由元素组成”，表述需精确对应宏观与微观层次。任务二：解密“元素符号”——化学世界的通用语言教师活动：“给每个元素家族取个名字，全世界化学家都要能看懂，怎么办？这就需要统一的‘身份证’——元素符号。”展示C、H、O、Fe、Cu等符号。“观察这些符号，有什么规律？对，大多是一个或两个字母，第一个大写，第二个小写。这可不能写错，比如‘Co’（钴）和‘CO’（一氧化碳）天差地别。”组织“快问快答”游戏：教师出示名称，学生快速书写符号，反之亦然。“有没有发现，很多符号和英文名称有关？比如‘H’来自Hydrogen。但也有一些‘特例’，比如‘Fe’铁，来自拉丁文。这背后可是有趣的科学史故事哦。”学生活动：观察元素符号的书写格式，总结“一大二小”的规则。参与“快问快答”游戏，巩固常见元素符号的记忆。聆听教师补充的背景知识，感受化学语言的国际性与历史性。即时评价标准：1.书写元素符号时，格式是否规范（大小写正确）。2.在游戏环节，反应速度和准确率。3.能否说出23个元素符号的意义（如“O”表示氧元素或一个氧原子）。形成知识、思维、方法清单：★元素符号书写规则：必须遵循“第一个字母大写，第二个字母小写”的国际规范。这是化学学科严谨性的体现，书写错误会导致含义完全改变。教学提示：需在课堂反复强调并通过练习强化，将其视为一项重要的学科习惯。★元素符号的意义：（1）宏观上，表示一种元素；（2）微观上，表示这种元素的一个原子。例如，“H”既可表示氢元素，也可表示一个氢原子。认知说明：这是符号表征能力的起点，未来学习化学式时意义将扩展。可引导学生思考：“那‘2H’表示什么呢？（两个氢原子）它还能表示氢元素吗？（不能，因为加了数字就表示微观的原子个数了）”▲元素符号的来源：多数采用英文名称的第一个或前两个字母，部分沿用了拉丁文名称的缩写。了解此背景有助于理解记忆某些特殊符号（如Au金，Ag银），并体会科学文化的传承与发展。任务三：宏观视角下的“元素”——物质组成的基本成分教师活动：“我们已经知道元素是一类原子的总称，这是微观视角。那回到最初的矿泉水瓶，我们说它‘含有氧元素’，这是什么视角？是宏观的！”引导学生阅读课前收集的成分表。“钙片中含‘钙元素’，食盐中含‘钠元素’和‘氯元素’。这里提到的元素，都是在描述物质的宏观组成。”提出辨析问题：“谁能试着说说‘水由氢元素和氧元素组成’与‘一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成’这两句话的区别？”巡视指导，收集典型理解。学生活动：分享课前收集的物质成分信息，认识到元素在描述物质宏观组成时的广泛应用。小组讨论教师提出的辨析问题，尝试厘清“组成”用于宏观、“构成”用于微观的用语差异。派代表分享讨论结果。即时评价标准：1.能否从生活实例中识别出用元素描述物质组成的表述。2.在辨析讨论中，能否大致区分“组成”与“构成”的使用语境。3.小组代表发言时，逻辑是否清晰，能否用例子辅助说明。形成知识、思维、方法清单：★元素的宏观意义：元素是组成物质的基本成分。物质（纯净物）是由同种或不同种元素组成的。核心观念：这是将微观概念应用于宏观世界的关键跨越，使学生理解化学如何用统一的理论解释万千物质的组成。★“组成”与“构成”的辨析：“组成”用于描述宏观物质由哪些元素组成，强调成分；“构成”用于描述微观粒子（如分子、原子）如何构成物质或更复杂的粒子，强调结构。易错点：这是初中化学最经典的语言辨析点之一。可通过口诀“宏组、微构”辅助记忆，但更重要的是结合具体实例反复体会。▲元素的分布与存在：地壳中含量前四位的元素是氧、硅、铝、铁；生物细胞中主要含氧、碳、氢、氮等元素。不同元素以单质或化合物的形式存在于自然界的各种物质中。素养渗透：引导学生感受自然界的物质统一性与多样性，理解元素是构成万物的基础。任务四：建立分类标准——初探金属与非金属元素教师活动：分发元素信息卡片（包含名称、符号、原子序数及单质实物图片或典型性质）。