初中化学九年级上册《元素》概念建构教学设计

初中化学九年级上册《元素》概念建构教学设计一、教学内容分析从《义务教育化学课程标准（2022年版）》审视，本课处于“物质组成与结构”大概念下的核心节点。在知识技能图谱上，它上承“分子、原子”等微观粒子知识，下启“物质分类”、“化学式与化合价”等宏观辨识与符号表征，是连接微观粒子与宏观物质的桥梁与枢纽。其核心认知要求是“理解”层级，学生需超越对“原子”个体形态的识记，抽象出“元素”这一基于核电荷数（质子数）同一性的类别概念。过程方法上，课标强调运用分类与比较、模型与符号等科学思维方法。本节课将以此为路径，引导学生从纷繁的具体物质和原子中，通过分类、归纳，自主建构“元素”概念，并初步体验“元素周期表”作为强大认知模型的价值。素养价值渗透方面，本课是培育“宏观辨识与微观探析”素养的典范载体：通过认识元素统一性理解物质世界的多样性，树立科学的物质观；通过了解元素中文名称的造字规律及我国科学家张青莲教授对相对原子质量测定的贡献，渗透文化自信与科学精神，实现知识载体与育人价值的深度融合。基于“以学定教”原则，学情研判如下：学生已有“原子由质子、中子、电子构成”及“原子种类由质子数决定”等知识储备，但对“元素”这一高度概括的抽象概念缺乏认知基础，易与“原子”概念混淆，这是最常见的认知障碍。学生生活经验中接触过“含铁”、“补钙”等术语，这是宝贵的学习起点和兴趣激发点。在教学过程中，将通过“前置学习单”诊断学生对原子结构的掌握情况；通过课堂讨论与即时练习，动态捕捉学生对“元素”、“原子”关系的理解程度。针对学情差异，教学将采取多重策略：为概念建构困难的学生提供“从具体原子到抽象类别”的直观类比脚手架（如“人类”与“具体个人”的关系）；为学有余力的学生设计“探究元素名称造字规律”、“解读元素周期表一格信息”等拓展任务，满足不同层次学生的思维挑战需求。二、教学目标知识目标方面，学生应能准确描述元素的概念，清晰阐述元素与原子的区别与联系，并基于对概念的理解，识别常见元素的名称与符号。这不仅仅是记忆，更要求他们能在具体情境中（如分析物质组成时）正确应用这一概念，解释“为什么不同物质可含有同种元素”。能力目标聚焦于“分类与概括”这一化学核心能力。学生将通过分析一组原子结构示意图，依据质子数进行分类，并概括出类别的共同特征，从而自主建构元素定义。他们还需发展信息解读能力，能够从元素周期表的一格中提取元素的名称、符号、原子序数、相对原子质量等关键信息，并进行初步应用。情感态度与价值观目标从元素知识的文化内涵中自然生发。通过了解元素中文名称的形声造字规律（如“气”字头、“金”字旁），学生将感受汉字智慧与化学的融合，增强文化认同。在小组讨论元素与人体健康、资源分布等议题时，引导他们关注化学与社会发展的联系，初步形成科学应用物质的意识。科学思维目标重点发展“宏观与微观相结合”的思维方式及“分类观”。教学设计将转化为可执行的问题链，例如：“从微观角度看，氧气和二氧化碳为什么不同？从元素角度看，它们又有什么共同点？”引导学生建立“宏观物质微观粒子元素类别”的三重表征，并体会分类思想在科学研究中的强大力量。评价与元认知目标关注学习过程的自我监控。通过设计“概念辨析自评表”，引导学生在学习过程中及结束后，主动判断关于元素与原子关系的陈述正误，并说明理由。在课堂小结环节，鼓励他们反思“我是如何一步步理解元素概念的？”和“还有哪些困惑？”，从而提升对自身认知过程的觉察与调控能力。三、教学重点与难点教学重点确立为“元素概念的形成与理解”。其依据在于，从课标定位看，元素是构建“物质组成”大概念的核心基石，是学生从原子个体认知迈向物质类别认知的关键一跃，对后续学习物质分类、化学式、化学方程式具有不可替代的奠基作用。