2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué) 第3章 不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì) 微項(xiàng)目 青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定-晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用教案 魯科版選擇性必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)微項(xiàng)目青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定——晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用教案魯科版選擇性必修2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間課程基本信息1.課程名稱：高中化學(xué)——不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級一班

3.授課時間：2024年10月15日

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘

二、教學(xué)內(nèi)容

1.課本章節(jié)：第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)

2.教學(xué)目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定，了解晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用。

三、教學(xué)過程

1.導(dǎo)入：以青蒿素獲得諾貝爾獎的新聞導(dǎo)入，引起學(xué)生興趣。

2.新課導(dǎo)入：介紹晶體的概念和性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生理解晶體的重要性。

3.案例分析：講解青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定過程，讓學(xué)生了解晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用。

4.課堂討論：分組討論其他物質(zhì)的聚集狀態(tài)及其性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行分析。

5.總結(jié)：對本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的重要作用。

四、作業(yè)布置

1.課后作業(yè)：請學(xué)生結(jié)合課本，查閱相關(guān)資料，了解其他物質(zhì)的聚集狀態(tài)及其性質(zhì)。

2.實(shí)踐作業(yè)：讓學(xué)生嘗試分析生活中常見的物質(zhì)，如食鹽、糖等，判斷其聚集狀態(tài)及性質(zhì)。

五、教學(xué)評價

1.課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問回答等情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2.課后作業(yè)：檢查學(xué)生作業(yè)完成情況，評估學(xué)生對課堂內(nèi)容的掌握程度。

3.實(shí)踐作業(yè)：評估學(xué)生對生活中物質(zhì)聚集狀態(tài)及性質(zhì)的分析能力，檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究：通過分析青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力和問題解決能力。

2.科學(xué)思維：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維，探討不同聚集狀態(tài)物質(zhì)的性質(zhì)及其應(yīng)用。

3.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣和熱情，增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)研究的責(zé)任感，注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

4.科學(xué)知識：使學(xué)生掌握晶體的概念和性質(zhì)，了解晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用，提高學(xué)生的知識運(yùn)用能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了物質(zhì)的基本性質(zhì)和分類，對分子、原子等微觀粒子有一定的了解。此外，他們還學(xué)習(xí)了簡單的實(shí)驗(yàn)操作方法和科學(xué)探究的基本思路。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：大部分學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)感興趣，愿意參與實(shí)踐活動。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生具備一定的邏輯思維和問題解決能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，個別學(xué)生偏向于視覺學(xué)習(xí)，有的學(xué)生則更擅長動手操作。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解晶體結(jié)構(gòu)方面，學(xué)生可能會覺得抽象難以理解。此外，對于晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用，學(xué)生可能難以將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生可能對儀器使用和數(shù)據(jù)處理存在困難。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器（如顯微鏡、晶體模型等）、實(shí)驗(yàn)材料（如青蒿素樣品等）。

2.課程平臺：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)、化學(xué)教學(xué)資源庫。

3.信息化資源：相關(guān)教學(xué)視頻、晶體結(jié)構(gòu)圖片、學(xué)術(shù)論文等。

4.教學(xué)手段：講授法、實(shí)驗(yàn)法、分組討論法、案例分析法、實(shí)踐作業(yè)法等。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解晶體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確晶體結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)和晶體結(jié)構(gòu)重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保晶體結(jié)構(gòu)教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的物質(zhì)聚集狀態(tài)的知識，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為晶體結(jié)構(gòu)新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解晶體結(jié)構(gòu)的知識點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出晶體結(jié)構(gòu)重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)晶體結(jié)構(gòu)難點(diǎn)，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞晶體結(jié)構(gòu)問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)晶體結(jié)構(gòu)知識的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在晶體結(jié)構(gòu)新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對晶體結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)晶體結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對晶體結(jié)構(gòu)知識的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決晶體結(jié)構(gòu)問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的晶體結(jié)構(gòu)錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與晶體結(jié)構(gòu)相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)的心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)晶體結(jié)構(gòu)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-晶體物理學(xué)基本概念與原理，介紹晶體結(jié)構(gòu)的基本概念、晶體的性質(zhì)及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用。

-分子結(jié)構(gòu)測定方法，介紹X射線晶體學(xué)、核磁共振等分子結(jié)構(gòu)測定方法的基本原理及其應(yīng)用。

-青蒿素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，詳細(xì)介紹青蒿素的分子結(jié)構(gòu)、生物活性及其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究不同晶體的性質(zhì)，如金剛石、硅晶體等，了解其物理、化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用。

-探索晶體生長的過程，了解晶體生長機(jī)制及其影響因素。

-研究其他生物分子晶體結(jié)構(gòu)，如蛋白質(zhì)、DNA等，了解其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

-關(guān)注晶體技術(shù)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用，如半導(dǎo)體晶體生長、藥物晶體學(xué)等。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置：

根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，布置適量的作業(yè)，以便于學(xué)生鞏固所學(xué)知識并提高能力。作業(yè)可以包括以下幾個方面：

（1）復(fù)習(xí)課本中關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)的基本概念和性質(zhì)，強(qiáng)化對晶體結(jié)構(gòu)的理解。

（2）請學(xué)生選取一種晶體，查閱相關(guān)資料，了解其生長過程和影響因素，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（3）分析青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定方法，結(jié)合晶體學(xué)知識，探討晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用，提高學(xué)生的知識運(yùn)用能力。

（4）設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)，觀察不同物質(zhì)的聚集狀態(tài)及其性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

