同素异形现象教学设计

张王春

【背景分析】

同素异形现象是构成物质种类多样性的主要形式之一。《学科教学指导意见》中明确说明同素异形现象的教学只要求学生简单了解物质多样性与同素异形现象的存在有关，知识要求不高。但C、O 的同素异形体与生产、生活、及科技 的发展有着密切的联系， 碳纳米管、C 60 等是科技发展的最新成果(如碳纳米管在太空梯、高清电视、晶体管制造等方面的应 用，碳纳米泡沫的特性与应用等)对现在与未来生活的影响，激发学生兴趣，让学生深刻体会化学科学在提高人类生活质量和促进社会发展中的重要作用，促进 学生情感、态度、价值观的发展。

【设计思路】

微观结构较为抽象，学生掌握的感性材料并不多，教学中通过具体的实例观察、分析、比较，帮助学生理解物质的微观结构与物质的多样性的关系在教学中，利用实物、 模型、三维动画（VRML 等）、图片、网络等手段，用具体、直观、形象的感性知识展现有关物质的结构与性质信息，同时要指导学生利用信息，对物质的性质与结构进行比较分析，积累“同”与“异”的感性认识并了解“异”的内在原因，通过创设一定的情境，让学生发现问题，利用各种手段搜集和处理信息，通过交流与验证最终获得知识与技能、体验和科学研究方法的过程。

【教学目标】

1.知识与技能

①从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构的关系；②以金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象；③能例举C 、O、P元素的常见同素异形体。

2.过程与方法

①学习运用结构模型理解与研究物质的微观结构，帮助形成概念；②比较同位素与同素异形体，观察氧气和臭氧的相互转化、白磷与红磷燃烧实验，帮助理解巩固概念。

3.情感态度与价值观

①通过录像、图片及网络查阅等形式，了解碳的同素异形提在社会发展中的重要意义，赞赏化学对个人生活和社会发展的贡献；②感受氧气和臭氧对个人生活的重要性，关注社会热点问题。

【教学重点】同素异形现象、常见的几种同素异形体

【教学难点】同素异形现象

【教学过程设计及意图】

环节一：通过故事学习金刚石和石墨，学生自主建构同素异形现象的概念

教师活动 学生活动 设计意图

故事情境：一颗燃烧的钻石。

从故事中你能得到哪些化学知识？

展示：金刚石、石墨是实物图，用途（装饰品如钻石或切割玻璃等、石墨的导电性、润滑剂等以图片的形式出现）

提问:为什么金刚石和石墨在性质上有如此大的差异？ 阅读故事，归纳总结：

1、金刚石和石墨的相关性质

2、认真完成表格填写

实物 物理性质 用途

金刚石

石墨

观察体会金刚石、石墨外观的不同，理解金刚石、石墨的不同用途及物理性质差异。

回忆知识：结构决定性质，性质的不同反映出结构的差异； 以故事引入，引起学生学习兴趣，既加深知识的印象，又乐于学习，使学生形成金刚石与石墨是不同单质的印象。

引导学生从结构角度体会金刚石、石墨的不同，为后面概念的理解铺垫。

展示金刚石、石墨的结构模型，请同学们认真观察

指导阅读阅读教材，结合金刚石、石墨的结构模型，请同学总结归纳金刚石、石墨的微观结构 观察金刚石、石墨的结构模型；

归纳总结：

1、构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；

2、构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力。 建立石墨、金刚石在微观结构中碳原子的结合方式、作用力及空间排列方式有差异的观点；

引导学生从“异形”角度认识同素异形现象，帮助形成概念。

巩固已有的知识（结构与性质的关系）。

板书

1、同素异性现象：同种元素形成多种不同单质的现象。

2、同素异形体：同一种元素形成的不同单质。

领悟知识；

明确重要性；

感受解决问题带来的愉悦。 归纳知识，使知识条理化，便于应用。

提问：金刚石光彩夺目，价值连城；石墨灰不溜秋，普普通通。当发现它们都由碳组成时，知道这个事实后，当时的人们立刻开始了一项新的研究，你能猜的到他们的研究的问题吗？

化学史：

1、1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。

2、1955年美国科学家霍尔在1650℃，95000个大气压下用石墨合成了金刚石。

3、播放视频：人工合成金刚石 领悟梳理：“同素异形现象”这一概念

在一定条件下，同素异形体可以相互转化；同素异形体完全燃烧的产物相同。 引起学生的兴趣，拓展学生视野，进一步感受化学的魅力——“点石成金”