从学业水平考试分析，“元素”是贯穿始终的高频考点，常以概念辨析、物质组成分析等形式出现，直接考查学生对这一核心概念的理解深度和应用能力。教学难点在于“元素与原子的辩证关系理解”以及“元素符号的记忆与含义理解”。难点成因在于：首先，元素（类别）与原子（个体）的关系抽象且易混淆，学生需克服“原子是实体的，元素是虚化的”这一前概念，理解二者的层次差异与内在联系，这对初中生的抽象思维能力是一大挑战。其次，元素符号作为国际通用的化学语言，对学生而言是一套全新的符号系统，初次接触大量陌生符号易产生畏难情绪，且需理解“一个符号”同时承载“元素名称、一个原子”双重含义。预设突破方向为：通过生动类比（如“人类”与“张三”）和结构化活动（填写“原子元素关系表”），使关系显性化；通过揭秘符号起源、联系生活实物（如药品说明书）、设计记忆游戏等方式，降低符号学习的枯燥感，强化意义理解。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：多媒体课件（内含原子结构示意图动画、元素周期表放大图、生活中含元素物品图片）；氢、碳、氧三种元素的原子结构模型（磁性贴或卡片）；元素名称卡片与符号卡片配对教具。1.2学习资料：分层设计的学习任务单（含前测、探究活动记录、分层练习）；元素符号记忆口诀与起源故事资料。2.学生准备提前复习原子结构知识；观察家中食品、药品包装上的成分说明，寻找认识的“元素名称”。3.环境布置黑板划分为“微观世界”、“元素家族”、“符号王国”三个区域，用于结构化板书；学生座位按4人异质小组摆放，便于合作探究。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与问题提出：“同学们，这是我们常见的几种物质：能供给呼吸的氧气、让澄清石灰水变浑浊的二氧化碳、还有我们每天都会接触到的水。从微观角度看，它们都是由什么构成的呢？（学生答：分子、原子）对，那构成它们的原子一样吗？大家看屏幕上的这几种原子结构示意图。”课件动态展示氧原子、碳原子、氢原子结构。“然而，当我们翻看药品‘葡萄糖酸锌口服液’的说明书，成分写着‘锌’；体检报告单提示要‘补铁’；我们却说氧气和二氧化碳都含有‘氧’。（展示实物图片）这又是从什么角度在描述物质呢？这个‘锌’、‘铁’、‘氧’指的究竟是什么？”1.1.建立联系与路径明晰：“大家有没有注意到，这些五花八门的物质，其实是由一些相同的基本成分构成的？今天，我们就一起揭开这个幕后家族——‘元素’的神秘面纱。我们将化身‘物质侦探’，首先从微观的原子世界中寻找分类的线索（指向黑板‘微观世界’区），然后定义这个庞大的‘元素家族’（指向‘元素家族’区），最后学会呼叫它们的‘国际通用姓名’——元素符号（指向‘符号王国’区）。准备好了吗？我们的探索之旅现在开始！”第二、新授环节本环节采用支架式教学，通过系列探究任务，引导学生主动建构。任务一：从原子到元素——概念的初步归纳教师活动：首先，引导学生回顾“决定原子种类的是质子数”。随后，呈现一组原子结构示意图卡片（包括8个质子+8个中子的氧原子A、8个质子+9个中子的氧原子B、6个质子的碳原子、1个质子的氢原子）。提出问题链：“请大家以小组为单位，观察这些原子‘居民’，你能根据某种标准给它们分分类吗？说说你的分类依据。（巡视指导，关注分类标准的科学性）”“大家看，构成这几种物质的原子，是不是都有一个共同的特征？（引导学生聚焦质子数）我们把质子数相同的一类原子，归为一个大家族，化学上就给这个家族起名叫‘元素’。”板书元素定义。学生活动：小组合作观察、讨论，尝试对原子卡片进行分类。汇报分类结果及依据（很可能按质子数分类）。在教师引导下，理解“质子数相同”是归类的核心标准。聆听并记录元素定义。即时评价标准：1.能否准确说出分类的依据是“质子数相同”。2.小组讨论时，能否倾听他人意见并表达自己的观点。