《晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元-晶胞》教學(xué)設(shè)計(jì)(安徽省市級(jí)優(yōu)課)-化學(xué)教案

[教學(xué)設(shè)計(jì)]第三章第一節(jié)認(rèn)識(shí)晶體三、晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元-----晶胞教學(xué)目標(biāo)分析知識(shí)與技能1．了解晶體與晶胞的關(guān)系，體會(huì)由晶胞“無(wú)隙并置”構(gòu)成晶體的過(guò)程。2．通過(guò)自學(xué)討論，掌握不同晶胞中平均所含粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法。過(guò)程與方法1．運(yùn)用多種教學(xué)媒體，借助形象的比喻，幫助學(xué)生建構(gòu)抽象的空間結(jié)構(gòu)。2．知道研究晶體結(jié)構(gòu)的一般方法。情感態(tài)度和價(jià)值觀1、進(jìn)一步形成求真務(wù)實(shí)、勤于思考的科學(xué)態(tài)度；形成敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：晶胞的概念及晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法：難點(diǎn)：晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法—均攤法三、教學(xué)內(nèi)容分析本教案選擇《晶胞》作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的課題，試圖利用多媒體課件和形象比喻等教學(xué)方式，使學(xué)生建構(gòu)起晶胞的概念，通過(guò)動(dòng)手制作晶胞模型并把自己制作的晶胞模型拼湊成晶體模型，體會(huì)晶胞與晶體之間的關(guān)系；再以課本上的問(wèn)題設(shè)置矛盾，通過(guò)學(xué)生自學(xué)討論，教師的適當(dāng)點(diǎn)撥，總結(jié)歸納出一個(gè)晶胞中平均所含粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法，在此過(guò)程中，提升學(xué)生的空間想象能力。對(duì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的處理方法：利用多媒體演示若干晶體和晶胞，組織學(xué)生討論晶體與晶胞的關(guān)系，動(dòng)手制作晶胞模型，引導(dǎo)學(xué)生建立以晶胞為基本結(jié)構(gòu)研究晶體的思想，銅晶胞，展示實(shí)物模型，提出問(wèn)題：為什么說(shuō)一個(gè)晶胞里只含4個(gè)銅原子？學(xué)生自學(xué)、討論并歸納出立方晶胞中平均所含粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法，然后設(shè)置問(wèn)題：如果為三棱柱晶胞或者六棱柱晶胞，又該如何計(jì)算？舉一反三，鞏固了學(xué)生對(duì)空間結(jié)構(gòu)的理解和計(jì)算。最后利用課本學(xué)與問(wèn)與課后習(xí)題3，進(jìn)行訓(xùn)練反思。四、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

[引入]上課之前我們先一起來(lái)看幾張圖片，這幾張圖片和我們上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容有關(guān)系嗎？它們都是晶體，那么它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣的呢？這就是我們這節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容[多媒體演示]（1）不同類型的晶體圖片：硫、水晶、雪花等；

[學(xué)生活動(dòng)]

回憶前面所學(xué)的晶體的知識(shí)，觀察圖片，并討論：同一類型的晶體，大小不同，外觀是否相同？

[設(shè)置問(wèn)題情境]如果我們把一塊金剛石敲碎，就會(huì)得到小金剛石，如果小金剛石繼續(xù)不停的敲碎，最后得到的是什么呢？

[學(xué)生討論、教師點(diǎn)撥]最后可以得到晶體的最基本結(jié)構(gòu)單元。大的晶體可以看成是許多這樣的重復(fù)單位重疊起來(lái)的，或看成是數(shù)量巨大的這些最基本單元緊密的堆積起來(lái)的。

