解读人教版高中化学教材-渝中区 (2).ppt

解读人教版高中化学教材及科学思维方法的培养 西南大学柴雅琴 编写教材的基本理念 教材的设计 教材的内容 教学中应注意的问题 解读人教版高中化学教材 一 编写教材的基本理念 继承发展创新保持原有教材的特点 避免和克服原有教材的缺点和不足吸收国外教材的长处 但不照搬体现鲜明的创新意识和创新观念 指导思想 以落实学生发展为本的现代教育理念为根本以提高学生综合素质为核心以体现时代性 基础性和选择性为原则以培养学生的创新精神和实践能力为重点 二 教材的设计 基本思路 1 重视化学学科的基础知识和技能2 反映化学与科学 技术及社会实际的密切联系3 体现化学学科的思想 观念及研究方法 内容体系 相互关联 相对独立1 模块间结构 内容的相互关联2 模块内结构 内容的相互独立 必修和选修的结构关联 从实验学化学化学物质及其变化金属及其化合物非金属及其化合物物质结构元素周期律化学反应与能量有机化合物化学与自然资源的开发利用 实验化学 有机化学基础 物质结构与性质 化学反应原理 化学与技术 化学与生活 必修1 必修2 选修 义务教育 内容主题 高中必修 模块主题 高中选修 模块 内容结构关联 衔接 不同阶段化学课程内容 化学反应伴随着能量变化 化学能与其他能可以相互转化 化学能可以充分利用 化学反应中能量变化的原因 氧化还原反应 化学键 原电池原理 化学能转化为电能的关健 生活中能量转化的应用 电池 初中 必修 能量变化的量 反应热 相互转化的原理 电能转化学能 电池的应用及工作原理 选修 例 化学反应与能量 例 有机化合物 烃和卤代烃 烃的含氧衍生物 脂肪烃芳香烃卤代烃 酚醛羧酸有机合成 油脂糖类蛋白质核酸 生命中的基础有机化学物质 甲烷 乙烯 苯 乙醇 乙酸 糖类 油脂 蛋白质 必修 选修 教材呈现栏目 1 实验 科学探究 实验提倡教师指导下学生多动手实验学生实验室实验边讲边实验教师演示实验学生演示实验实验录像演示 科学探究以实验为载体 实验 观察 记录 推结论以探究为目的 具有思考性 探索性的学生活动 提供探究课题 创设学习情境 呈现探究过程 体现知识获得的过程和方法 注意 加强化学实验 学与问提出问题或启发学生发现问题 通过活动启发学生思考问题 提出问题 思考与交流提出一些具有启发性 思考性的问题 引发学生思维 并鼓励学生通过讨论 辨论等活动沟通和交流 2 学与问 思考与交流 属于辅助教学内容的一些阅读资料 利求拓展学生视野 但又不增加学生的负担 选修4中化学反应进行的方向 H S科学视野中 G H T S 3 科学视野 资料卡片 科学史话 通过设计一些研究方案 培养学生应用化学知识解决实际问题的能力 通过查找资料和进行社会调查 培养学生交流能力 社会实践能力和关注社会的情感 通过对现实的研究 提高学生判断及综合分析能力 通过扮演不同的角色 培养学生的自我表现能力和组织能力 4 实践活动 信息搜索 三 教材的内容 必修化学内容标准主题 化学与生活 化学与技术 物质结构与性质 化学反应原理 有机化学基础 实验化学 选修模块 学科原理线索 社会主题线索 选修模块 内容结构体系 学科实验线索 以化学知识为基础 选取典型的化工生产过程 典型化学产品的反应原理以化学反应原理及其应用为重点 以化学生产的重要问题 如原料及其综合利用 反应条件的控制 对能量的利用 环境保护等 为线索展开内容重在认识化学在生产技术中的价值 而不过多地追究技术细节和复杂的生产过程加强对科学技术社会关系的认识培养综合分析问题的能力 选修 化学与技术 选修3物质结构与性质选修4化学反应原理选修5有机化学基础 选修 学科系统性 理论性强 