資源簡介

《晶胞中原子的投影及應用》教學設計
理論依據
該類題目對能力的考查，往往側重于考查理解與辨析、分析與推測能力，要求學生能從提供的新信息中準確提取實質性內容，并與已有知識整合、重組并靈活轉化為新的知識模塊。
通過模型分析、討論交流，能掌握晶胞中頂點、面心、棱心和體心的原子從不同角度投影的位置，計算晶胞中粒子的數目和確定物質的化學式，并能用晶胞投影解決某些化學問題。
通過運用多種教學媒體，宏微結合，化抽象為具體，幫助學生建構晶胞的空間結構與投影的關系模型。學會研究晶體結構的一般方法及晶體的有關計算。
通過對晶胞投影問題的學習和理解，進一步形成求真務實、勤于思考的科學態度度；形成敢于質疑,勇于創新的科學精神。
教材分析
1.教學內容分析
晶胞投影問題是高中化學選擇性必修三《物質結構》第三章的內容,晶胞中原子的投影特別是體對角線的投影是近年高考常考的題型，晶胞投影問題涉及物理、數學立體幾何和化學物質等多學科知識。該類題目對能力的考查，往往側重于考查理解與辨析、分析與推測能力，要求學生能從提供的新信息中準確提取實質性內容，并與已有知識整合、重組并靈活轉化為新的知識模塊。
2.教學設計思路
（1）現在是高考復習階段,我打算借助NOB0OK虛擬實驗演示、希沃白板 PPT 、晶胞結構圖片等教學手段，幫助學生鞏固理解典型物質的空間構型，然后進行知識的梳理，使學生的認識得到深化和和完善，進一步加深對晶胞投影的理解，并在此基礎上掌握晶胞分子式的計算方法。
（2）從高考復習資料大題中截取與晶胞投影有關的小題出來作為本節課的例題和練習。
（3）在整個課堂中通過講練結合的教學方式，讓學生完成對化學知識的自我構建和和技能的提升。
三、學情分析
1.已有的知識：經過前階段的學習，現在進入高考復習階段后學生對晶體的空間立體幾何構型有了初步的知識。
2.已具備的能力：晶胞結構、立體幾何分析能力
3.學生遇到的困難：學生對晶胞中頂點、面心、棱心和體心的原子，從不同角度得到的投影理解還是不透徹，不知道怎么通過投影結果推測晶胞中原子的位置進而確定分子式、晶胞密度等問題，平時測試涉及到晶胞投影的有關題型答對率很低。
四、教學目標
1.通過模型分析、討論交流，能掌握晶胞中頂點、面心、棱心和體心的原子從不同角度投影的位置，計算晶胞中粒子的數目和確定物質的化學式，并能用晶胞投影解決某些化學問題。
2.通過運用多種教學媒體，借助NOB0OK虛擬實驗演示，宏微結合，化抽象為具體，幫助學生建構晶胞的空間結構與投影的關系模型。學會研究晶體結構的一般方法及晶體的有關計算。
3.通過對晶胞投影問題的學習和理解，進一步形成求真務實、勤于思考的科學態度度；形成敢于質疑,勇于創新的科學精神。
五、教學重點、難點
重點：立方晶胞中原子的投影及應用
難點：立方晶胞中的原子沿體對角線投影的規律
六、教學過程：
教學步聚：
【引入】教師活動：說高考、說能力，指出：晶胞投影問題有關計算是高考題的重要題型， 特別是確定晶體的組成，晶體密度的計算等題型，幾乎每年都出現。介紹本節課的學習內容：立方晶胞中原子的投影規律
學生活動：預習，回顧晶胞計算常見題型，思考和交流
設計目的：明確本節課復習探究內容，激發學生思考和求知興趣
【教學環節】
1、立方晶胞中原子的投影規律
教師活動：引導：俯視晶胞得到的投影是矩形。提問：思考晶胞表面的頂點、側面面心、上下面面心、橫棱棱心、立棱棱心上的原子投影的位置？思考晶胞體內的原子投影的位置？思考晶胞正四面體空隙原子的投影的位置？
【歸納、類比、反推】
1.投影在頂點，原子可能在立方晶胞的
2.投影在邊的中心，原子可能在立方晶胞的
3.投影在平行四邊形的中心，原子可能在
4.投影在正方形均分為四個小正方形的中心，原子在
學生活動：學生思考投影位置，上臺用 NOBOOK 展示投影結果。
晶胞頂點、立棱棱心的投影在矩形的頂點，
側面面心、橫棱棱心的投影在矩形的邊的中心，
上下面面心的投影在矩形的中心，
體心的投影在矩形的中心，
正四面體空隙原子的投影在1/4 或3/4分位上。
學生思考回答：
1.投影在頂點，原子可能在立方晶胞的頂點或立棱的棱心
2.投影在邊的中心，原子可能在立方晶胞的側面面心或橫棱的棱心
3.投影在平行四邊形的中心，原子可能在上下面的面心或晶胞的體心
4.投影在正方形均分為四個小正方形的中心，原子在晶胞內部晶胞內部4個或8個正四面體空隙
設計目的：引導學生發揮空間想象力，思考并理解。
2.立方晶胞中的原子沿坐標軸投影的規律
教師活動：用 NOBOOK 展示體心立方晶胞、面心立方晶胞、氯化鈉型晶胞沿坐標軸投影的結果。關注晶胞頂點、面心、棱心、體心上的原子投影的位置。