[多媒體演示]大大小小的金剛石圖片。金剛石的外觀、空間結(jié)構(gòu)以及晶胞結(jié)構(gòu)圖片。

[師生總結(jié)]我們把這種描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞。它是保持晶體規(guī)則多面體外形的最小單位。晶體就是由無(wú)數(shù)個(gè)晶胞經(jīng)過(guò)“無(wú)隙并置”而成的。[板書(shū)]三、晶胞1、定義：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的最基本單元。[師生總結(jié)]從名稱上來(lái)看，晶胞就和生物體內(nèi)的細(xì)胞一樣。生物體是由無(wú)數(shù)個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的；同樣，晶體也是由許許多多個(gè)晶胞所構(gòu)成。就象書(shū)上所提到的那樣有如蜂室與蜂巢的關(guān)系。蜂巢是由許許多多個(gè)蜂室組成。思考與交流:（1）上述銅晶體、金剛石、NaCl晶體的晶胞的空間構(gòu)形呈什么形狀？（2）在上述晶體中，晶胞是如何排列的？晶胞之間是否存在空隙[[師]：思考？是不是左右的晶胞都是平行六面體？看圖分析：[生]：學(xué)生分組討論得出空間構(gòu)型為平行六面體結(jié)構(gòu)[生]：不是所有的晶胞都是平行六面體，應(yīng)該是大多數(shù)是平行六面體。[板書(shū)]2、晶胞的特點(diǎn)：（1）大多是平行六面體。（2）排列方式：“無(wú)隙并置”[板書(shū)]3、計(jì)算晶體化學(xué)式或晶胞中粒子數(shù)的一般方法——均攤法[師]下面我們一起來(lái)看一下銅晶胞的圖

大家看一下在一個(gè)銅晶胞里含有多少個(gè)銅原子？

[師]：大家思考一下如果是14個(gè)，我現(xiàn)在再給這個(gè)銅原子并置一個(gè)銅原子有沒(méi)有縫隙呢？

還是不是無(wú)隙并置呢？如果不是，應(yīng)該有多少個(gè)銅原子呢？

[師]：在立方晶胞中，粒子可能出現(xiàn)在到下這幾個(gè)位置：

[師]：

當(dāng)原子位于頂點(diǎn)時(shí)這個(gè)原子將被八個(gè)晶胞所共用，就像我手中的八個(gè)晶胞模型一樣，每一個(gè)晶胞只擁有該原子的1/8[師]：通過(guò)視頻我們可以明顯的看出頂點(diǎn)的原子是被八個(gè)晶胞所擁有，所以我們可以得出結(jié)論：[板書(shū)]⑴頂點(diǎn)——同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有——每一個(gè)晶胞擁有：1/8；當(dāng)原子位于晶胞的棱上、面心、體心時(shí)晶胞應(yīng)該擁有該原子的多少？[板書(shū)]⑵棱上——同時(shí)為4個(gè)晶胞所共有——每一個(gè)晶胞擁有：1/4；⑶面心—同時(shí)為2個(gè)晶胞所共有—每一個(gè)晶胞擁有：1/2⑷內(nèi)部——同時(shí)為1個(gè)晶胞所共有——每一個(gè)晶胞擁有該原子的全部。均攤法：晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被x個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是1/x。[板書(shū)]⑴頂點(diǎn)——同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有——每一個(gè)晶胞擁有：1/8；[師]：我們分析了原子位于晶胞頂點(diǎn)的情況，現(xiàn)在大家利用手中自己制作的晶胞模型，小組分析，當(dāng)原子位于晶胞的棱上、面心、體心時(shí)晶胞應(yīng)該擁有該原子的多少？[學(xué)生活動(dòng)]利用提供的紙、小木棍等工具，制作小的立方晶胞（按教師給定的尺寸），并將每8個(gè)同學(xué)所做的晶胞進(jìn)行組合，要求盡可能結(jié)合緊密。討論晶胞與晶體的關(guān)系，體會(huì)晶胞無(wú)隙并置構(gòu)成晶體的過(guò)程。[設(shè)置問(wèn)題情境]圖中所示金屬銅的一個(gè)晶胞，它是一個(gè)立方體，含4個(gè)銅原子，但是從圖中我們看到有14個(gè)銅原子，這是怎么回事？為什么說(shuō)一個(gè)晶胞里只含4個(gè)銅原子呢？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合課本內(nèi)容，先自己尋找出晶胞中所含原子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法，然后以前后桌4個(gè)人一小組，討論你們的結(jié)論是否正確。

[師生總結(jié)]我們把這種描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞。它是保持晶體規(guī)則多面體外形的最小單位。晶體就是由無(wú)數(shù)個(gè)晶胞經(jīng)過(guò)“無(wú)隙并置”而成的。