3.能否用自己的话初步解释“什么是元素”。形成知识、思维、方法清单：★核心概念：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称。▲思维方法：分类思想是科学研究的重要方法，依据共同特征（质子数）进行分类。★关键认知：原子的种类由质子数决定，因此质子数是原子归类为某种元素的根本依据。注意：“一类原子”既包括中子数不同的原子（如氧16和氧17），也包括电性状态不同的原子和离子（如Fe、Fe²⁺、Fe³⁺都属于铁元素）。任务二：厘清关系——“原子”与“元素”辨析攻坚战教师活动：“现在我们有了一对亲密的概念：‘原子’和‘元素’。它们到底是什么关系？是不是有点像‘个人’和‘人类’的关系？让我们通过一个填空活动来厘清。”投影或分发“原子与元素关系辨析表”，包含例句如“氧气是由氧__组成的”、“一个水分子中含有两个氢__和一个氧__”。组织学生独立填写后小组讨论。“来，请一位同学说说，‘组成’和‘构成’这两个词，在描述物质时，我们通常怎么搭配？（引导：宏观用‘组成’，微观用‘构成’）那么，元素是宏观概念还是微观概念呢？原子呢？”结合学生回答，总结并板书关系。学生活动：独立完成辨析表填空。小组内交流答案，争论焦点，试图总结规律。在教师引导下，理解“元素是宏观概念，用于描述物质的宏观组成；原子是微观概念，用于描述物质的微观构成”。参与总结“在讲物质组成时用‘元素’，在讲分子构成或粒子时用‘原子’”。即时评价标准：1.能否在具体句式中正确选用“元素”或“原子”。2.能否在讨论中清晰表达“宏观”与“微观”的区别。3.是否开始有意识地使用“组成”与“构成”这两个动词。形成知识、思维、方法清单：★核心关系：元素是同类原子的总称，是宏观概念，只论种类，不论个数；原子是微观粒子，是体现元素性质的基本单位，既论种类，也论个数。★语言规范：描述物质宏观组成用“由某元素组成”；描述物质微观构成用“由某原子（或分子、离子）构成”。易错点警示：避免“物质由元素构成”或“分子由原子组成”等错误表述。▲思维提升：建立“宏观微观”不同视角描述同一物质的思维方式。任务三：认识符号——元素的“国际通用姓名”教师活动：“全世界化学家需要一种无障碍沟通的语言。于是，元素符号诞生了！大家猜猜第一个元素符号是怎么来的？（简介贝采里乌斯提议用拉丁文首字母或组合表示）。比如，氧的拉丁文是Oxygenium，符号就是O；氢是Hydrogenium，符号是H。但钠的拉丁文是Natrium，符号是Na，这就避免了与氮（N）重复。有趣吧？”展示常见元素符号（O、H、C、Fe、Cu等），并联系生活（Fe铁锅、Ca补钙）。组织“快闪记忆”游戏：出示实物或图片，学生快速说出其富含的主要元素符号。学生活动：聆听元素符号起源故事，产生兴趣。跟随教师认读常见元素符号。参与“快闪记忆”游戏，在紧张有趣的氛围中尝试记忆。联系生活经验，加深对符号的印象。即时评价标准：1.能否正确认读教师指定的58个常见元素符号。2.在游戏中是否积极参与并努力回忆。3.能否举出一个生活中所见元素符号的例子。形成知识、思维、方法清单：★核心知识：元素符号采用拉丁文名称的一个或两个字母表示，第一个字母大写，第二个字母小写。★符号含义：①表示一种元素；②表示这种元素的一个原子。例如，“O”表示氧元素，也表示一个氧原子。★记忆策略：结合名称起源、生活实例、口诀（如“氢H氧O碳是C”）进行记忆，避免死记硬背。▲化学史实：元素符号体系由瑞典化学家贝采里乌斯系统提出，是化学语言国际化的里程碑。任务四：走进“化学家的地图”——初识元素周期表教师活动：“目前已知的元素有100多种，它们看似杂乱，但化学家们找到了一张神奇的‘地图’，将它们有序排列，这就是元素周期表。（展示大幅元素周期表）它可不是随便排的，里面藏着大学问！