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晶体的空间结构之晶胞中微粒的位置关系

“晶体的空间结构”是人教版选修3教材《第三章——晶体的结构与性质》中的重点内容，对于晶体空间结构的学习是对化学学习中“结构决定性质”规律的充分体现，是章节学习中的重点内容，但由于晶体的空间结构更多的是三维空间结构的晶胞进行分析，需要一定的空间想象力，亦成为学习中的难点知识。因此，本课时的教学重点是：通过配位数、距离计算、坐标参数等微粒位置关系的分析，形成认识空间结构的基本方法，建构晶体的空间模型。

一、教学与评价目标

1、教学目标

（1）通过建构模型认识粒子配位数及构成的空间几何形状

（2）通过晶胞结构变换，能掌握其微粒位置

（3）借助数学学科相关几何计算方法，计算晶胞中涉及微粒距离和坐标参数表示

2、评价目标

（1）通过设计数学的几何直线距离和面积计算，诊断并发展学生几何计算水平

（2）通过对配位数的分析及画出分析构成的空间图形，诊断并发展学生的空间想象力

（3）通过晶胞变换和正交坐标的建立，诊断并发展学生的三维立体感

二、教学与评价思路

“晶胞中微粒的位置关系”教学与评价思路示意图

三、教学流程

1、知识认识

【学习任务1】中位线、等边三角形、平行四边形中线线距离关系和面积公式

【评价任务1】诊断发展学生几何计算水平

2、微观认识

【学习任务2】晶胞中微粒的配位数及构成的空间图形

【评价任务2】诊断发展学生的空间想象力

学习任务2教学流程图

【学习任 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 3”和“学习任务4”突出模型转换，从绝对位置的分析转为相对位置，并通过距离计算强化空间结构定量分析；“学习任务5”侧重学以致用，通过常规晶胞的分析学习延伸到非常规晶胞的处理，通过建立坐标准备理解晶体的空间结构，发展三维立体感。

3、注重学习思路的连贯性和一致性

“连贯性”有助于理解知识学习的梯度上升，“一致性”有助于同类问题的分析解决并学会分类延伸。本课中，从“配位数→配位微粒空间构型→正八面体距离分析”分析学习，进而到高考真题中配位数的确定与距离计算，从“变换晶胞→微粒位置关系确定”进而到模考中变换晶胞与坐标表示，建模到分析，层层推进；配位数的确定是对微粒间距离的定性分析到外化的距离定量计算再到坐标参数的表示，都是对晶胞中微粒位置关系的定性定量描述，是融合数学几何运算的重要体现，需要学生在化学学科问题分析的基础上融入几何计算能力。从学习思路的连贯性和一致性出发，提炼分析晶体空间结构的方法，辅之习题，体现“证据推理与模型认知”、“科学探究创新意识”等化学学科核心素养。

4、思路方法外显，促进自主迁移，学以致用

本课中的学习任务通过课前任务的完成、课中任务的分析学习，传递分析微粒位置关系的方法，用模型、图示等方式呈现教学过程。通过同系列不同梯度的学习任务的设置和解决外化学习思路，帮助学生在面对陌生情境陌生问题时能迅速进行问题关联分类，从而实现自主迁移，利用已有的化学学科知识并结合数学几何运算独立解决问题，学以致用。

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