尊重学科知识的逻辑性知识集中与分散相结合从学生可接受性考虑 化学反应与能量变化反应热 化学反应速率化学平衡 原电池电解池 选修4化学反应原理 必修 水溶液中的离子平衡 增加内容 盖斯定律 增加内容 沉淀溶解平衡 增加内容 平衡常数 熵 选修3物质结构与性质 第一章原子结构与性质第一节原子结构第二节原子结构与元素的性质第二章分子结构与性质第一节共价键第二节分子的立体构型第三节分子的性质第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识第二节分子晶体与原子晶体第三节金属晶体第四节离子晶体 了解简单分子如CH4 H2O NH3等的空间结构 不要求 选修5有机化合物基础 第一章认识有机化合物第一节有机化合物的分类第二节有机化合物的结构特点第三节元素分析与相对分子质量的测定第二章烃和卤化烃第一节脂肪烃第二节芳香烃第三节卤代烃第三章烃的含氧衍生物第一节醇 酚第二节酚第二节醛 第三节羟酸 酯第四节有机合成第四章生命中的基础有机化学性质第一节油脂第二节糖类第三节蛋白质和核酸第五章进入合成有机高分子化合物的时代第一节合成高分子化合物的基本方法第二节应用广泛的高分子材料第三节功能高分子材料 学习和研究有机物的最基本方法 几类有机物的研究 有机物的广泛应用 官能团体系 分类 STS sciencetechnologysociety 规律性系统性应用性 认识有机化合物 烃和卤代烃 烃的含氧衍生物 有机化合物的分类有机化合物的特点有机化合物的命名研究有机化合物的一般步骤 脂肪烃芳香烃卤代烃 醇酚醛羧酸有机合成 油脂糖类蛋白质和核酸 合成高分子化合物的基本合成方法应用广泛的高分子材料功能高分子材料 生命中的基础有机化学物质 进入合成有机高分子化合物的时代 有机化学相关内容 必修2第四节基本营养物质1 糖类 油脂 蛋白质的性质2 它们的水解反应3 它们在生产生活中的作用 选修5第四章生命中的基础有机化学性质第一节油脂第二节糖类第三节蛋白质和核酸 选修6实验化学 选修 化学学科的基础特性 注重实验方法 技能重视知识的运用突出实践性 第一单元从实验走进化学 化学实验的意义 方法 要求 包括安全 等 主要是从认识和素质 技术基础上为后面的实验做铺垫第二单元物质的获取第三单元物质的检测 进一步学习相应的技能 方法 分离 提纯 制备 离子和元素的检验 元素和物质含量的测定等 第四单元研究型实验 应用化学知识 实验技能探索生活 学习中有关的化学问题 专题式单元 分阶段 基础 专题研究 综合探究 1 必修1中将金属元素 非金属元素集中分成两章编者出发点 将知识点集中安排 突出共性 恰当体现知识的系统性 规律性突出典型元素及其化合物 没有按族的体系强调元素化合物在社会 生活中广泛应用 四 教学中应注意的问题 注意 在必修2周期规律性中总结元素周期规律性 2 内容相关 知识提升 必修2第一章第四节化学键1 离子键2 共价键3 化学键定义4 分子间作用力和氢键 氢键对物质沸点的影响 选修3第三章晶体结构与性质第四节离子晶体第二章分子结构与性质第一节共价键第三节分子的性质 内容相关 知识提升 必修2第二章化学反应与能量第一节化学能与热能 选修4 必修第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的关系第二节燃烧热 能源第三节化学反应热的计算 内容相关 知识提升 必修2第二章化学反应与能量第二节化学能与电能第三节发展中的化学电源 选修4 必修第四章电化学基础第一节原电池第二节化学电源第三节电解池第四节金属的化学腐蚀与防护 内容相关 知识提升 必修2第二章第四节化学反应的速率和限度1 