第三章微專題晶胞的相關(guān)計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三章微專題晶胞的相關(guān)計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第三章微專題晶胞的相關(guān)計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在幫助學(xué)生深入理解晶胞的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)計(jì)算方法，通過對晶胞參數(shù)的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。結(jié)合高二年級學(xué)生的認(rèn)知水平，本教學(xué)設(shè)計(jì)以人教版《化學(xué)選擇性必修2》第三章微專題晶胞的相關(guān)計(jì)算為核心，通過引導(dǎo)學(xué)生探究晶胞的體積、密度、原子個數(shù)等參數(shù)的計(jì)算，使學(xué)生在掌握基本概念的基礎(chǔ)上，提高邏輯思維和計(jì)算能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了晶體的基本概念、晶胞的類型（如簡單立方晶胞、體心立方晶胞、面心立方晶胞等）以及晶胞中原子數(shù)的計(jì)算方法。此外，學(xué)生對化學(xué)鍵、原子和離子的大小有一定的了解。

2.學(xué)習(xí)興趣：學(xué)生對微觀世界的探究具有濃厚興趣，晶胞的相關(guān)計(jì)算能夠激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的好奇心。學(xué)習(xí)能力：學(xué)生具備一定的邏輯思維和數(shù)學(xué)計(jì)算能力，能夠理解和運(yùn)用化學(xué)知識解決問題。學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生傾向于通過實(shí)例和實(shí)際操作來加深對知識點(diǎn)的理解和掌握。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：晶胞參數(shù)的計(jì)算過程中，學(xué)生可能對晶胞的空間結(jié)構(gòu)把握不足，導(dǎo)致計(jì)算錯誤；在計(jì)算密度時(shí)，可能對密度的定義和計(jì)算公式理解不深；同時(shí)，對晶胞中不同類型原子的計(jì)算可能感到混淆。此外，學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)，可能無法準(zhǔn)確應(yīng)用所學(xué)知識，需要引導(dǎo)和實(shí)踐來提高解題能力。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《化學(xué)選擇性必修2》教材第三章內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備晶胞結(jié)構(gòu)示意圖、晶胞參數(shù)計(jì)算公式總結(jié)、例題解析等PPT資料。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備用于展示晶胞結(jié)構(gòu)的模型，以及計(jì)算器供學(xué)生計(jì)算使用。

4.教室布置：將教室分為小組討論區(qū)，以便學(xué)生分組討論和計(jì)算練習(xí)。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-“同學(xué)們，上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了晶體的基本類型和晶胞的概念，今天我們將深入探討晶胞的相關(guān)計(jì)算。請大家回顧一下，晶胞有哪幾種基本類型？”

2.復(fù)習(xí)晶胞類型和基本概念

-“請同學(xué)們翻開教材第XX頁，我們一起復(fù)習(xí)一下晶胞的幾種基本類型：簡單立方晶胞、體心立方晶胞和面心立方晶胞。請大家分別舉例說明這三種晶胞的特點(diǎn)?！?/p>

3.晶胞參數(shù)的計(jì)算

-“現(xiàn)在，我們來學(xué)習(xí)晶胞參數(shù)的計(jì)算。首先，晶胞的體積是如何計(jì)算的？請大家查看教材第XX頁的公式。對，晶胞體積V等于晶胞的邊長a的三次方。那么，如果給出晶胞的邊長，我們就能計(jì)算出晶胞的體積?！?/p>

4.實(shí)例分析

-“接下來，我們通過一個實(shí)例來練習(xí)晶胞體積的計(jì)算。請大家看教材第XX頁的例題，已知一個簡單立方晶胞的邊長為4?，請計(jì)算該晶胞的體積。哪位同學(xué)愿意來回答這個問題？”

5.晶胞中原子的計(jì)算

-“現(xiàn)在，我們已經(jīng)知道了如何計(jì)算晶胞的體積，那么晶胞中原子的個數(shù)又是如何計(jì)算的呢？請大家查看教材第XX頁的相關(guān)內(nèi)容。晶胞中原子的個數(shù)取決于原子的位置，如頂點(diǎn)、面心、體心等?！?/p>

6.練習(xí)計(jì)算晶胞中的原子數(shù)

-“現(xiàn)在，請同學(xué)們嘗試計(jì)算以下晶胞中的原子數(shù)：一個面心立方晶胞，邊長為5?，請問該晶胞中有多少個原子？請大家分組討論，然后匯報(bào)結(jié)果。”