提出挑战：“化学家们发现了百余种元素，如何给它们分类以便研究？请大家以小组为单位，观察卡片信息，尝试对这些元素进行分类，并说明你的分类标准。”引导学生关注单质状态（固、液、气）、光泽、导电性等物理性质，以及元素名称的汉字偏旁（金字旁、石字旁、气字头）。随后，引出科学分类：金属元素和非金属元素。“看，汉字偏旁其实暗含了古人对物质性质的朴素认知！金属元素通常有‘金字旁’，固态非金属有‘石字旁’，气态非金属有‘气字头’。”学生活动：小组合作，观察、讨论元素卡片，尝试从不同角度（如汉字偏旁、单质状态）对元素进行分类，并记录分类结果与依据。聆听教师总结，对照自己的分类，理解科学分类的标准与方法。观察元素周期表截图中金属与非金属的分区。即时评价标准：1.小组是否能提出至少一种合理的分类标准。2.分类过程是否有序，组员是否参与讨论。3.能否正确识别常见元素的金属/非金属类别（如铁、铜是金属，碳、硫、氧是非金属）。形成知识、思维、方法清单：★元素的简单分类：根据元素的性质，可分为金属元素和非金属元素（还有稀有气体元素）。方法提炼：分类是科学研究的基本方法。依据不同的标准（如状态、性质、原子结构）会产生不同的分类结果，标准需统一。▲金属与非金属元素的初步特征：金属元素单质通常有金属光泽、导电导热、有延展性，汉字通常有“钅”字旁（汞除外）；非金属元素单质通常不具备上述特性，其汉字有“石”、“气”等偏旁。教学提示：此处的特征描述是基于初中认知水平的概括，并非绝对，避免绝对化表述（如“所有金属都是固体”）。★原子结构与元素分类的关联（启蒙）：引导学生观察教材中部分原子结构示意图，思考：“金属元素与非金属元素的原子，在最外层电子数上可能有怎样的趋势？”（不要求得出准确结论，仅作观察与思考）。思维拓展：此为建立“结构决定性质”观念的早期渗透，为高中学习做铺垫。任务五：触摸化学“地图”——初识元素周期表教师活动：“面对这么多元素，如何有序组织？这需要一张伟大的‘化学地图’——元素周期表。”播放关于门捷列夫与元素周期表发现史的简短动画或讲述故事，强调其预测未知元素的伟大成就。“现在，请大家打开教材附录中的周期表，完成探索任务：1.找到原子序数为1、6、8、11、17的元素，记录其名称、符号；2.观察同一横行（周期）或同一纵行（族）的元素，在金属/非金属属性上有什么变化规律？哪怕是一点点发现都可以分享。”对学生的发现给予肯定性评价。学生活动：观看视频或听故事，感受科学发现的魅力。动手查阅周期表，完成教师布置的探索任务，记录并尝试描述观察到的简单规律（如从左到右，金属性减弱等）。分享自己的“小发现”。即时评价标准：1.能否在周期表中快速定位指定原子序数对应的元素信息。2.观察是否细致，能否用语言描述观察到的趋势（不要求精准）。3.是否对周期表的组织规律表现出好奇与兴趣。形成知识、思维、方法清单：★元素周期表的价值：它是所有已知化学元素按照原子序数（核电荷数）科学排列的表，揭示了元素性质随原子序数递增而呈现的周期性变化规律。素养渗透：通过科学史故事，深刻体会科学理论的预测力量和创新精神，理解“有序”在科学中的重要性。▲原子序数：元素周期表中按原子序数由小到大排列。原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数（原子中）。知识关联：此概念将原子结构与元素周期表的位置精准挂钩，是理解周期律的钥匙。★周期表的初步规律：同一周期（横行），从左到右，元素由金属元素过渡到非金属元素，最后以稀有气体元素结尾；同一主族（纵行，如第Ⅰ主族碱金属），元素性质相似。认知说明：此规律是感性认知，学生能说出趋势即可。重点在于体验“在排列有序的表格中寻找规律”这一科学实践过程。第三、当堂巩固训练