【典型例題1】NiO晶體結構中陰、陽離子的配位數均為6，則晶胞的俯視圖可能是 (填字母)。
巡堂觀察練習過程出現的問題，然后進行練習點評。
學生活動：學生觀看模型總結規律
學生講解：NiO的晶體結構中陰、陽離子的配位數均為 6，可以聯系氯化鈉的結構()， 所以俯視圖為
設計目的：鞏固對知識的理解并靈活運用。
3.立方晶胞中的原子沿體對角線投影的規律
教師活動：用 NOBOOK 展示立方晶胞中的原子沿體對角線投影的結果。
用數學思維解決晶胞投影問題
【典型例題2】（2020 四川攀枝花模擬）磷化硼是一種耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護層。磷化硼晶體晶胞如圖a所示：
磷化硼晶胞沿著體對角線方向的投影如圖b，請將表示硼原子的圓圈涂黑。
學生活動：學生觀看模型總結規律規律：大正六邊形套小正六邊形
學生思考投影位置，上臺拖拽投影結果找到對應的晶胞
學生用 NOBOOK 展示磷化硼晶胞中硼原子位置，回答問題
根據晶胞結構分析，立方磷化硼晶胞沿著體對角線方向可以觀察到六邊形，中心B與P重合，六邊形中形成兩個倒立關系的正三角形，分別由3個硼原子、3個磷原子形成，所以畫圖為
設計目的：讓學生更深入更透徹理解晶胞投影的問題。
作好筆記，升華所學
4.【課堂練習】高考鏈接
教師活動：1、(2022·廣東卷)我國科學家發展了一種理論計算方法，可利用材料的晶體結構數據預測其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發進程。化合物X是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結構如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①x的化學式為 .
2、（2022·湖南卷）鉀、鐵、硒可以形成一種超導材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：①該超導材料的最簡化學式為
巡堂觀察練習過程出現的問題，然后傳屏學生答案，請學生講解
學生活動：學生上臺講解：
根據晶胞結構得到 K有8個，有4個，則 x的化學式為K SeBr
由平面投影圖可知，晶胞中位于頂點和體心的鉀原子個數為2，均位于棱上和面上的鐵原子和硒原子的個數為4.則超導材料最簡化學式為KFe Se
設計目的：鞏固對知識的理解并靈活運用。
5.【小結】
教師活動：總結本節復習課內容：
一、立方晶胞中原子的投影規律
1.晶胞表面原子的投影：
頂點、側面面心、上下面面心、橫棱棱心、立棱棱心
2. 晶胞內部原子的投影：
體心、正四面體空隙原子
二、立方晶胞中的原子沿坐標軸投影的規律
體心立方晶胞、面心立方晶胞、氯化鈉型晶胞、金剛石型晶胞和氟化鈣型晶胞
三、立方晶胞中的原子沿體對角線投影的規律
四、高考鏈接
學生活動：指導學生系統理解，做好筆記，完成『課后作業』
設計目的：鞏固理解，增強運用知識能力
教學板書
一、立方晶胞中原子的投影規律
1.晶胞表面原子的投影：
頂點、側面面心、上下面面心、橫棱棱心、立棱棱心
2. 晶胞內部原子的投影：
體心、正四面體空隙原子
二、立方晶胞中的原子沿坐標軸投影的規律
體心立方晶胞、面心立方晶胞、氯化鈉型晶胞、金剛石型晶胞和氟化鈣型晶胞
三、立方晶胞中的原子沿體對角線投影的規律
四、高考鏈接
八、教學總結反思：
晶胞投影問題是《晶體結構與性質》的教學難點，僅是通過老師口頭講授來完成，使學生無法理解微觀世界各類變化。運用NOBOOK 虛擬實驗對晶胞的空間構型進行3D動畫模擬，給學生更直觀的印象，深化對沿 “ 坐標軸 ” 視角、“體對角線 ” 視角將晶胞中的原子投影的理解。
除了教師的講解分析之外，本節課大部分的時間都用在了學生的課堂練習上，本節課的練習題都是從近年的高考大題中針對晶胞投影類的題計算截取出來的，能真正把知識的運用落到了實處。同時讓學生到希沃白板上演示投影過程，以及將練習情況即時幻燈展示等教學形式能夠將學生存在的問題及時展示及時解決。因此，本節課作為復習課確實能有效使學生的認識得到深化并完善知識結構。
在后面的教學過程中會繼續研究探討，爭取設計得更科學，更有利于學生的學習，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步！

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