我们先来当一回‘地图查阅者’。”以“氧”元素为例，引导学生观察周期表中一格的信息：原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。“请大家在任务单上，尝试查阅‘碳’、‘钠’、‘氯’这三元素，记录下它们格子里的信息。并思考：原子序数等于什么？（联系原子结构）”学生活动：像查地图一样，在周期表中快速定位教师指定的元素。仔细观察元素格子，读取并记录原子序数、符号、名称、相对原子质量。通过比较和教师提示，发现“原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数（原子中）”这一重要关系。即时评价标准：1.能否在周期表中快速准确地定位指定元素。2.能否完整读取并记录一格中的四项核心信息。3.能否通过比较发现原子序数与质子数的等量关系。形成知识、思维、方法清单：★工具认知：元素周期表是研究和学习化学的重要工具，将所有元素科学有序排列。★一格信息：包含原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。★核心规律：原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数（对于原子）。这是贯穿整个物质结构学习的核心等式。▲科学价值：周期表的排列体现了元素间的内在联系和周期性规律，是化学学科系统化的典范，其中也凝聚了包括我国科学家在内的许多人的贡献。任务五：文化溯源——元素中文名称的智慧教师活动：“最后，我们把目光收回到我们智慧的中文命名上。大家观察金属元素的名称，有什么共同点？（都有‘钅’字旁）常温下是液态的呢？（‘汞’有三点水）气态的非金属元素呢？（有‘气’字头，如氧、氢）固态的非金属呢？（有‘石’字旁，如碳、硫）。这是典型的形声造字法！这体现了前人怎样的智慧？（分类思想）此外，我国著名化学家张青莲教授为多种元素的相对原子质量测定做出了卓越贡献，让中国在国际化学界拥有了重要话语权。”学生活动：观察教师展示的元素名称，发现其偏旁部首的规律，感叹汉字造字的科学性与艺术性。聆听科学家的故事，感受科学精神与民族自豪感。即时评价标准：1.能否根据元素名称的偏旁，判断其常温下的状态类别（金属、非金属气体等）。2.在了解造字规律和科学家故事后，能否表达出对化学文化层面的认同或感想。形成知识、思维、方法清单：▲文化拓展：元素中文命名具有系统性、科学性和文化性，运用了形声造字法（如“钅”旁表金属，“气”头表气态非金属，“石”旁表固态非金属，“氵”表液态如汞）。★情感渗透：认识化学知识中蕴含的传统文化智慧。★榜样力量：了解张青莲等中国科学家在元素科学领域的贡献，树立科技报国的志向和严谨求实的科学态度。第三、当堂巩固训练训练设计遵循分层、变式原则，并提供及时反馈。基础层（全体必做）：1.判断正误并改错：①水是由氢原子和氧原子组成的。②二氧化碳分子是由碳元素和氧元素构成的。2.写出下列元素的符号：氧、碳、氢、铁、铜。（反馈：通过同桌互批，重点厘清宏观微观表述，巩固符号书写规范。）综合层（多数学生挑战）：3.已知某原子的原子核内有11个质子，则该原子属于____元素（填名称），其原子序数为____。4.从元素角度看待下列物质：氧气（O₂）、臭氧（O₃）、过氧化氢（H₂O₂），它们的相同点是都含有____元素，这说明物质的种类可以远远____（多于/少于）元素的种类。（反馈：教师抽选不同答案展示，引导学生分析质子数与元素种类的关系，理解同种元素可形成不同单质。）挑战层（学有余力选做）：5.（开放讨论）“富硒大米”、“加碘食盐”中的“硒”、“碘”指的是什么？（元素/原子/分子）为什么？这对我们健康饮食有何启示？6.