7.晶胞密度的計(jì)算

-“接下來，我們來學(xué)習(xí)晶胞密度的計(jì)算。晶胞密度是指單位體積內(nèi)晶胞的質(zhì)量。請大家查看教材第XX頁的密度計(jì)算公式。我們需要知道晶胞的質(zhì)量和體積，然后代入公式計(jì)算?！?/p>

8.練習(xí)計(jì)算晶胞密度

-“現(xiàn)在，請大家嘗試計(jì)算以下晶胞的密度：一個體心立方晶胞，邊長為3?，晶胞中有一個原子，該原子的相對原子質(zhì)量為56，請問該晶胞的密度是多少？請大家用計(jì)算器計(jì)算，然后匯報(bào)結(jié)果?！?/p>

9.總結(jié)晶胞計(jì)算方法

-“通過剛才的學(xué)習(xí)和練習(xí)，我們已經(jīng)掌握了晶胞體積、原子數(shù)和密度的計(jì)算方法。請大家回顧一下，計(jì)算晶胞體積的關(guān)鍵是什么？計(jì)算原子數(shù)時(shí)要注意什么？計(jì)算密度時(shí)又需要注意哪些細(xì)節(jié)？”

10.解答疑問和鞏固練習(xí)

-“現(xiàn)在，請大家提出在剛才的學(xué)習(xí)過程中遇到的疑問，我會一一解答。解答完疑問后，我們將進(jìn)行一些鞏固練習(xí)，以確保大家對晶胞計(jì)算的理解和掌握。”

11.課堂小結(jié)

-“今天，我們學(xué)習(xí)了晶胞的相關(guān)計(jì)算，包括晶胞體積、原子數(shù)和密度的計(jì)算。這些計(jì)算對于我們理解晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)至關(guān)重要。希望大家能夠通過今天的課程，加深對晶胞計(jì)算的理解和掌握?！?/p>

12.課后作業(yè)布置

-“課后，請大家完成教材第XX頁的練習(xí)題，鞏固今天所學(xué)的內(nèi)容。同時(shí)，我還會布置一些額外的練習(xí)題，幫助大家進(jìn)一步提高計(jì)算能力。下節(jié)課，我們將學(xué)習(xí)晶體的其他相關(guān)內(nèi)容?！苯虒W(xué)資源拓展1.拓展資源：

-晶胞的計(jì)算不僅局限于體積、原子數(shù)和密度的計(jì)算，還包括晶胞中原子坐標(biāo)的計(jì)算、晶胞的對稱性分析等內(nèi)容。以下是一些與本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的拓展資源：

-晶胞中原子坐標(biāo)的計(jì)算方法，包括如何使用晶胞參數(shù)確定原子在晶胞中的具體位置。

-晶胞的對稱性分析，探討晶胞的對稱元素（如旋轉(zhuǎn)軸、鏡像面、反演中心等）對晶胞結(jié)構(gòu)的影響。

-晶體學(xué)中的布拉格定律，介紹X射線衍射技術(shù)在晶體結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。

-晶體的生長機(jī)制和晶體缺陷，如點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷等。

2.拓展建議：

-為了幫助學(xué)生更深入地理解晶胞的相關(guān)知識，以下是一些建議的學(xué)習(xí)拓展活動：

-閱讀教材中關(guān)于晶胞坐標(biāo)計(jì)算的相關(guān)章節(jié)，理解如何確定晶胞中原子坐標(biāo)的原理和方法。

-觀看有關(guān)晶體對稱性和X射線衍射技術(shù)的教學(xué)視頻，以直觀的方式理解晶體的對稱性和結(jié)構(gòu)分析技術(shù)。

-完成一些晶體結(jié)構(gòu)分析的模擬實(shí)驗(yàn)，如使用計(jì)算機(jī)軟件模擬晶體的生長和缺陷形成過程。

-參與學(xué)校的科學(xué)俱樂部或研究小組，參與晶體學(xué)相關(guān)的科研項(xiàng)目，實(shí)際操作和觀察晶體的生長和特性。

-閱讀晶體學(xué)相關(guān)的科普書籍，如《晶體之美》、《晶體學(xué)導(dǎo)論》等，以拓寬知識面。

-參加晶體學(xué)相關(guān)的學(xué)術(shù)講座和研討會，與專業(yè)人士交流，了解晶體學(xué)領(lǐng)域的最新研究動態(tài)。

