人教版初中化学九年级上册 第三单元 课题1 分子与原子（第二课时）教案

人教版初中化学九年级上册第三单元课题1分子与原子（第二课时）教案

一、前期分析

（一）教材分析

本课题选自人民教育出版社《义务教育教科书化学九年级上册》第三单元“物质构成的奥秘”中的课题1“分子与原子”。本单元是学生从宏观物质世界迈向微观粒子世界的开端，在初中化学课程体系中起着承上启下的关键作用。承上，它是对第一单元“走进化学世界”中物质变化（物理变化、化学变化）和第二单元“我们周围的空气”中氧气性质等宏观现象的微观解释；启下，它是学习第四单元“自然界的水”中水的组成、净化，以及后续所有关于化学式、化学方程式、质量守恒定律等知识的理论基础。

“分子与原子”这一课题通常安排两个课时完成。第一课时主要建立分子的概念，认识分子的基本性质（体积小、质量轻、不断运动、有间隔），并能用这些性质解释一些常见的宏观现象。第二课时（即本教学设计所聚焦的课时）则是在分子概念的基础上，深入剖析分子的构成，引出原子的概念，进而明确分子和原子的本质区别与联系，最终初步构建“物质—分子—原子”的认知模型，理解化学变化的微观实质。

本课时内容是学生微观粒子观形成的核心与难点。教材通过“水通电分解”的宏观实验事实，引导学生从微观视角想象水的蒸发与水分解的本质不同，从而推导出在化学变化中分子可分而原子不可分这一关键结论。这一推理过程，是培养学生证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析化学核心素养的绝佳载体。

（二）学情分析

认知基础：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。通过前两个单元的学习，他们已经具备了一定的化学实验观察能力和描述宏观现象的能力，对“物理变化”、“化学变化”有了初步认识。在第一课时中，学生已经接受了“分子”这一微观概念，并能用分子的运动、间隔等性质解释扩散、物质三态变化等物理变化。然而，他们对微观世界的认识仍是模糊的、感性的，将宏观现象与微观粒子运动建立联系的思维能力尚在发展中。

认知障碍：本课时的核心挑战在于，学生需要理解“在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分”。这是一个高度抽象的思维跨越。学生容易产生以下迷思概念：1.认为原子是比分子更小的“小分子”，混淆层级关系；2.认为所有物质都由分子构成，难以接受原子也能直接构成物质（如金属、稀有气体）；3.将物理变化中的“分子分裂”（如液态水变成气态水分子分散开）与化学变化中的“分子分解”（如水分子分裂成氢原子和氧原子）混为一谈。

心理特征：该年龄段学生好奇心强，乐于探究，对肉眼看不见的微观世界充满想象。他们已初步具备小组合作、讨论交流的能力，但需要教师搭建清晰的思维阶梯和提供直观的认知工具（如图示、动画、模型），将抽象思维可视化，以降低学习难度，激发探究兴趣。

（三）教学资源与环境分析

硬件资源：多媒体交互式白板、实物投影仪、可连接电脑的音响系统。学生实验小组配备（共分8组）：分子结构模型套件（球棍模型，含不同颜色和小球代表不同原子）、电解水微观过程模拟动画的平板电脑或学习终端。

软件资源：精心制作的分子运动与化学变化微观模拟动画（Flash或3D动画）；“水的电解”实验高清视频（慢放关键环节）；互动式思维导图软件；在线实时反馈系统（如课堂派、雨课堂）用于随堂测评。

环境支持：实验室环境或配备实验桌的智慧教室，便于开展小组模型拼装活动。桌椅摆放以小组合作形式排列。

二、教学目标

依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》对本课题的要求，结合教材与学情分析，制定以下三维教学目标：