查阅元素周期表，找出原子序数为1、6、8、11、17的元素，观察它们在周期表中的位置，你能发现这些位置与它们形成的常见物质（如H₂O、NaCl、CO₂）之间有什么模糊的关联吗？（为下节课学习元素化合规律埋下伏笔）（反馈：组织小组简短分享，教师点评其联系生活的能力和观察的敏锐性，鼓励深入探究。）第四、课堂小结引导学生进行结构化总结与元认知反思。“同学们，经过今天的探索，我们的‘物质侦探地图’填满了收获。现在，请大家以小组为单位，用一幅简单的概念图或思维导图，梳理一下‘元素’这个核心概念，并把它和‘原子’、‘元素符号’、‘周期表’联系起来。”邀请12个小组展示并讲解其结构图。教师最后以板书三个区域为框架进行系统精炼总结：“我们从微观的原子（个体）出发，通过分类找到了宏观的元素（家族），并学会了用符号（姓名）来指称它们，最后发现所有家族成员都井然有序地居住在一张伟大的地图——元素周期表上。这就是我们今天完整的认知旅程。”作业布置：必做（基础）：1.熟记课本要求的20个常见元素名称与符号。2.完成练习册上关于元素概念辨析的基础习题。选做（拓展）：1.任选一种元素（如铁、钙、碘），制作一张“元素名片”，内容包括：元素符号、名称、在周期表中的位置、对人体的作用（或重要用途）、一个相关的生活小知识。2.尝试用今天学到的“分类”思想，对你书房或卧室里的物品进行一次分类整理，并说明你的分类标准。六、作业设计基础性作业（全体必做）：1.概念巩固：完成教材课后练习中关于“元素与原子区别”、“元素符号书写与意义”的基础题目。2.记忆落实：抄写并默写第一至第三周期常见元素（H、He、Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar）的名称与符号两遍，家长或同桌签字确认。3.简单应用：从家中找到3种物品（如食品包装、金属制品），记录下成分说明中出现的元素名称，并尝试写出其符号。拓展性作业（建议大多数学生完成）：1.情境应用：阅读一篇关于“微量元素与健康”的科普短文（教师提供），写出文中提到的五种微量元素及其符号，并简述其中一种元素的主要功能。2.模型制作：以“氧元素”为例，用A4纸制作一个“元素身份卡”，居中画大元素符号“O”，周围分区域注明：①中文名；②原子序数与质子数；③所在周期和族（查阅周期表）；④常温下状态及单质示例（如O₂）；⑤一种重要化合物（如H₂O）。探究性/创造性作业（学有余力学生选做）：1.微型项目：“探寻元素的足迹——从古至今”。选择一种人类认识和使用历史悠久的元素（如金Au、铜Cu、铁Fe、汞Hg），通过查阅资料（书籍、权威科普网站），撰写一份不超过500字的简短报告，介绍：①该元素在古代的名称、用途及相关典故；②现代对该元素科学认知的关键节点（如谁发现或分离了它）；③当前的主要用途及面临的资源或环境挑战（如有）。2.创意表达：尝试用诗歌、漫画或小故事的形式，表达你对“元素是同一类原子的总称”这一抽象概念的理解。例如，创作一首关于“氧家族”的短诗，或画一组漫画描述“碳原子三兄弟”（碳12、碳13、碳14）如何被归为“碳元素”一家。七、本节知识清单及拓展★1.元素的概念：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称。这是一个宏观、集体的概念，核心在于“质子数相同”。例如，所有质子数为1的原子都归为氢元素，无论它是普通氢原子（氕）、还是含有1个中子的氘原子。★2.元素与原子的区别与联系：这是本课最需厘清的关系。区别：元素是类别概念，只论种类，不论个数；原子是粒子概念，既论种类，也论个数。联系：元素是原子的集体统称，原子是元素的个体单位。元素和原子的关系，类似于“人类”与“具体某个人”的关系。★3.元素符号：①书写规则：采用拉丁文名称的一个或两个字母表示，第一个字母必须大写，第二个字母必须小写。