-利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程和學(xué)術(shù)論壇，學(xué)習(xí)晶胞計(jì)算的高級技巧和晶體學(xué)的前沿知識。

-在日常生活中注意觀察晶體現(xiàn)象，如食鹽、石英等晶體的形態(tài)，嘗試將其與課堂所學(xué)知識聯(lián)系起來。

-定期復(fù)習(xí)晶胞計(jì)算的基本概念和公式，通過不斷的練習(xí)和思考，提高解題能力和晶體學(xué)素養(yǎng)。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在教學(xué)過程中，我嘗試將晶胞計(jì)算與實(shí)際生活中的晶體現(xiàn)象相結(jié)合，通過舉例說明，讓學(xué)生能夠直觀地理解晶胞的概念和計(jì)算方法。

2.我引入了小組合作學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生在討論和協(xié)作中解決問題，這不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（二）存在主要問題

1.在教學(xué)組織方面，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)時(shí)參與度不高，可能是因?yàn)榉纸M不合理或者學(xué)生對晶胞計(jì)算的興趣不足。

2.在教學(xué)方法上，我意識到可能過于依賴教材和課堂講解，缺乏實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)際案例的分析，這使得學(xué)生難以將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

3.在教學(xué)評價(jià)方面，我注意到對學(xué)生的評價(jià)主要依賴于考試成績，而沒有充分考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的進(jìn)步和參與度。

（三）改進(jìn)措施

1.為了提高學(xué)生的參與度，我計(jì)劃在分組合作學(xué)習(xí)時(shí)更加細(xì)致地考慮學(xué)生的能力和興趣，合理分配小組，確保每個學(xué)生都能在小組中發(fā)揮自己的作用。

2.我將增加實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)際案例分析的教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過實(shí)際操作來加深對晶胞計(jì)算的理解。例如，可以讓學(xué)生使用物理模型或計(jì)算機(jī)軟件來模擬晶體的生長過程。

3.在教學(xué)評價(jià)方面，我將采用多元化的評價(jià)方式，不僅關(guān)注學(xué)生的考試成績，還會關(guān)注他們在課堂討論、實(shí)驗(yàn)操作和小組合作中的表現(xiàn)。我會定期與學(xué)生交流，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測同學(xué)們，今天我們一起學(xué)習(xí)了晶胞的相關(guān)計(jì)算，包括晶胞體積、原子數(shù)和密度的計(jì)算。通過這些計(jì)算，我們可以更好地理解晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。下面我來為大家總結(jié)一下本節(jié)課的主要內(nèi)容。

首先，我們復(fù)習(xí)了晶胞的基本類型，包括簡單立方晶胞、體心立方晶胞和面心立方晶胞。每種晶胞類型的原子排列方式不同，因此它們的計(jì)算方法也有所不同。我們通過教材中的示例，學(xué)習(xí)了如何根據(jù)晶胞參數(shù)計(jì)算晶胞體積。

接著，我們探討了晶胞中原子的計(jì)算方法。晶胞中原子的個數(shù)取決于原子的位置，如頂點(diǎn)、面心、體心等。我們通過實(shí)例分析，學(xué)會了如何根據(jù)晶胞的邊長和類型計(jì)算晶胞中的原子數(shù)。

最后，我們學(xué)習(xí)了晶胞密度的計(jì)算方法。晶胞密度是指單位體積內(nèi)晶胞的質(zhì)量。我們需要知道晶胞的質(zhì)量和體積，然后代入公式計(jì)算密度。我們通過練習(xí)題，掌握了密度計(jì)算的步驟和注意事項(xiàng)。

現(xiàn)在，讓我們來進(jìn)行當(dāng)堂檢測，以檢驗(yàn)大家對晶胞計(jì)算的理解和掌握程度。

當(dāng)堂檢測題目：

1.已知一個簡單立方晶胞的邊長為4?，計(jì)算該晶胞的體積。

2.一個面心立方晶胞，邊長為5?，計(jì)算該晶胞中的原子數(shù)。

3.一個體心立方晶胞，邊長為3?，晶胞中有一個原子，該原子的相對原子質(zhì)量為56，計(jì)算該晶胞的密度。

請同學(xué)們獨(dú)立完成上述題目，完成后可以相互檢查答案。如果遇到問題，可以舉手示意，我會及時(shí)為大家解答。

（學(xué)生完成題目，老師巡視并解答疑問）

很好，我看到大部分同學(xué)