（一）知识与技能

1.认识原子是化学变化中的最小粒子，能说出分子与原子的本质区别。

2.能运用分子、原子的观点，区分物理变化与化学变化，并能够解释一些简单的化学反应的实质。

3.知道分子是由原子构成的，能说出一些常见分子（如氧气、氢气、水、二氧化碳）的原子构成。

4.了解原子可以直接构成物质（如金属、稀有气体），初步建立“物质—分子—原子”的层级构成观念。

（二）过程与方法

1.通过对“水的电解”这一宏观实验现象的微观分析，学习从宏观与微观相结合的视角分析与解决化学问题的方法，体验“宏观现象—微观分析—结论总结”的科学探究过程。

2.通过小组合作拼装分子模型的活动，体验模型方法在科学研究中的重要作用，提高空间想象能力和动手操作能力。

3.通过对比分析水蒸发与水分解的微观动画，学会运用比较、归纳、概括等逻辑思维方法，辨析关键概念。

（三）情感·态度·价值观

1.通过探究物质构成的奥秘，体验微观世界的奇妙与和谐，激发对化学学科持续的学习兴趣和求知欲。

2.通过了解人类认识分子、原子的漫长历程，体会科学发展的曲折性和科学家严谨求实的科学精神，树立“世界是物质的，物质是可分的”辩证唯物主义观点。

3.在小组合作构建模型的活动中，培养团队协作意识和交流表达能力。

三、教学重点与难点

教学重点：分子与原子的本质区别；化学变化的微观实质。

确立依据：这是本课题的核心概念，是学生构建微观粒子观的理论支柱，也是后续学习所有化学理论知识的基础。

教学难点：从宏观与微观相结合的视角理解化学变化中分子的分解与原子的重组；建立“在化学变化中，原子是不能再分的最小粒子”这一观念。

确立依据：该内容极其抽象，需要学生突破宏观形象的束缚，在头脑中动态地想象和演绎看不见的微观过程，对学生的抽象逻辑思维和空间想象能力要求极高。

四、教学策略与方法

为有效突破重难点，达成教学目标，本节课将采用“主导-主体”相结合的教学理念，综合运用以下策略与方法：

1.情境创设法：以“揭秘水分解的微观魔术”为主线情境，贯穿始终，激发探究动机。

2.实验观察与微观可视化结合法：播放高清“水的电解”实验视频，观察宏观现象（两极产生气泡，气体检验为氢气和氧气）；同步播放自主开发的“水分子电解”3D模拟动画，将宏观现象与微观过程动态关联，化抽象为具体。

3.模型建构法：学生利用球棍模型亲手拼装水分子、氧分子、氢分子，并在教师引导下模拟水电解的微观过程，通过触觉和视觉强化对分子构成及化学变化实质的理解。

4.对比归纳法：引导学生从微观视角系统对比“水的蒸发”与“水的电解”，通过表格归纳，清晰界定物理变化与化学变化的本质区别。

5.问题驱动与探究学习法：设计环环相扣、层层递进的问题链，引导学生主动思考、讨论、推理，逐步建构知识。例如：“电解水得到的氢气和氧气，难道原本就‘藏’在水里吗？”“水分子是如何变成氢分子和氧分子的？它经历了什么？”“在这个过程中，什么变了？什么没变？”

6.信息技术深度融合法：利用交互式白板实现动画的拖拽、组合、拆分，实时生成和修改分子变化示意图；利用在线反馈系统进行即时诊断性评价，快速把握学情，调整教学节奏。

五、教学过程设计

本节课的教学过程划分为四个阶段：情境激疑，温故引新；实验探究，初建模型；模型深化，突破难点；归纳整合，迁移应用。预计用时45分钟。

（一）第一阶段：情境激疑，温故引新（预计用时：5分钟）

1.活动导入：

教师操作：在实物投影下，向一杯清水中滴入一滴红墨水。提问：“同学们，红墨水逐渐扩散整杯水，这个现象说明了分子的什么性质？”

学生活动：观察、回忆并齐答：“分子在不断地运动。”

教师追问：“很好。这只是物理变化。如果我们不是让水分子简单地‘跑开’，而是对它施加一种‘魔法’，让它发生本质的改变，会怎么样呢？今天，我们就来当一回微观世界的侦探，揭开‘水分解’这个化学变化的微观魔术。”

2.温故知新：

教师提问：“上节课我们认识了分子。谁能简述一下，分子有哪些基本性质？并举例说明。”

学生活动：个别回答，其他学生补充。（分子很小、不断运动、有间隔）

教师通过白板展示上节课总结的分子性质关键词。并进一步提问：“我们知道，物质是由分子等微观粒子构成的。那么，分子本身是否可以再分呢？这就是我们今天要探索的核心谜题。”

【设计意图】从熟悉的宏观实验（扩散）切入，快速激活学生关于分子性质的已有认知，建立新旧知识联系。通过设置“微观魔术”的悬念，激发学生对本节课核心问题（分子在化学变化中是否可分）的探究欲望，明确学习目标。

（二）第二阶段：实验探究，初建模型（预计用时：15分钟）

1.宏观现象观察：

教师播放提前录制的高清“水的电解实验”视频片段（重点展示通电后两极产生大量气泡，用燃着的木条检验阴极气体产生爆鸣声、阳极气体使带火星木条复燃）。

教师提问：“请描述你观察到的宏观现象。从这些现象中，你能得出什么化学结论？”

学生活动：观察视频，描述现象，并得出结论：水在通电的条件下，生成了氢气和氧气。这是一个化学变化。

教师板书宏观反应表达式：水（H₂O）→通电→氢气（H₂）+氧气（O₂）

2.微观过程猜想与冲突：

教师提出核心问题链：

Q1：“氢气和氧气是水‘变’出来的。难道水分子就像一个‘小袋子’，里面预先装着氢分子和氧分子，通电只是把它们‘释放’出来吗？”（引发学生初步思考，多数学生会直觉否定）