如“Co”表示钴元素，若写成“CO”则代表一氧化碳分子。②基本含义：表示一种元素；表示这种元素的一个原子。例如，“N”既表示氮元素，也表示一个氮原子。★4.元素的存在形态：元素有两种存在形态——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）。自然界中大部分元素以化合态存在。▲5.元素中文命名规律：体现了系统分类思想。金属元素通常有“钅”字旁（汞除外，因其常温下为液态）；常温下为气态的非金属元素有“气”字头（如氧、氢、氮）；常温下为固态的非金属元素有“石”字旁（如碳、硫、磷）；液态元素有“氵”（如汞、溴）。★6.原子序数：元素周期表中按原子核电荷数（质子数）由小到大给元素编的号。对于原子，原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。这是联系原子结构与元素周期表的核心等式。★7.元素周期表简介：①地位：学习和研究化学的重要工具。②结构：每一格包含元素原子序数、符号、名称、相对原子质量等信息；横行叫周期，纵列叫族（主族、副族等）。③意义：将元素科学排列，体现了元素间的内在联系和性质变化规律。▲8.物质的多样性与元素的有限性：目前已知元素仅一百余种，但它们通过不同种类、数目及方式结合，构成了自然界和人工合成的数千万种物质。这深刻说明了“世界是物质的，物质是可分的，且是无限可组合的”这一辩证唯物主义观点。★9.描述物质组成的规范用语：描述物质宏观组成时用“由某元素组成”，如“水是由氢元素和氧元素组成的”。描述物质微观构成时用“由某分子（或原子、离子）构成”，如“一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的”。切忌混用。八、教学反思（一）教学目标达成度分析本课预设的知识与能力目标达成度较高。通过课堂观察和当堂练习反馈，约85%的学生能准确表述元素概念，并能在简单情境中区分“元素”与“原子”的使用。在“元素符号快闪记忆”和“周期表查阅”活动中，学生表现出浓厚兴趣，多数能认读指定符号并获取基本信息，这表明工具认知目标基本实现。情感目标方面，学生在了解元素中文造字规律和张青莲教授故事时，流露出的惊叹与自豪感是真实的生成性资源，有效渗透了文化自信与科学精神。然而，科学思维目标的深化，尤其是自觉运用“宏观微观”视角分析陌生物质，仍需在后续课程中通过反复训练来巩固。（二）核心环节有效性评估1.导入环节：以生活实例（药品、食品）与微观图示制造认知冲突，成功激发了学生的探究欲望。“这个‘锌’、‘氧’指的是什么？”成为了贯穿全课的有效驱动问题。2.任务一（概念归纳）与任务二（关系辨析）：这两个任务构成了概念建构的骨架。利用原子结构卡片进行分类，脚手架搭建得当，学生参与度高。辨析表的填空讨论是突破难点的关键，但实践中发现，仍有部分学生在独立填写时感到困难，下次可考虑先进行一两个例句的师生共析，再放手让学生练习，提供更细致的支持。3.任务四（初识周期表）：将周期表定位为“化学家的地图”，赋予了工具以故事性和使命感。让学生扮演“查阅者”角色，任务具体明确，有效消除了对庞大周期表的畏难情绪。“原子序数等于什么？”的追问，成功将新旧知识（原子结构）与工具信息链接起来，体现了知识的结构化。4.巩固训练分层设计：基础层全员通过，综合层引发了关于“同种元素形成不同单质”的精彩讨论，挑战层的开放性问题为学优生提供了展示平台。同伴互评和教师针对性讲评相结合，反馈及时有效。（三）学生表现与差异化应对课堂中，学生明显分化为几种类型：快速建构型能迅速理解概念并迁移，在挑战层问题中表现活跃，对他们提供的“元素名片”、“微型项目”等拓展作业正合其需。逐步理解型占大多数，他们需要在讨论和练习中反复磨合，任务中