化学反应的速率2 化学反应的限度3 化学反应条件的控制 选修4 必修第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率第二节影响化学反应速率的因素第三节化学平衡第四节化学反应进行的方向 比较方法 分类方法 类比方法 归纳 科学思维方法的培养 分析和综合 研究科学思维的内容 科学思维的形式和科学思维的方法 对科学思维的形式的研究包括对概念 判断 推理的研究 对科学思维的方法的研究主要包括对归纳与演绎 分析与综合 抽象与具体等方法的研究 一 比较方法 1 比较及其客观基础和特点比较是区分两个或两类事物之间的共同点和差异点的一种逻辑方法 客观基础 相同或相似的事物之间的差异点 不同的事物之间的相同点 特点 1 怎样从表面现象上差异极大的事物之间看出它们在本质上的共同点 如 CH4和 Zn NH3 4 2 2 怎样从表面现象上极为相似的事物之间看出它们在本质上的差异点 如 FeCl2和FeCl3 2 比较方法所适用的范围 在异类对象之间进行比较 SO2 SO3 氧化还原性 在同类对象之间进行比较 F2 Cl2 Br2 I2 熔 沸点 氧化性等 在同一对象的不同方面 不同部分进行比较 SnO2 酸性和氧化性 对一个事物发展的各个阶段之间进行比较 碱金属与氧气反应 3 比较方法所适用的种类 性质比较 即事物之间各种属性的比较 量的比较 即事物之间数量上的比较 状态比较 即事物之间各处于什么状态结构比较 即事物之间在空间构成上的比较 功能比较 即事物之间在作用和能力上的比较历史比较 即事物发展过程中各个阶段或两种事物发展过程中同一历史阶段的比较 理论与实践的比较 即新的实践所获取的科学事实与原有理论的比较 4 比较应遵循的原则 应在同一关系上进行比较 也就是说比较必须使两类事物有某种联系或种属关系 即必须具有可比性 F Cl Br I MnO4 必须坚持在同一标准条件下进行比较 也就是说必须保证两类对象 或两组对象 之间 除被试因素不同外 其它条件必须相同 NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 离子的三大特征 电荷 半径 电子构型 应抓住被研究对象的本质属性进行比较 Al2O3 Cr2O3 ZnO 实例 第二周期元素A与氢形成的如下化合物中的A A键的键能 kJ mol CH3 CH3346H2N NH2247HO OH207试问 它们的键能为什么依次下降 答 乙烷中的碳原子没有孤对电子 肼中的氮原子有1对孤对电子 过氧化氢中的氧有2对孤对电子 使A A键的键能减小 5 比较方法的局限性 我们只能对事物之间已知的某些属性作比较 不可能把未知的属性作比较 因此 根据已知的属性进行比较得出来的结论 难免具有偶然性 所以运用比较方法时 应该与其它方法相结合而进行 二 分类方法 1 分类是指在比较的基础上 根据事物之间的共同点和差异点 将事物区别为不同种类或不同等级系统的一种逻辑方法 在分类方法中 通过比较找出事物之间的共同点和差异点 根据共同点将事物归合为较大的类 根据差异点将事物划分为较小的类 因此特性则是划分事物的根据 共性则是归合事物的依据 2 分类的类型 客观分类法 又叫本质分类法 即按照客观事物的本质特征和内部联系进行分类 如 物质溶解度 可溶 微溶 难溶 主观分类法 又叫人为分类法 即按照人们的主观意图进行的分类 3 分类应遵循的原则 每次分类必须按同一标准进行 否则 就是犯 分类重迭 的错误 分类的子项应当互不相容 否则 就要犯 子项相容 的错误 各子项之和必须穷尽母项 分类必须逐级进行 