使知识条理化，建立完整的知识。

拓展视野纳米碳管实物图和微观结构模型。

展示 足球烯分子结构模型。

讲述 纳米碳管、足球烯的结构特点、部分性质及用途前景。 观察模型；

分析它们的结构；

倾听它们的用途；

感受化学与社会生活、科学技术等的密切联系；

欣赏奇妙的化学世界。 加深学生对 “异形”的认识；

形成“同素异形现象”的概念。

发展学习兴趣。

环节二：以氧气和臭氧，白磷和红磷为例，引导学生进一步认识同素异形现象认识到同素异形现象是普遍存在的，是物质多样性的原因之一。

同素异形现象在自然界中是很普遍的，比如同学们早在初中就学过的氧气和臭氧、红磷和白磷。

教师活动 学生活动 设计意图

情境

1、阅读教材，观看视频——臭氧层、臭氧空洞。

化学式 颜色 气味 沸点℃ 溶解度

O2 无色 无味 -183 0.030

O3 淡蓝色 鱼腥味 -112.4 >O2

2．介绍全球三大环境问题

3、白磷和红磷

白磷 红磷

分子式和结构 见教材第20页

性质

用途

阅读教材，观看视频，感受化学与社会的密切联系。

直接危害人体健康，像皮肤癌、白内障、各种传染病患者大幅度增加；

对生态环境和农林牧渔业造成破坏，农产品减产、品质下降，渔业产量减少，森林覆盖率减少等。

每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”。 2009年国际臭氧层保护日主题——全球参与，携手保护臭氧层。 借用“同素异形现象”学习化学物质，增长知识。

使学生关注社会热点问题，体会社会和谐、生活美好需要学习更多的化学知识，渗透德育。

【课堂练习】

1.由同种元素组成的物质不可能是（ ）

A、单质 B、化合物C、纯净物 D、混合物

2.下列各组物质中属于同素异形体的是（ ）

A. 1H、2H B、Fe2+、FeC、O2 、O3 D、H2O、H2O2

（设计意图：通过练习巩固同素异形现象的概念）

【讨论】同素异形现象的同和异

（设计意图：学生自由发言，阐述对同素异形现象概念的认识。）

【教学反思】

本节课以具体的实例引出概念，通过不断的创设情境，引导学生自主探究；采用启发、对比、制作模型、讲解、等方法帮助学生形成和巩固概念，从而突出重点、突破难点；最后运用已学的概念学习常见的同素异形体，让学生感受化学物质的丰富多彩、化学世界的奇妙无穷，同时又拓展了化学知识。

板书设计

一、同素异形现象

1、同素异性现象：同种元素形成多种不同单质的现象。

2、同素异形体：同一种元素形成的不同单质。

实例（1）：金刚石、石墨、C60等

实例（2）：O3和O2

实例（3）：白磷和红磷

endprint

【背景分析】

同素异形现象是构成物质种类多样性的主要形式之一。《学科教学指导意见》中明确说明同素异形现象的教学只要求学生简单了解物质多样性与同素异形现象的存在有关，知识要求不高。但C、O 的同素异形体与生产、生活、及科技 的发展有着密切的联系， 碳纳米管、C 60 等是科技发展的最新成果(如碳纳米管在太空梯、高清电视、晶体管制造等方面的应 用，碳纳米泡沫的特性与应用等)对现在与未来生活的影响，激发学生兴趣，让学生深刻体会化学科学在提高人类生活质量和促进社会发展中的重要作用，促进 学生情感、态度、价值观的发展。

【设计思路】

微观结构较为抽象，学生掌握的感性材料并不多，教学中通过具体的实例观察、分析、比较，帮助学生理解物质的微观结构与物质的多样性的关系在教学中，利用实物、 模型、三维动画（VRML 等）、图片、网络等手段，用具体、直观、形象的感性知识展现有关物质的结构与性质信息，同时要指导学生利用信息，对物质的性质与结构进行比较分析，积累“同”与“异”的感性认识并了解“异”的内在原因，通过创设一定的情境，让学生发现问题，利用各种手段搜集和处理信息，通过交流与验证最终获得知识与技能、体验和科学研究方法的过程。

【教学目标】

1.知识与技能

①从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构的关系；②以金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象；③能例举C 、O、P元素的常见同素异形体。