本环节设计分层练习，学生可根据自身情况选择完成至少两个层级的题目。基础层（巩固概念）：1.判断下列说法是否正确并改正：（1）水是由氢原子和氧原子构成的。（2）二氧化硫分子中含有硫元素和氧元素。2.写出下列元素的符号：氮、铜、氯、钙。综合层（应用辨析）：3.已知某原子核内有12个质子，请回答：（1）该原子属于什么元素？（2）你能从周期表中查到它的哪些信息？（至少两项）4.“富硒大米”中的“硒”指的是什么？（填“原子”、“分子”或“元素”），请从宏观和微观两个角度解释你的选择。挑战层（探究迁移）：5.（小组讨论）元素周期表的中文名称中，金属元素通常有“钅”字旁，常温下为液态的金属“汞”为何没有“钅”字旁？查阅资料或结合历史，提出你的猜想。6.尝试用图示（如大圆圈、小点）表示“铁元素”、“铁原子”、“铁物质（铁块）”三者之间的关系，并向同伴解释你的图示。反馈机制：基础层与综合层习题通过投影展示，学生口答或板演，师生共评，重点剖析错误背后的概念混淆点。挑战层问题由小组讨论后选派代表汇报，教师点评其思维的逻辑性与开放性，并展示科学家对元素命名的历史考量，将课堂思考引向深入。第四、课堂小结

“旅程临近尾声，让我们回头看看收获了哪些‘宝藏’。请大家不要翻书，用5分钟时间，以‘元素’为中心词，绘制一幅简单的思维导图或知识网络图，尽可能涵盖今天学到的核心概念、关系和方法。”巡视中，选取两幅有代表性的作品（如一幅结构清晰，一幅有独特联想）进行投影展示，请作者简要阐述。“这位同学用双箭头清晰地标明了宏观与微观的联系，非常棒！那位同学把元素周期表画成了一幅藏宝图，很有创意！”

“今天我们认识了作为物质组成基本成分的元素，学会了它的表示方法，体验了分类的智慧，还窥见了周期表的一角奥秘。化学正是用这有限的百余种元素，像搭积木一样，构建了我们这个丰富多彩的物质世界。课后作业请见任务单：必做部分是基础巩固；选做部分是为有兴趣的同学准备的‘元素侦探’小任务——调查你家中某件物品（如硬币、电池）可能涉及的元素，并简述其作用。下节课，我们将学习如何用符号更精确地表示物质的组成——化学式与化合价。今天的探索就到这里，希望大家继续保持对微观世界的好奇！”六、作业设计1.基础性作业（必做）：（1）整理课堂笔记，完成学习任务单上的基础达标区练习题（侧重于元素概念辨析、符号书写、简单分类）。（2）从教材元素周期表附录中，找出5种金属元素和5种非金属元素，抄录其名称与符号。2.拓展性作业（建议大多数学生完成）：（3）情境应用：阅读一则食品营养标签或药品说明书，找出其中标注的三种元素，并查阅资料（或根据课堂所学），简要说明每种元素对人体健康的主要作用（一句话即可）。（4）绘制一幅图文并茂的“元素身份证”：自选一种你感兴趣的元素（如碳、铁、金），为其制作一张卡片，内容包括元素符号、名称、原子序数、分类、单质形态或一种重要用途。3.探究性/创造性作业（学有余力者选做）：（5）微型项目：“我是元素代言人”。选择一种元素，扮演它的代言人，准备一份时长12分钟的口头或短视频介绍，要求生动有趣地介绍该元素的特点、重要性或有趣的故事，力求让“观众”记住它。（6）跨学科思考：元素周期表的排列体现了“周期性”思想。请尝试在语文（如诗词的押韵）、历史（王朝兴衰）、或自然现象（昼夜交替、四季轮回）中，找一个你认为具有“周期性”的例子，并简单说明它与元素周期律的相似之处（思考的深度比答案的正确性更重要）。七、本节知识清单及拓展★1.元素的定义：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称。理解关键在于“一类”和“总称”，它概括了所有质子数相同的原子，是一个基于原子内部结构的分类概念。提示：这是本课最核心的概念，一切推理的起点。★2.判断元素种类的唯一依据：原子核内的质子数。中子数是否相同，不影响元素种类，只影响原子种类（形成同位素）。辨析：同种元素的原子，质子数一定相同，中子数可能不同。★3.元素与原子的区别与联系：元素是宏观概念，用于描述物质的组成，只论种类，不讲个数；原子是微观粒子，是构成物质的一种基本粒子，既可论种类，也可讲个数。