Q2：“如果不是，那水分子（H₂O）是如何变成与我们熟悉的氧气分子（O₂）、氢气分子（H₂）截然不同的新分子的呢？请大家以小组为单位，结合分子模型，大胆猜想一下水电解的微观过程可能是什么样的。”

学生活动：小组内利用球棍模型（此时提供各种颜色的小球和连接棍）尝试拼装水分子，并讨论其“分解”的可能方式。教师巡视，收集典型的、可能有误的拼装或猜想。

3.微观可视化验证与模型初步建立：

教师邀请一组代表展示他们的猜想模型（可能是将水分子模型拆成两个独立部分，但无法合理组合成H₂和O₂）。

教师点评：“大家的猜想都很有价值，体现了思维的活跃。让我们借助‘超级显微镜’——计算机模拟动画，看一看科学家们揭示的真相。”

教师播放“水分子电解”3D模拟动画，动态展示以下过程：

a.多个水分子聚集。

b.通电后，水分子结构开始不稳定。

c.特写：一个水分子（H-O-H）中的化学键断裂，分解成两个氢原子（H）和一个氧原子（O）。

d.分解出的两个氢原子相互结合，形成一个氢分子（H-H）；同时，每两个氧原子相互结合，形成一个氧分子（O=O）。

e.大量此过程重复，宏观上表现为产生氢气和氧气气泡。

播放后，教师关键提问：“请用最简洁的语言描述动画中，一个水分子变成了什么？”

学生活动：观看动画，非常直观地看到过程。回答：“一个水分子先分解成了两个氢原子和一个氧原子，然后这些原子重新组合，形成了氢分子和氧分子。”

教师板书关键微观过程：H₂O分子→分解→2个H原子+1个O原子→重组→H₂分子+（与其他O原子结合成）O₂分子

【设计意图】本环节是突破难点的核心环节之一。通过“宏观实验视频观察→引发认知冲突与猜想→微观动画验证”的流程，遵循科学认知规律。学生亲自动手拼装模型进行猜想，即使猜想错误，也是一个有价值的“迷思”暴露和思维演练过程。高质量的3D动画将不可见的微观过程动态、精准、可视化地呈现出来，是帮助学生跨越抽象思维障碍的最有力工具。初步建立起“化学变化中分子可分、原子重组”的动态模型。

（三）第三阶段：模型深化，突破难点（预计用时：15分钟）

1.对比辨析，明确概念：

教师白板并列展示两个动画窗口：左侧播放“水的蒸发”（水分子间隔变大，运动加剧，但水分子本身不变）；右侧播放“水的电解”（水分子分解为原子，原子重新组合）。

教师设计对比表格，引导学生小组讨论并填写：

变化类型

变化对象（宏观）

分子是否改变（微观）

原子是否改变（微观）

实例

物理变化

物质的状态、形状等

不变（间隔、运动改变）

不变

水蒸发、冰融化

化学变化

物质的种类

改变（分解、重组）

不变（种类、数目不变）

水电解、蜡烛燃烧

讨论后，教师提问：“通过对比，现在谁能精准地说出，分子和原子最根本的区别是什么？”

引导学生得出核心结论：在化学变化中，分子可以再分成原子，而原子不能再分，是化学变化中的最小粒子。

教师强调并板书：分子与原子的本质区别：在化学变化中，分子可以再分，原子不能再分。

1.模型再建构，巩固认知：

教师提出进阶任务：“现在，请各小组利用模型套件，完整地模拟出水电解的微观过程。第一步，拼出2个水分子模型；第二步，模拟‘通电’，拆开这两个水分子；第三步，用拆出的原子，重新拼出氢分子和氧分子。”

学生活动：小组合作进行模型拆装。教师巡视指导，重点关注学生是否正确理解了“原子不能再分”（小球不能拆开）以及原子重组的比例关系（每2个H原子组成一个H₂，每2个O原子组成一个O₂）。

活动后，教师请一个成功的小组上台用磁性模型在白板上展示整个过程，并用自己的语言解说。

2.概念外延与体系初建：

教师提问：“是不是所有物质都由分子构成呢？我们刚刚看到，氢分子由氢原子构成，氧分子由氧原子构成。有没有物质直接由原子构成呢？”

展示图片：璀璨的金戒指、闪烁的镁条、通电发光的霓虹灯。

讲解：“像金属（如金、铁、铜）、稀有气体（如氦、氖、氩）等，它们的结构非常紧密，原子之间通过特殊的作用力直接结合在一起，没有形成独立的分子。因此，我们说原子可以直接构成物质。”

