初中化学九年级上册“分子和原子”单元第二课时教案

初中化学九年级上册“分子和原子”单元第二课时教案

一、教材分析与学情研判

本节课选自人教版九年级化学上册第三单元《物质构成的奥秘》课题1“分子和原子”。本单元是学生从宏观世界步入微观世界，认识物质构成奥秘的起始与关键，是连接宏观现象与微观本质的桥梁，在整个化学学习历程中具有奠基性作用。

第一课时，学生已经初步建立了物质是由微观粒子（如分子、原子）构成的基本观念，通过一些宏观现象（如扩散、挥发）感知了粒子的客观存在及其“小”和“动”的初级特征。第二课时在此基础上，需要实现认识上的深化与飞跃，核心任务在于引导学生从“感知粒子存在”走向“理解粒子特性如何决定物质性质与变化本质”，尤其是要突破“分子在化学变化中可分，原子不可分”这一认知难点，初步建立分子、原子与化学变化之间的关联模型。

从学情来看，九年级学生正处于形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期。他们对“看不见、摸不着”的微观世界充满好奇，但也容易因抽象而感觉困难，可能将微观粒子宏观化、实物化理解（如认为分子像小球一样有固定颜色、软硬）。他们已具备一定的物理知识（如热运动），并初步学习了物质的变化（物理变化、化学变化），这为从微观角度解释变化本质提供了认知锚点。然而，理解“原子是化学变化中的最小粒子”需要学生在思维中完成“宏观现象-微观过程-符号表征”的多重转换，这是本节课最大的挑战，也是发展学生“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”核心素养的绝佳契机。

二、教学目标

基于课程标准、教材价值及学生认知发展需求，确立本节课的三维教学目标：

（一）知识与技能

1.能准确运用分子的基本性质（体积与质量很小、不断运动、存在间隔），解释相关的宏观现象与实验事实。

2.能区分宏观意义上的“纯净物”与“混合物”，并能从微观角度（由同种或不同种分子构成）进行解释。

3.能准确表述分子和原子的定义，理解二者的本质区别与联系。

4.能从分子、原子角度初步理解物理变化与化学变化的本质区别，并能用分子-原子模型解释简单的化学变化过程。

（二）过程与方法

1.通过类比、想象、动画模拟与宏观实验现象相结合的方式，发展抽象思维和空间想象能力。

2.经历“提出问题-猜想假设-获取证据-推理解释”的探究过程，学习运用微观粒子观点分析问题的科学方法。

3.通过绘制或组装分子、原子模型，初步建立运用模型表征微观过程的意识与能力。

（三）情感态度与价值观

1.通过认识物质构成的奥秘，体验探究微观世界的乐趣，激发对化学学习的持久兴趣。

2.通过理解“微观结构决定宏观性质”的化学核心思想，初步形成透过现象看本质的唯物主义世界观。

3.在小组合作与交流中，培养严谨求实、乐于合作的科学态度。

三、教学重难点

教学重点：分子与原子的定义；从分子、原子角度认识物理变化与化学变化的本质区别。

教学难点：理解“在化学变化中，分子可以再分，原子不能再分”；建立化学变化过程的微观动态表象。

四、教学策略与方法

为突破重难点，实现教学目标，本节课将采用“建构主义”与“探究式学习”相结合的教学理念，综合运用以下策略与方法：

1.证据推理导向的探究教学：以关键问题驱动，引导学生从宏观实验现象中寻找证据，通过逻辑推理构建微观解释，使抽象概念“有据可依”。

2.多重表征模式协同：整合“宏观现象-微观动画-符号（文字与图示）表征”三重表征，降低抽象思维的难度，促进深度理解。特别注重利用高质量的三维动画模拟化学变化的微观过程。

3.模型认知与动手实践：引导学生动手使用球棍模型组装分子、模拟化学变化，将思维中的动态过程外显化、具体化，深化对分子可分、原子不可分及重新组合的理解。

4.对比分析与归纳概括：通过对物理变化与化学变化、分子与原子的对比分析，引导学生自主归纳其本质区别与联系，形成清晰的知识结构。

5.信息技术深度融合：利用交互式白板、虚拟仿真实验等数字化工具，实现微观过程的动态、可交互可视化，增强教学的直观性与沉浸感。

五、教学准备

教师准备：

1.实验器材与药品：品红溶液、热水、冷水、烧杯（2个）；浓氨水、酚酞溶液、大小烧杯、棉花；酒精、水、量筒（2个，50mL）；注射器（或密闭针筒，配橡胶塞）。

2.模型教具：球棍分子模型套件（至少包含代表H、O原子的球和连接棍），用于演示水分子、氧分子、氢分子及水通电分解过程。

3.信息技术资源：自制或精选的微观粒子运动动画、水通电分解微观过程三维模拟动画、交互式分类游戏课件。

4.学习任务单：包含引导性问题、观察记录表、模型绘制区及分层巩固练习。

学生准备：复习第一课时分子基本性质；预习教材相关内容；以小组为单位就座，便于合作探究。

六、教学过程设计

（一）情境激疑，初探微粒——从宏观现象再认分子特性（约12分钟）

1.趣味实验，温故引新

教师演示对比实验：同时向等体积的热水和冷水中各加入一粒品红。引导学生同步观察、记录在任务单上。

学生活动：观察并描述现象（品红在热水中扩散速度显著快于冷水）。

教师提问：“这一现象，印证了分子哪一基本性质？为何温度不同会导致扩散速度差异？”