否则 就是犯 跳级分类 的错误 4 分类在科研究中的作用 分类是整理文献资料的重要手段和方法 对于多门自然科学的分类 有利于科研人员确定自己的学科专业和研究方向 进行分门别类的研究 使人们能从更深的层次上去认识自然 改造自然 使认识更深刻 更全面 科学的分类能够反映事物内部规律性的联系 为有目的地去探索新事物提供向导 实例 氧化物按酸碱性分类 1 酸性氧化物 包括大多数非金属氧化物和某些高氧化值的金属氧化物 2 碱性氧化物 包括大多数金属氧化物 3 两性氧化物 包括一些金属氧化物 Al2O3 和少数非金属氧化物 As4O6 4 中性氧化物 NO CO 实例 共价键的类型 1 按极性分类非极性共价键极性共价键用成键的两个原子的元素电负性差值来衡量 差值越大 键的极性越强 CsF 4 0 0 7 3 3强极性键CO2 3 5 2 5 1 0弱极性键H2 0非极性键 2 按轨道重叠部分的对称性分类 键 原子成键轨道沿键轴 键合原子的核间联线 方向 以 头碰头 的方式重叠所成的键 其成键电子称为 电子 键 原子成键轨道沿键轴方向以 肩并肩 的方式 或平行方式 重叠所成的键 其成键电子称为 电子 共价单键一般是 键 在共价双键和三键中常常既有 键 一定且只能有一个 又有 键 键 成键轨道 头碰头原子核连线为对称轴 键 肩并肩穿过原子核连线有一节面 例 氮分子 NN2pz1 2pz12px1 2px12py1 2py1 z y x 键电子云界面图 键电子云界面图 3 按提供电子对的方式分类 一般 共价键 两个成键原子各提供一个电子配位共价键 共用电子对由一个原子单方面提供而形成的共价键 形成配位键必须具备两个条件 一个原子的价层有孤对电子另一原子的价层有空轨道例 CO C O 电子式 分子结构式 价键结构式 三 类比方法 1 类比定义 类比是在比较和分类的基础上 根据两个或两类对象之间在某些属性方面相同或相似 从而推出它们在其它方面也可能相同或相似的一种逻辑方法 类比方法也叫类比推理 2 类比公式 如果对象A有属性a b c d 前提对象B有属性a b c 那么对象B也可能有属性d 结论3 类比的种类经验类比 理论类比 模型类比 数学类比 因果类比 结构 功能类比 概念 机制类比 4 类比方法在科研中的作用 类比可以激发人们的想象力 打破传统思想的束缚 明确新的方向 类比方法是提出科学假说的重要途径 在临床上对疾病诊断假说的提出有一定的指导作用 类比方法是医学研究中模拟实验的逻辑基础 1927年 Davissson和Germer应用Ni晶体进行电子衍射实验 证实电子具有波动性 波粒二象性光子的密度 与光的振幅的平方 2呈正比光子的动量P与波长呈反比P h 1 德布罗意关系式 实例 5 使用类比方法必须遵循原则 尽量扩大类比的范围 已知相同或相似的属性越多 得出来的结论就越可靠 10 9要比10 7可靠 要类比两个或两个对象的本质属性 否则就是犯 表面类比 的错误 要注意寻找是否有与结论相矛盾的属性 也就是说 与甲对象相类比的乙对象 不能有与被推出的属性不相容的属性 如果乙对象有与推出属性不相容的属性 无论甲 乙对象之间有多少相同属性 结论也不能成立 C60结构的发现 1996年诺贝尔化学奖 1985年 科学家用激光照射石墨时 通过质谱法首次检测出C60分子式 但它的结构究竟是什么呢 柯尔 克鲁托和斯莫利假定含有60个碳原子的簇 C60 包含有12个五边形和20个六边形 每个角上有一个碳原子 这样的碳簇球与足球的形状相同 他们称这样的新碳球C60为 巴克敏斯特富勒烯 在英语口语中这些碳球被称为 巴基球 后来经C60的红外光谱和13C核共振光谱证实了他的设想 