2.作業(yè)反饋：

及時對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行批改和反饋，指出存在的問題并給出改進(jìn)建議，以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步。在批改作業(yè)時，關(guān)注以下幾個方面：

（1）學(xué)生對晶體結(jié)構(gòu)基本概念和性質(zhì)的掌握程度，是否能夠準(zhǔn)確運(yùn)用相關(guān)知識進(jìn)行分析。

（2）學(xué)生對晶體生長過程和影響因素的了解，是否能夠合理運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行解釋。

（3）學(xué)生對青蒿素分子結(jié)構(gòu)測定方法的理解，是否能夠較好地將晶體學(xué)知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

（4）學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的掌握程度，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和分析能力。

在反饋時，針對不同學(xué)生的問題，給出具體的改進(jìn)建議，鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時，及時與學(xué)生進(jìn)行溝通，解答他們在作業(yè)中遇到的問題，幫助他們更好地掌握所學(xué)知識。典型例題講解例題1：請判斷下列物質(zhì)哪些屬于晶體，哪些不屬于晶體，并說明理由。

答案：

1.食鹽（NaCl）：屬于晶體，因?yàn)槭雏}具有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。

2.玻璃（SiO2）：不屬于晶體，因?yàn)椴Ａ菬o定形的，沒有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。

3.鉆石（C）：屬于晶體，因?yàn)殂@石具有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。

4.水蒸氣（H2O）：不屬于晶體，因?yàn)樗魵馐菬o定形的，沒有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。

例題2：請解釋晶體和非晶體在性質(zhì)上的主要區(qū)別。

答案：

晶體和非晶體在性質(zhì)上的主要區(qū)別是：

1.晶體具有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)，而非晶體沒有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。

2.晶體具有固定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有固定的熔點(diǎn)。

3.晶體在熔化過程中會放出熱量，而非晶體在熔化過程中不會放出熱量。

4.晶體在凝固過程中會吸收熱量，而非晶體在凝固過程中不會吸收熱量。

5.晶體具有各向異性的光學(xué)性質(zhì)，而非晶體沒有各向異性的光學(xué)性質(zhì)。

例題3：請說明如何通過X射線衍射法測定晶體的結(jié)構(gòu)。

答案：

1.將晶體樣品放置在X射線衍射儀中。

2.調(diào)整X射線源的位置和強(qiáng)度，使X射線垂直照射到晶體樣品上。

3.調(diào)整衍射儀的探測器位置，使其接收從晶體樣品上反射回來的X射線。

4.記錄下衍射圖樣，即衍射峰的位置和強(qiáng)度。

5.根據(jù)衍射圖樣，可以確定晶體中晶胞的尺寸和形狀，以及晶胞中原子或分子的位置。

例題4：請解釋為什么晶體具有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。

答案：

晶體具有規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)是因?yàn)榫w中的原子或分子在空間中按照一定的規(guī)律排列，形成了一個有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種有序的結(jié)構(gòu)使得晶體具有重復(fù)性和周期性，從而形成了規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。

例題5：請說明晶體在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：

晶體在現(xiàn)代科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，以下是一些典型的應(yīng)用實(shí)例：

1.半導(dǎo)體材料：晶體半導(dǎo)體材料如硅、鍺等被廣泛應(yīng)用于制作電子器件，如晶體管、集成電路等。

2.激光材料：晶體激光材料如紅寶石、氮化鎵等被應(yīng)用于激光器的制作，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、通信、工業(yè)加工等領(lǐng)域。

3.光學(xué)材料：晶體光學(xué)材料如石英、藍(lán)寶石等被應(yīng)用于制作光學(xué)元件，如透鏡、棱鏡等。

4.磁性材料：晶體磁性材料如鐵氧體、鈷等被應(yīng)用于制作磁性元件，如硬盤驅(qū)動器、傳感器等。

5.生物晶體學(xué)：晶體學(xué)方法被應(yīng)用于生物大分子的結(jié)構(gòu)測定，如蛋白質(zhì)、DNA等，為生物學(xué)研究提供了重要的結(jié)構(gòu)信息。板書設(shè)計(jì)一、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念

-晶體：具有規(guī)則且重復(fù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

-晶胞：晶體的最小重復(fù)單元

-晶格：晶胞組成的陣列

二、晶體的性質(zhì)

-規(guī)則的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

-固定熔點(diǎn)

-各向異性光學(xué)性質(zhì)

-有序的電子排布

三、晶體結(jié)構(gòu)測定方法

-X射線衍射法

-電子衍射法

-中子衍射法

四、晶體在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用

-半導(dǎo)體材料：硅、鍺等

-激光材料：紅寶石、氮化鎵等

-光學(xué)材料：石英、藍(lán)寶石等

-磁性材料：鐵氧體、鈷等

-生物晶體學(xué)：蛋白質(zhì)、DNA等

五、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系

-晶體結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)

-不同晶體具有不同性質(zhì)

-性質(zhì)可反映晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

六、作業(yè)布置與反饋

-復(fù)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)概念

-分析晶體性質(zhì)與應(yīng)用

-探討晶體結(jié)構(gòu)測定方法

-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察晶體性質(zhì)教學(xué)反思本節(jié)課主要介紹了晶體結(jié)構(gòu)的基本概念、性質(zhì)和測定方法，以及晶體在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對晶體有了更深入的了解，能夠區(qū)分晶體和非晶體的區(qū)別，并能運(yùn)用所學(xué)知識分析和解釋一些實(shí)際問題。

在教學(xué)過程中，我采用了講授法、實(shí)驗(yàn)法和分組討論法等多種教學(xué)手段，使學(xué)生能夠從不同角度理解和掌握晶體知識。