2.过程与方法

①学习运用结构模型理解与研究物质的微观结构，帮助形成概念；②比较同位素与同素异形体，观察氧气和臭氧的相互转化、白磷与红磷燃烧实验，帮助理解巩固概念。

3.情感态度与价值观

①通过录像、图片及网络查阅等形式，了解碳的同素异形提在社会发展中的重要意义，赞赏化学对个人生活和社会发展的贡献；②感受氧气和臭氧对个人生活的重要性，关注社会热点问题。

【教学重点】同素异形现象、常见的几种同素异形体

【教学难点】同素异形现象

【教学过程设计及意图】

环节一：通过故事学习金刚石和石墨，学生自主建构同素异形现象的概念

教师活动 学生活动 设计意图

故事情境：一颗燃烧的钻石。

从故事中你能得到哪些化学知识？

展示：金刚石、石墨是实物图，用途（装饰品如钻石或切割玻璃等、石墨的导电性、润滑剂等以图片的形式出现）

提问:为什么金刚石和石墨在性质上有如此大的差异？ 阅读故事，归纳总结：

1、金刚石和石墨的相关性质

2、认真完成表格填写

实物 物理性质 用途

金刚石

石墨

观察体会金刚石、石墨外观的不同，理解金刚石、石墨的不同用途及物理性质差异。

回忆知识：结构决定性质，性质的不同反映出结构的差异； 以故事引入，引起学生学习兴趣，既加深知识的印象，又乐于学习，使学生形成金刚石与石墨是不同单质的印象。

引导学生从结构角度体会金刚石、石墨的不同，为后面概念的理解铺垫。

展示金刚石、石墨的结构模型，请同学们认真观察

指导阅读阅读教材，结合金刚石、石墨的结构模型，请同学总结归纳金刚石、石墨的微观结构 观察金刚石、石墨的结构模型；

归纳总结：

1、构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；

2、构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力。 建立石墨、金刚石在微观结构中碳原子的结合方式、作用力及空间排列方式有差异的观点；

引导学生从“异形”角度认识同素异形现象，帮助形成概念。

巩固已有的知识（结构与性质的关系）。

板书

1、同素异性现象：同种元素形成多种不同单质的现象。

2、同素异形体：同一种元素形成的不同单质。

领悟知识；

明确重要性；

感受解决问题带来的愉悦。 归纳知识，使知识条理化，便于应用。

提问：金刚石光彩夺目，价值连城；石墨灰不溜秋，普普通通。当发现它们都由碳组成时，知道这个事实后，当时的人们立刻开始了一项新的研究，你能猜的到他们的研究的问题吗？

化学史：

1、1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。

2、1955年美国科学家霍尔在1650℃，95000个大气压下用石墨合成了金刚石。

3、播放视频：人工合成金刚石 领悟梳理：“同素异形现象”这一概念

在一定条件下，同素异形体可以相互转化；同素异形体完全燃烧的产物相同。 引起学生的兴趣，拓展学生视野，进一步感受化学的魅力——“点石成金”

使知识条理化，建立完整的知识。

拓展视野纳米碳管实物图和微观结构模型。

展示 足球烯分子结构模型。

讲述 纳米碳管、足球烯的结构特点、部分性质及用途前景。 观察模型；

分析它们的结构；

倾听它们的用途；

感受化学与社会生活、科学技术等的密切联系；

欣赏奇妙的化学世界。 加深学生对 “异形”的认识；

形成“同素异形现象”的概念。

发展学习兴趣。

环节二：以氧气和臭氧，白磷和红磷为例，引导学生进一步认识同素异形现象认识到同素异形现象是普遍存在的，是物质多样性的原因之一。

同素异形现象在自然界中是很普遍的，比如同学们早在初中就学过的氧气和臭氧、红磷和白磷。

教师活动 学生活动 设计意图

情境

1、阅读教材，观看视频——臭氧层、臭氧空洞。

化学式 颜色 气味 沸点℃ 溶解度

O2 无色 无味 -183 0.030

O3 淡蓝色 鱼腥味 -112.4 >O2

2．介绍全球三大环境问题

3、白磷和红磷

白磷 红磷

分子式和结构 见教材第20页

性质

用途

阅读教材，观看视频，感受化学与社会的密切联系。

直接危害人体健康，像皮肤癌、白内障、各种传染病患者大幅度增加；

对生态环境和农林牧渔业造成破坏，农产品减产、品质下降，渔业产量减少，森林覆盖率减少等。

每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”。 2009年国际臭氧层保护日主题——全球参与，携手保护臭氧层。 借用“同素异形现象”学习化学物质，增长知识。