在使用类比方法的 一定要注意同其它方法相结合 同时 类比的结论是否正确 还要接受科学观察和实验的检验 实例CO2和CS2的结构 实例 1 1Lewis酸和Lewis碱可以形成酸碱复合物 根据下列两个反应式判断反应中所涉及Lewis酸的酸性强弱 并由强到弱排序 F4Si N CH3 3 BF3 F3B N CH3 3 SiF4 F3B N CH3 3 BCl3 Cl3B N CH3 3 BF3 BCl3 BF3 SiF4 1 2 1 分别画出BF3和N CH3 3的分子构型 指出中心原子的杂化轨道类型 B sp2 N sp3 2 分别画出F3B N CH3 3和F4Si N CH3 3的分子构型 并指出分子中Si和B的杂化轨道类型 B sp3 Si sp3d 考点 价层电子对互斥模型 杂化轨道理论对简单分子几何构型的解释 1 4BeCl2是共价分子 可以以单体 二聚体和多聚体形式存在 分别画出它们的结构简式 并指出Be的杂化轨道类型 sp sp2 sp3 考点 1 Be的缺电子性 参照元素B 2 杂化轨道理论 B的价电子构型为 2s22p1能提供的成键电子 2s12px12py12pzB的杂化类型有sp2和sp3 可推出 Be的杂化类型有sp sp2和sp3 Be的价电子构型为 2s2能提供的成键电子 2s12px12py2pz 四 归纳 归纳是一种从个别到一般 从特殊到普遍 从观察事实到普遍原理的认识过程 实例 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2OKMnO4 Co2O3 Ni2O3都具有强氧化性Co2O3 6HCl 浓 2CoCl2 Cl2 3H2O2MnO2 2H2SO4 浓 2MnSO4 O2 2H2O 对钇钡铜氧材料的分析表明 其组成为 Y3 Ba2 2 Cu2 2 Cu3 O2 7 三分之二的铜以Cu2 形式存在 三分之一则以罕见的Cu3 形式存在 将YBa2Cu3O7试样溶于稀酸 Cu3 将全部被还原为Cu2 写出试样在稀酸中溶解的离子方程式 4YBa2Cu3O7 52H 4Y3 8Ba2 12Cu2 26H2O O2 还原过程中可生成中间产物NO2 写出3种促进NO2 水解的方法 2013年高考题 NO2 H2OHNO2 OH 答案 加酸 升高温度 加水 盐类水解 NaCl溶液 NH4Cl溶液 CH3COONa溶液1 影响盐类水解的主要因素 一是反应物本身的性质 一是反应条件 2 反应条件 水解反应是放热反应 加大量的水促进水解 用TiCl4制备TiO2 从引起水解平衡的因素分析 CH3COO H2OCH3COOH OH 五 分析和综合 1 分析 1 含义 把对象整体分解为各个部分 方面 要素分别加以研究的思维方法 2 必要性 认识的本质就是要把握事物的本质 而事物的本质是隐藏在事物的现象背后的东西 只有把事物整体现象分解为各个部分 方面 要素加以研究 才能从中剥离出事物的本质来 3 目标 通过把对象整体分解为各个部分 方面 要素分别加以研究 从中剥离出事物的本质和事物本身固有的内在联系来 2 综合 1 含义 把经分解后加以分析的对象的各个部分 方面 要素再重新整合成一个具有内在关联性的整体进行统一认识的思维方法 2 方法 由此及彼 由表及里 由此及彼 经分析把握到的只是对象的部分 方面 要素 远不是对象的全貌 因此 需要在对象的各部分 方面 要素之间建立内在的联系 把对象作为有机整体来把握 由表及里 由对象的表面联系深入到内在联系 由现象联系进入到本质联系 3 关键 建立联系 2009年27 15分 两个学习小组用题27图装置探究