联系：元素是原子的集合，原子是元素的个体。易错警示：避免出现“某物质由几个某元素组成”的错误说法。★4.元素符号：（1）书写：拉丁文名称的第一個或前两个字母，第一个字母大写，第二个字母小写（如Ca，Cu）。（2）意义：①宏观：表示一种元素；②微观：表示这种元素的一个原子。应用：前面加数字则只有微观意义，如“2O”表示两个氧原子。★5.物质的宏观组成描述：纯净物由元素组成。描述时使用“组成”，例如“二氧化碳由碳元素和氧元素组成”。这是元素的宏观应用体现。★6.物质的微观构成描述：分子由原子构成。描述时使用“构成”，例如“一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成”。注意与宏观描述区分层次。▲7.元素的简单分类：根据元素性质，主要分为金属元素和非金属元素。金属元素单质通常有金属光泽、导电导热等，汉字常有“钅”字旁（汞除外）；非金属元素单质性质多样，汉字常有“石”、“气”等偏旁。认知：分类是科学研究的基本方法。★8.地壳中元素含量：前四位由高到低依次是：氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)。可谐音记忆为“养闺女贴（氧硅铝铁）”。拓展：生物细胞中主要元素为氧、碳、氢、氮。★9.元素的存在形态：元素以两种形态存在于物质中——游离态（以单质形式存在，如氧气中的氧元素）和化合态（以化合物形式存在，如水中的氧元素）。联系生活：自然界中大多数元素以化合态存在。▲10.原子序数：元素周期表中按原子序数由小到大排列。原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数（对原子而言）。重要性：它是元素在周期表中的“身份证号”。★11.元素周期表：将所有已知元素按原子序数有序排列形成的表，由门捷列夫首创。它揭示了元素性质随原子序数递增而呈现周期性变化的规律。价值：是学习和研究化学的必备工具，具有预测未知元素性质的伟大力量。▲12.周期表的初步观察规律：同一周期（横行），从左到右，元素从金属元素逐渐过渡到非金属元素；同一主族（纵行），元素化学性质相似。思维方法：学习从有序排列中寻找规律。八、教学反思

（一）目标达成度分析：从当堂巩固训练的完成情况看，约85%的学生能准确判断基于质子数的元素分类，并正确书写常见元素符号，表明知识目标基本达成。能力目标方面，在“任务四”的分类活动中，小组大多能提出12种分类标准（如按偏旁、按状态），但用语言清晰归纳规律的能力有待加强，这将是后续教学中需要持续关注的生长点。情感目标通过科学史故事的沉浸和“元素与健康”的讨论，得到了较好的渗透，学生在课堂上表现出对元素周期表“预测力”的惊叹，价值观引领效果可感。

（二）核心环节有效性评估：1.导入环节：生活化情境（成分表）成功引发了普遍兴趣与认知冲突，驱动性问题“元素是什么？”贯穿全课，导向清晰。2.概念建构（任务一、三）：从微观原子模型到宏观物质标签的“双向构建”策略是有效的，但部分学生在“组成”与“构成”的辨析上仍显生硬，反映出思维转换需要更多实例“淬火”。我意识到，当时如果增加一个“连连看”活动：左边列宏观说法（如“铁由铁元素组成”），右边列微观说法（如“铁由铁原子构成”），让学生匹配并说明，可能效果更佳。3.分类探究（任务四）：元素卡片的使用激发了学生的动手与讨论热情，差异化得以体现：有的小组按偏旁分类后便满足，而有的小组则尝试结合单质图片按“是否有光泽”再分，教师适时介入，将不同标准的分类结果进行对比，深化了他们对“分类标准决定分类结果”的理解。这里我提醒自己：“分类活动的价值不仅在于结果正确，更在于让学生体验制定和运用标准的过程。”

（三）学生表现深度剖析：课堂观察显示，学生对抽象概念的接受度呈现明显光谱分布。约三成学生能迅速贯通微观与宏观，并能提出深刻问题（如“同种元