使学生关注社会热点问题，体会社会和谐、生活美好需要学习更多的化学知识，渗透德育。

【课堂练习】

1.由同种元素组成的物质不可能是（ ）

A、单质 B、化合物C、纯净物 D、混合物

2.下列各组物质中属于同素异形体的是（ ）

A. 1H、2H B、Fe2+、FeC、O2 、O3 D、H2O、H2O2

（设计意图：通过练习巩固同素异形现象的概念）

【讨论】同素异形现象的同和异

（设计意图：学生自由发言，阐述对同素异形现象概念的认识。）

【教学反思】

本节课以具体的实例引出概念，通过不断的创设情境，引导学生自主探究；采用启发、对比、制作模型、讲解、等方法帮助学生形成和巩固概念，从而突出重点、突破难点；最后运用已学的概念学习常见的同素异形体，让学生感受化学物质的丰富多彩、化学世界的奇妙无穷，同时又拓展了化学知识。

板书设计

一、同素异形现象

1、同素异性现象：同种元素形成多种不同单质的现象。

2、同素异形体：同一种元素形成的不同单质。

实例（1）：金刚石、石墨、C60等

实例（2）：O3和O2

实例（3）：白磷和红磷

endprint

【背景分析】

同素异形现象是构成物质种类多样性的主要形式之一。《学科教学指导意见》中明确说明同素异形现象的教学只要求学生简单了解物质多样性与同素异形现象的存在有关，知识要求不高。但C、O 的同素异形体与生产、生活、及科技 的发展有着密切的联系， 碳纳米管、C 60 等是科技发展的最新成果(如碳纳米管在太空梯、高清电视、晶体管制造等方面的应 用，碳纳米泡沫的特性与应用等)对现在与未来生活的影响，激发学生兴趣，让学生深刻体会化学科学在提高人类生活质量和促进社会发展中的重要作用，促进 学生情感、态度、价值观的发展。

【设计思路】

微观结构较为抽象，学生掌握的感性材料并不多，教学中通过具体的实例观察、分析、比较，帮助学生理解物质的微观结构与物质的多样性的关系在教学中，利用实物、 模型、三维动画（VRML 等）、图片、网络等手段，用具体、直观、形象的感性知识展现有关物质的结构与性质信息，同时要指导学生利用信息，对物质的性质与结构进行比较分析，积累“同”与“异”的感性认识并了解“异”的内在原因，通过创设一定的情境，让学生发现问题，利用各种手段搜集和处理信息，通过交流与验证最终获得知识与技能、体验和科学研究方法的过程。

【教学目标】

1.知识与技能

①从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构的关系；②以金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象；③能例举C 、O、P元素的常见同素异形体。

2.过程与方法

①学习运用结构模型理解与研究物质的微观结构，帮助形成概念；②比较同位素与同素异形体，观察氧气和臭氧的相互转化、白磷与红磷燃烧实验，帮助理解巩固概念。

3.情感态度与价值观

①通过录像、图片及网络查阅等形式，了解碳的同素异形提在社会发展中的重要意义，赞赏化学对个人生活和社会发展的贡献；②感受氧气和臭氧对个人生活的重要性，关注社会热点问题。

【教学重点】同素异形现象、常见的几种同素异形体

【教学难点】同素异形现象

【教学过程设计及意图】

环节一：通过故事学习金刚石和石墨，学生自主建构同素异形现象的概念

教师活动 学生活动 设计意图

故事情境：一颗燃烧的钻石。

从故事中你能得到哪些化学知识？

展示：金刚石、石墨是实物图，用途（装饰品如钻石或切割玻璃等、石墨的导电性、润滑剂等以图片的形式出现）

提问:为什么金刚石和石墨在性质上有如此大的差异？ 阅读故事，归纳总结：

1、金刚石和石墨的相关性质

2、认真完成表格填写

实物 物理性质 用途

金刚石

石墨

观察体会金刚石、石墨外观的不同，理解金刚石、石墨的不同用途及物理性质差异。

回忆知识：结构决定性质，性质的不同反映出结构的差异； 以故事引入，引起学生学习兴趣，既加深知识的印象，又乐于学习，使学生形成金刚石与石墨是不同单质的印象。

引导学生从结构角度体会金刚石、石墨的不同，为后面概念的理解铺垫。

展示金刚石、石墨的结构模型，请同学们认真观察

指导阅读阅读教材，结合金刚石、石墨的结构模型，请同学总结归纳金刚石、石墨的微观结构 观察金刚石、石墨的结构模型；

归纳总结：

1、构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；

2、构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力。 建立石墨、金刚石在微观结构中碳原子的结合方式、作用力及空间排列方式有差异的观点；

