3.1.3晶胞与晶体结构的测定 教学设计2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2.docx

3.1.3晶胞与晶体结构的测定教学设计2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

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设计思路

本节课旨在让学生理解晶胞与晶体结构的基本概念，掌握晶体结构的测定方法。课程设计以人教版（2019）选择性必修2化学教材为基础，结合高二年级学生的认知水平，通过以下步骤进行：

1.引导学生回顾晶胞的定义、类型及晶体的基本特征；

2.介绍晶胞参数的测定方法，包括X射线衍射技术等；

3.分析典型晶体结构实例，如简单立方晶胞、体心立方晶胞等；

4.通过实验演示，让学生了解晶体结构的实际测定过程；

5.培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，进行晶体结构分析；

6.总结晶胞与晶体结构测定的关键要点，巩固所学知识。

核心素养目标

1.发展学生的宏观辨识与微观探析能力，通过对晶胞与晶体结构的学习，能够从宏观现象中提取微观信息，理解物质的微观结构。

2.培养学生的证据推理与模型认知能力，通过分析实验数据，推导晶胞参数，建立晶体结构模型。

3.提升学生的科学探究与创新意识，鼓励学生在测定晶体结构的过程中，探索新方法，提出新假设。

4.强化学生的科学态度与社会责任，认识到晶体结构研究对材料科学和工业发展的重要性，培养严谨的科学态度和责任感。

教学难点与重点

1.教学重点

-晶胞参数的理解与计算：重点在于让学生掌握晶胞参数（a、b、c和α、β、γ）的定义及其在晶胞中的表示方法，如简单立方晶胞的晶胞参数计算。

-X射线衍射技术在晶体结构测定中的应用：讲解X射线衍射原理，以及如何通过衍射图谱分析晶胞类型和结构。

-晶体学的基本概念：包括晶体的空间点阵、晶胞的类型（如简单立方、体心立方、面心立方等）及其特征。

2.教学难点

-晶胞参数与晶体结构的关系：学生可能难以理解晶胞参数如何影响晶体的宏观性质，例如晶胞体积的计算、晶胞中原子或离子排列的方式。

-例如，讲解体心立方晶胞时，难点在于让学生理解晶胞中心位置的原子如何影响晶体的整体结构。

-X射线衍射图谱的分析：学生可能难以从复杂的衍射图谱中提取有用的结构信息，如布拉格定律的应用。

-例如，通过具体案例分析，如何从衍射峰的位置和强度推断晶胞的类型和尺寸。

-晶体缺陷的概念：晶体中的缺陷（如空位、位错等）对晶体性质的影响，是学生理解的难点。

-例如，通过比较完美晶体与有缺陷晶体的物理性质，让学生理解缺陷对晶体结构稳定性和电子性能的影响。

教学资源准备

1.教材：人教版（2019）选择性必修2化学教材，确保每位学生均有。

2.辅助材料：收集晶胞结构图、晶体模型图、X射线衍射图谱等电子图片，以及晶体结构测定相关的教学视频。

3.实验器材：准备X射线衍射仪（或模拟软件）、晶胞模型、测量工具（如尺子、圆规）等实验和演示器材。

4.教室布置：设置实验演示区、学生实验操作台，以及分组讨论区，确保教学活动有序进行。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示不同晶体的实物或图片，询问学生日常生活中常见的晶体实例，引发学生对晶体结构的好奇心。

-回顾旧知：简要回顾上节课学习的晶体的基本概念，如晶体的定义、晶胞的基本类型等，为学习新内容做好铺垫。

2.新课呈现（约45分钟）

-讲解新知：

-详细介绍晶胞参数的定义和计算方法，结合教材中的公式和图示进行讲解。

-讲解X射线衍射技术在晶体结构测定中的应用，包括布拉格定律和衍射图谱分析。

-介绍不同晶胞类型（简单立方、体心立方、面心立方等）的结构特征和区分方法。

-举例说明：

-通过具体晶体的实例，如食盐（NaCl）的晶体结构，展示晶胞参数如何反映晶体性质。

-展示X射线衍射图谱，解释如何通过图谱分析得出晶体的晶胞类型和尺寸。

-互动探究：

-分组讨论：让学生分组分析不同晶胞类型的特征，并讨论其在实际应用中的意义。

-实验演示：通过模拟X射线衍射实验，让学生观察衍射图谱，并尝试解释图谱信息。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：

-让学生独立完成晶胞参数计算练习题，巩固晶胞参数的概念和计算方法。

-让学生通过模拟软件或实际操作，分析给定的X射线衍射图谱，确定晶体结构。

-教师指导：

-在学生练习过程中，教师巡回指导，解答学生的疑问，提供必要的帮助。

-对学生的练习结果进行点评，指出常见错误和需要注意的地方，强调关键知识点。

4.总结与反思（约10分钟）

-总结本节课的主要内容，强调晶胞参数和晶体结构测定的关键要点。

-鼓励学生反思学习过程中的收获和不足，提出改进措施。

-布置课后作业，要求学生复习晶胞参数的计算方法，并分析给定晶体的X射线衍射图谱。

拓展与延伸

1.提供拓展阅读材料：

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