学生思考与回答：印证了分子在不断运动。温度越高，分子运动速率越快。

设计意图：通过直观且富有美感的实验，快速激活学生已有认知，巩固“分子运动与温度关系”这一知识点，并为课堂营造积极的探究氛围。

2.深度探究，定量感知

教师引导学生进行小组合作探究：“分子之间是否存在间隔？能否设计实验证明？”

提供基础器材：等体积的酒精与水（均为50mL）、两个100mL量筒。

学生活动：小组讨论后，尝试将50mL酒精与50mL水混合。观察混合后液体的总体积。

现象与冲突：混合后总体积小于100mL。

师生共同分析：这一“体积亏损”现象无法用宏观物质的简单叠加解释。引导学生推理：因为构成酒精和水的分子大小、形状不同，混合后，分子间的相互穿插、嵌入，使得部分分子间隙被“填充”，导致总体积减小。这为分子间存在间隔提供了强有力的定量证据。

教师进一步拓展：展示用注射器压缩空气和水的对比实验（或播放视频）。空气易被压缩，水极难被压缩。引导学生从微观角度解释：气体分子间隔远大于液体，故易被压缩。

设计意图：将“分子间有间隔”这一性质从定性认知提升到定量感知，通过出乎预料的实验结果制造认知冲突，激发深度思考。培养学生基于证据进行科学推理的能力。

（二）实验探究，实证微粒——从微观视角区分纯净物与混合物（约10分钟）

1.现象背后的微观世界

教师引导：“我们周围的空气、盐水是混合物，氧气、蒸馏水是纯净物。这些宏观分类，在微观世界里对应着怎样的图景？”

学生基于预习和讨论，提出初步猜想：混合物可能由不同种分子构成，纯净物由同种分子构成。

2.实验验证猜想

教师演示“氨分子运动”创新实验：在一个大烧杯中放一个盛有酚酞溶液的小烧杯，大烧杯壁用沾有浓氨水的棉花围绕（或在大烧杯内壁不同位置滴酚酞，中心放盛有浓氨水的小烧杯）。迅速用玻璃片盖住大烧杯。

学生活动：观察酚酞溶液颜色变化的过程（由内向外或由点到面逐渐变红）。

微观探析：引导学生分析，是氨分子（NH3）从棉花处不断运动，扩散到酚酞溶液中，使酚酞变红。大烧杯内的空气是混合物，其中含有氮气分子、氧气分子、氨分子等多种粒子。而酚酞溶液变红，是氨分子这一特定粒子作用的结果。

教师追问：“如果大烧杯内充满的是纯净的氧气，这个实验现象还会发生吗？为什么？”

学生推理：会。因为氨分子仍在运动。关键是烧杯内存在多种粒子（氨分子、酚酞分子、水分子等），是混合物环境。但变红的直接原因是氨分子与酚酞接触，这揭示了混合物中不同粒子保持其独立性质。

设计意图：将经典实验进行创新设计，增强可视化效果。引导学生从微观粒子（种类和运动）的角度解构混合物，理解“混合物由不同种分子构成，各物质保持其原有性质”的微观本质，实现宏观分类与微观构成的统一。

（三）模型认知，理解微粒——破解化学变化的微观本质（约25分钟）

本节是本节课最核心的环节，采用“分步建模，动画辅助，动手实践”的策略突破难点。

1.从定义切入，明确概念

教师直接给出科学定义：“分子是保持物质化学性质的最小粒子。”“原子是化学变化中的最小粒子。”

引导学生讨论：“‘化学性质’‘最小’这两个关键词分别意味着什么？为什么分子能保持化学性质？”

初步共识：分子是构成物质的一种基本单位，其结构决定了该物质的化学特性。原子则是构成分子的更小粒子。

2.动画模拟，初建过程模型

播放高质量三维动画：模拟水的蒸发（物理变化）和水通电分解生成氢气和氧气（化学变化）。

观前设问：

（1）在水的蒸发过程中，水分子本身改变了没有？仅仅是发生了什么变化？（分子间隔变大，分子种类不变）。

（2）在水通电分解过程中，水分子经历了什么？最终产生了哪些新分子？在这个过程中，什么粒子没有改变？

学生观看动画后，小组讨论并汇报。

聚焦化学变化：引导学生重点描述水分子（H2O）如何“破裂”成氢原子（H）和氧原子（O），然后每两个氢原子结合成一个氢分子（H2），每两个氧原子结合成一个氧分子（O2）。