教师用图示法在白板上逐步构建知识体系：

物质

├──由分子构成的物质（如：水、氧气、二氧化碳）

│└──分子由原子构成

└──由原子直接构成的物质（如：铁、氦气）

总结：“所以，构成物质的基本粒子有分子、原子等。分子是由原子构成的。”

【设计意图】本环节通过对比教学，将新知识（化学变化的微观实质）与旧知识（物理变化的微观解释）进行系统化辨析，使学生对分子、原子角色的认识更加清晰、准确。第二次模型拼装活动是知识的应用和内化，从“观看”到“模拟”，从“理解”到“表达”，巩固了化学变化微观实质的核心图景。引入“原子直接构成物质”的概念，避免了学生对“分子构成一切”的错误前概念，初步构建了完整的物质构成层级观念，使微观粒子观更加科学、全面。

（四）第四阶段：归纳整合，迁移应用（预计用时：10分钟）

1.课堂小结与梳理：

教师引导学生共同回顾本节课的探索之旅，利用交互式白板的思维导图功能，师生共同完成本节课的核心概念图（中心主题：分子与原子）。

主要分支包括：

1.区别与联系（本质区别：化学变化中是否可分）

2.化学变化的微观实质（分子破裂→原子重组→新分子生成）

3.物质的构成（分子构成/原子直接构成）

4.原子的定义（化学变化中的最小粒子）

1.迁移应用与诊断反馈：

教师通过在线反馈系统，发布3-4道具有梯度的即时检测题。

基础题：判断下列说法是否正确，并说明理由。

(1)分子比原子大。（）理由：________________

(2)原子是构成物质的唯一粒子。（）理由：________________

进阶题：从微观角度解释“氢气在氧气中燃烧生成水”这一化学变化的实质。

挑战题：下图是某化学反应的微观示意图（白板出示简单的分子模型图，如氢气与氯气反应生成氯化氢）。请根据图示回答：该变化中，发生改变的粒子是______，不变的粒子是______；该变化属于______变化（物理/化学）。

学生通过平板或手机终端提交答案。系统即时生成统计图表（如正确率、常见错误选项）。教师根据反馈数据，进行针对性讲评，重点讲解错误率高的题目，澄清迷思概念。

1.布置作业与拓展延伸：

必做作业：

2.完成课后练习题，重点完成与微观示意图相关的题目。

3.绘制一幅思维导图，总结分子与原子的区别、联系及在化学变化中的作用。

选做作业（二选一）：

4.【模型制作】利用生活中的物品（如橡皮泥、牙签、乐高积木等），制作水分子、氧分子、氢分子的模型，并模拟水电解的过程，拍摄短视频或绘制连环画进行说明。

5.【资料查阅】查阅科学家（如道尔顿、阿伏伽德罗）是如何通过实验证据一步步提出原子论和分子学说的，写一篇300字左右的科学小故事，体会科学发现的艰辛与智慧。

【设计意图】通过构建思维导图，将零散的知识点系统化、结构化，帮助学生形成良好的认知网络。利用信息技术进行即时测评，实现了精准教学和学情诊断，使教学反馈从滞后走向实时，从模糊走向精确。分层作业设计尊重了学生个体差异，必做作业巩固基础，选做作业（模型制作或科学史探究）则为有兴趣、有能力的学生提供了深度学习和发展科学探究能力、信息素养与人文精神的空间。

六、板书设计

板书采用“主-副”板布局，主板书呈现知识逻辑结构，副板书用于关键过程图示和随堂生成内容。

（主板书）

课题：分子与原子（第二课时）

一、化学变化的微观实质

宏观：水→通电→氢气+氧气

微观：水分子（H₂O）→破裂→氢原子（H）、氧原子（O）→重组→氢分子（H₂）、氧分子（O₂）

二、分子与原子的本质区别

在化学变化中，分子可以再分，原子不能再分。

（原子是化学变化中的最小粒子）

三、物质的构成

分子→原子

物质

原子（直接构成）

（副板书）

【对比表】物理变化vs.化学变化（微观）

【学生模型展示区】

【关键词】分解、重组、最小粒子

七、教学反思与评价设计

（一）教学反思预评估

本节课的设计力图体现“素养为本”的教学理念，强调学生的主动建构和探究体验。预计亮点在于：

1.通过“宏观-微观-符号”三重表征的有机结合，有效促进了学生微观想象能力的形成。

2.信息技术（模拟动画、交互白板、在线反馈）与模型建构、实验观察深度融合，为抽象概念的学习提供了多维度的支撑，突破了传统教学的瓶颈。

3.学习