[學(xué)生活動(dòng)]利用提供的紙、小木棍等工具，制作小的立方晶胞（按教師給定的尺寸），并將每8個(gè)同學(xué)所做的晶胞進(jìn)行組合，要求盡可能結(jié)合緊密。討論晶胞與晶體的關(guān)系，體會(huì)晶胞無(wú)隙并置構(gòu)成晶體的過(guò)程。

[設(shè)置問(wèn)題情境]圖中所示金屬銅的一個(gè)晶胞，它是一個(gè)立方體，含4個(gè)銅原子，但是從圖中我們看到有14個(gè)銅原子，這是怎么回事？為什么說(shuō)一個(gè)晶胞里只含4個(gè)銅原子呢？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合課本內(nèi)容，先自己尋找出晶胞中所含原子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法，然后以前后桌4個(gè)人一小組，討論你們的結(jié)論是否正確。

[學(xué)生活動(dòng)]自學(xué)、結(jié)論、交流。

[學(xué)生活動(dòng)]以一個(gè)小組為代表，匯報(bào)討論的結(jié)果，其他小組同學(xué)來(lái)判斷是否正確，對(duì)不完整的地方進(jìn)行補(bǔ)充，并歸納出最簡(jiǎn)潔的計(jì)算方法。

[師生總結(jié)]（1）所有晶胞都是平行六面體，晶體可以看作是晶胞在三維空間里共面堆積而成。每個(gè)晶胞的上、下、左、右、前、后共有六個(gè)與之共面的晶胞。（2）處于晶胞頂點(diǎn)的粒子，同時(shí)為8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子只有1/8屬于晶胞；處于棱上的粒子，同時(shí)為4個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子只有1/4屬于晶胞；處于面上的粒子，同時(shí)為兩個(gè)晶胞所共有，每個(gè)粒子只有1/2屬于晶胞；處于晶胞內(nèi)部的粒子，完全屬于該晶胞。[思維拓展]在計(jì)算晶胞中所含平均原子數(shù)時(shí)，我們已經(jīng)知道如果為立方結(jié)構(gòu)，則有1/8,1/4,1/2和1,若換為六棱柱狀呢？三棱柱又如何呢？[學(xué)生活動(dòng)]結(jié)合圖片提供的結(jié)構(gòu)，討論交流得出六棱柱和三棱柱中所含平均原子個(gè)數(shù)的計(jì)算。六棱柱為1/6，1/3，1/2和1，而三棱柱為1/12，1/6，1/2和1。[訓(xùn)練反思]下圖依次是金屬鈉、金屬鋅、碘、金剛石晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)它們分別平均含幾個(gè)原子。[鞏固練習(xí)]下圖的晶胞中各含有幾個(gè)原子？教后反思：晶胞，是連接宏觀晶體與微觀原子之間的橋梁。晶胞是晶體微觀結(jié)構(gòu)的最基本單元，要研究晶體，必須先了解晶胞。雖然本教學(xué)案例側(cè)重自主討論的學(xué)習(xí)方式，但在教學(xué)過(guò)程中，基于教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和抽象性，我還是充分利用了多種教育、教學(xué)資源，比如多媒體演示了多幅晶體和晶胞的圖片，比如讓學(xué)生自己動(dòng)手制作晶胞模型并拼制成晶體模型，以使學(xué)生對(duì)晶胞有一個(gè)比較形象和具體的認(rèn)識(shí)，然后再進(jìn)行問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)（即晶胞中顯示的原子是否全部為此晶胞所包含？），使學(xué)生比較順利的完成了自主學(xué)習(xí)的任務(wù)，在此基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了一定的變化，把立方晶胞拓展到棱柱晶胞，使學(xué)生對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)得到深化，同時(shí)也完成了化學(xué)知識(shí)和技能方面的自我建構(gòu)。[講授]小結(jié)三、晶胞1、定義：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的最基本單元。2、晶胞的特點(diǎn)：（1）大多是平行六面體。（2）排列方式：“無(wú)隙并置”3、計(jì)算晶體化學(xué)式或晶胞中粒子數(shù)的一般方法——均攤法板書(shū)設(shè)計(jì)三、晶體結(jié)構(gòu)的最小重復(fù)單元-----晶胞1、定義：晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的最基本單元。2、晶胞的特點(diǎn)：（1）大多是平行六面體。（2）排列方式：“無(wú)隙并置”3、計(jì)算晶體化學(xué)式或晶