3.模型拼装，动态外显思维

教师利用球棍模型在黑板上演示上述过程。随后，学生小组利用模型套件动手操作，模拟水通电分解的微观过程。

操作步骤要求：

（1）组装两个水分子模型（H-O-H）。

（2）模拟“通电”条件，将水分子“拆解”成独立的氢原子（H球）和氧原子（O球）。

（3）用这些原子重新组合，形成氢分子（H-H）和氧分子（O=O）。

学生活动过程中，教师巡视指导，重点关注学生是否理解了“原子是化学变化中重新组合的最小单元”这一核心。

设计意图：将不可见的微观过程，通过动画的“视觉化”和模型的“触觉化”双重通道呈现给学生。动手拼装模型是关键一步，它能将学生内在的思维过程外显，使“分子分解为原子，原子重新组合成新分子”这一抽象动态过程变得具体可操作，从而深刻理解分子与原子的本质区别。

4.对比归纳，形成核心观念

引导学生基于动画观察和模型操作，对比物理变化与化学变化的微观本质，完成下表（在任务单上用文字归纳）：

变化类型：物理变化。

宏观特征：没有新物质生成。

微观本质：分子本身不变，只是分子间隔或排列方式改变。

变化类型：化学变化。

宏观特征：有新物质生成。

微观本质：分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。

教师总结升华：在化学变化中，分子一定改变（变成其他分子或原子），而原子种类、数目、质量均不变。因此，原子是化学变化中的最小粒子，化学变化的实质是原子的重新组合。分子则像是一个“化学性质包裹”，当这个包裹在变化中被打开（分子破裂），原有的化学性质就不再保持。

（四）学以致用，发展观念——巩固、迁移与评价（约13分钟）

1.概念辨析与应用

出示一组判断题，要求学生从微观角度解释：

（1）氧气（O2）和臭氧（O3）化学性质不同，是因为构成它们的原子不同。（错误，原子相同，分子结构不同）

（2）水结冰后，水分子停止了运动。（错误，分子永远运动）

（3）氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，该反应中最小粒子是氢分子和氯分子。（错误，化学变化中最小粒子是原子）

2.模型绘图挑战

给出文字表述：“硫（S）在氧气（O2）中燃烧生成二氧化硫（SO2）。”请各小组尝试用图形（如用不同圆圈代表硫原子和氧原子）画出该化学变化的微观过程示意图。

学生绘制后，展示交流，互相评价是否准确体现了“分子破裂-原子重组”的过程。

3.联系生活，拓展视野

简短讨论：从分子、原子角度解释下列现象或说法：

（1）为什么酒香不怕巷子深？

（2）“点石成金”能否实现？为什么？

（3）食品包装袋中常充入氮气防腐，从微观角度看，原因是什么？（氮气分子化学性质稳定，不易与其他物质发生反应）

4.课堂小结与结构化板书

引导学生回顾本节课构建的核心知识网络，形成以“微观粒子观”为中心，链接“物质分类”与“变化本质”的结构化认知。

七、板书设计

板书采用结构式与过程式相结合，力求简洁、清晰、体现逻辑关系。

课题：分子和原子（第二课时）

一、分子的基本性质（再认与深化）

1.质量、体积很小

2.不断运动（温度↑，速率↑）

3.有间隔（气>液>固）→解释宏观现象

二、物质构成的微观视角

纯净物→由同种分子构成

混合物→由不同种分子构成

三、分子与原子

1.定义：

分子——保持物质化学性质的最小粒子。

原子——化学变化中的最小粒子。

2.关系：分子由原子构成。

四、化学变化的微观本质（核心突破）

旧分子破裂原子重新组合新分子

（例如H2O）→（H、O）→（H2、O2）

化学变化实质：原子的重新组合。

八、分层作业设计

【基础巩固层】（全体必做）

1.完成教材课后相关习题，重点用分子、原子观点进行解释。

2.列举生活中的三个实例，分别说明分子的运动性、分子间有间隔以及化学变化。

【能力提升层】（中等及以上学力选做）

1.查阅资料，了解“扫描隧道显微镜（STM）”是如何“看见”原子的。写一篇300字左右的科学小短文，谈谈你的感想。

2.用思维导图的形式，梳理“分子”、“原子”、“纯净物”、“混合物”、“物理变化”、“化学变化”六个核心概念之间的关系。

【实践探究层】（学有余力且感兴趣选做）

1.小组项目：利用身边易得材料（如黏土、牙签、彩泥、乐高积木等），设计制作一套能够演示“水通电分解”或“氢气燃烧”微观过程的简易动态模型，并录制1分钟讲解视频。

2.调研分析：从微观角度（分子、原子水平），调研并简述自来水厂消毒工艺（如用氯气）的原