引导学生从“异形”角度认识同素异形现象，帮助形成概念。

巩固已有的知识（结构与性质的关系）。

板书

1、同素异性现象：同种元素形成多种不同单质的现象。

2、同素异形体：同一种元素形成的不同单质。

领悟知识；

明确重要性；

感受解决问题带来的愉悦。 归纳知识，使知识条理化，便于应用。

提问：金刚石光彩夺目，价值连城；石墨灰不溜秋，普普通通。当发现它们都由碳组成时，知道这个事实后，当时的人们立刻开始了一项新的研究，你能猜的到他们的研究的问题吗？

化学史：

1、1799年法国科学家摩尔沃将一颗金刚石转变为石墨。

2、1955年美国科学家霍尔在1650℃，95000个大气压下用石墨合成了金刚石。

3、播放视频：人工合成金刚石 领悟梳理：“同素异形现象”这一概念

在一定条件下，同素异形体可以相互转化；同素异形体完全燃烧的产物相同。 引起学生的兴趣，拓展学生视野，进一步感受化学的魅力——“点石成金”

使知识条理化，建立完整的知识。

拓展视野纳米碳管实物图和微观结构模型。

展示 足球烯分子结构模型。

讲述 纳米碳管、足球烯的结构特点、部分性质及用途前景。 观察模型；

分析它们的结构；

倾听它们的用途；

感受化学与社会生活、科学技术等的密切联系；

欣赏奇妙的化学世界。 加深学生对 “异形”的认识；

形成“同素异形现象”的概念。

发展学习兴趣。

环节二：以氧气和臭氧，白磷和红磷为例，引导学生进一步认识同素异形现象认识到同素异形现象是普遍存在的，是物质多样性的原因之一。

同素异形现象在自然界中是很普遍的，比如同学们早在初中就学过的氧气和臭氧、红磷和白磷。

教师活动 学生活动 设计意图

情境

1、阅读教材，观看视频——臭氧层、臭氧空洞。

化学式 颜色 气味 沸点℃ 溶解度

O2 无色 无味 -183 0.030

O3 淡蓝色 鱼腥味 -112.4 >O2

2．介绍全球三大环境问题

3、白磷和红磷

白磷 红磷

分子式和结构 见教材第20页

性质

用途

阅读教材，观看视频，感受化学与社会的密切联系。

直接危害人体健康，像皮肤癌、白内障、各种传染病患者大幅度增加；

对生态环境和农林牧渔业造成破坏，农产品减产、品质下降，渔业产量减少，森林覆盖率减少等。

每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”。 2009年国际臭氧层保护日主题——全球参与，携手保护臭氧层。 借用“同素异形现象”学习化学物质，增长知识。

使学生关注社会热点问题，体会社会和谐、生活美好需要学习更多的化学知识，渗透德育。

【课堂练习】

1.由同种元素组成的物质不可能是（ ）

A、单质 B、化合物C、纯净物 D、混合物

2.下列各组物质中属于同素异形体的是（ ）

A. 1H、2H B、Fe2+、FeC、O2 、O3 D、H2O、H2O2

（设计意图：通过练习巩固同素异形现象的概念）

【讨论】同素异形现象的同和异

（设计意图：学生自由发言，阐述对同素异形现象概念的认识。）

【教学反思】

本节课以具体的实例引出概念，通过不断的创设情境，引导学生自主探究；采用启发、对比、制作模型、讲解、等方法帮助学生形成和巩固概念，从而突出重点、突破难点；最后运用已学的概念学习常见的同素异形体，让学生感受化学物质的丰富多彩、化学世界的奇妙无穷，同时又拓展了化学知识。

板书设计

一、同素异形现象

1、同素异性现象：同种元素形成多种不同单质的现象。

2、同素异形体：同一种元素形成的不同单质。

实例（1）：金刚石、石墨、C60等

实例（2）：O3和O2

实例（3）：白磷和红磷

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