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高中化学远程研修专题八高中化学远程研修专题八 选修模块学科及教学问题研讨 下 选修模块学科及教学问题研讨 下 专题简介 专题简介 继化学反应原理模块的学科及教学问题研讨之后 本专题主要讨论其他几 个选修模块的学科及教学问题 高中化学新课程设置了 6 个选修模块 不同的 选修模块满足不同兴趣学生学习的需要 不同的模块将使学生在不同的取向上 获得培养和发展 主要从以下 4 个方面展开讨论 学科核心思想在有机化学基础模块教学中的落实 现代化学进展在物质结构与性质模块中的反映 公民科学素养在化学与生活 化学与技术模块中的发展 实践与创新能力在实验化学模块中的培养 上部 本讲主题 本讲主题 有机化学基础模块和物质结构与性质模块是两个重要的学术性选修 模块 有的实验区将有机化学基础作为全体理科生的必修模块 本讲主要介绍 了有机化学的核心思想 结构 性质 合成 教学中如何体现这些核心思想 物质结构与性质模块涉及到了哪些核心概念 中学教师应该如何理解这些概念 以及实施物质结构与性质模块教学的策略和建议 主持人 主持人 北京师范大学化学教育研究所在读博士 陈颖 嘉宾 嘉宾 有机化学专家 曹居东教授 结构化学专家 李宗和教授 山西大学附属中学教师 赵河林 一 现代有机化学的发展现状及有机化学的核心思想是什么 1 有机化学的发展现状有机化学的发展现状 曹居东教授 曹居东教授 有机化学是化学各个分支学科里发展最快 最丰满的一门学 科 从化合物总数来看 1900 年的时候我们人类掌握的化合物总数是 55 万 但是到了 2001 年的时候就有 3771 万种 而其中有机化合物占 3700 万还要多一 些 2006 年已经达到 8500 万 有机化合物的数目占 98 以上 2 2 在中学化学中应该体现哪些有机化学的核心思想在中学化学中应该体现哪些有机化学的核心思想 曹居东教授 曹居东教授 从中学化学来说 最基础的部分就是要讨论结构 性质和合 成这 3 个部分 首先 结构决定性质包括键 极性及其转换 不饱和度 官能 团 骨架及其异构 官能团及其异构 其次 性质以反应的形式表现 包括取 代 加成 消除 氧化还原 反应的反应类型和反应规律 最后 合成的过程 实际上是一个思维训练的过程 包括逆推思维训练和推结构 二 结构决定性质在有机化学模块中体现得更加深入 学生在利用 结构预测性质时可能会有哪些困难 教学中怎样帮助学生掌握结构 预测性质的方法 1 学生初学有机化学可能遇到的问题学生初学有机化学可能遇到的问题 赵河林老师 赵河林老师 首先应该看一看学生是怎样学习有机化学的 他们学习有机 化学有什么样的特点 学生比较熟悉无机元素化合物知识的学习方式 在必修 阶段学习无机元素化合物知识的时候 他们有一定的方法 作为教师来讲 在 讲授这段内容的时候也有一定的教学策略 比如可以让学生从分类的角度 从 氧化还原的角度来认识一个无机化合物可能具备怎样的性质 但是到了有机化学的学习以后 学生在学习的时候普遍感到非常的难 在 学习方法上他们可能会遇到这样一个问题 这是一个全新的学习方式 很多学 生认为有机的元素化合物知识 特别是有机化学反应要依靠死记硬背来解决 这样就造成了很大的记忆负担 觉得有机化合物的学习非常的烦 非常的杂 学习成绩上很难有提高 追究到认识方式上 学生很可能会认识到从无机到有 机 突然缺少了学习有机化合物的方法 具体而言 对有机化合物来讲 是结 构决定性质 从官能团的角度来讲 官能团到底怎样决定物质的性质 学生一 开始的时候并不清楚 往往在教学当中也是在学习了某一个物质的性质以后学 生才会认识到某种官能团可能具备这样的性质 对学生来讲缺乏了一种预测性 学起来就会感到有些困难 2 教学中怎样帮助学生掌握结构预测性质的方法教学中怎样帮助学生掌握结构预测性质的方法 赵河林老师 赵河林老师 传统的教学后来也讲官能团结构决定有机物的性质 但是官 能团到底怎样决定物质的性质 学生一开始的时候并不清楚 比如醇羟基为什 么会和金属钠反应 学习后就记住了 这种办法对学生来讲还是不够的 学生 会觉得这里面还有什么没有讲透 为什么这样的官能团会有这样的反应 还是 缺乏指导意义 缺乏预测性 我们要把结构与性质的关系作为有机化合物学习的一个核心思想 学生能 从官能团内部键的极性和碳原子的饱和程度等方面认识官能团对物质性质的影 响 真正体会到结构对性质的指导意义 这样他再拿到一个有机化合物时就会 有一定的预测功能 知道有机物可能具有怎样的结构特点 这样的结构特点可 能会反映出怎样的性质 甚至学生还要初步认识有机物官能团之间是如何相互 影响的 学生有了这些较为理性的认识 才能解决死记硬背的问题 实际上 我们也就是要给学生一个认识有机化合物的方式 即拿到有机物 他知道将怎样看这个有机物 看这个有机物的哪些方面 如何根据官能团的结 构预测和认识有机物具有的性质 3 怎样从物质的结构来预测其性质 举例说明怎样从物质的结构来预测其性质 举例说明 曹居东教授 曹居东教授 醛分子里一个最显眼的地方就是碳氧双键 羰基 在羰基里 由于氧的电负性比碳大 而且氧和碳之间又是双键 双键是一个 键一个 键 键电子很容易流动 所以主要的电荷都集中在氧上 氧是负的 碳是 正的 这时候 羰基既然是不饱和的 就可以加成 又由于一个是正一个是负 氧是负的 实际上是八电子结构 是一个饱和结构 反应性就会降低 而碳是 个不饱和结构反应性很强 负离子就会进攻碳而发生碳氧双键的加成 这就是 一个亲核加成 去不饱和就可以催化加氢 发生还原反应 同时由于碳氧上的电荷都集中在氧上 而碳上电荷密度降低 碳氢键就活 泼了 氢中间可以插进一个氧被氧化 或者是去掉氢 这样醛的性质就通通从 结构上看出来了 赵河林老师 赵河林老师 醇一般的结构式是一个碳链上有一个氢或者几个氢换成了羟 基 最简单的一元醇就是有一个氢换成了羟基 由于有了羟基 氧的电负性比 氢大 因此氢氧键之间就有了极性 而且氢氧键之间的电荷偏向于氧而远离氢 这个氢就活泼了 因此醇就有了酸性 同时羟基和碳链相接 由于氧的电负性比碳大 整体上来说碳氧键上的电 荷靠近氧而远离碳 碳氧键上的极性是氧负碳正 因此负基团就可以进攻正的 碳 把羟基换下来 这就是取代 由于氧的吸电子作用 影响了碳上的电荷的减少 使得邻位碳上的电荷也 减少 所以 碳上的氢也活泼了 氢和羟基就可以脱水 三 有机合成在有机化学中的地位及其意义是什么 曹居东教授 曹居东教授 有机合成在当代社会发展得非常快 有机合成的目的主要是 合成天然界已经有的但数量很少的物质或者合成天然界没有的物质 历史上主 要有 3 种有机合成设计的方式 1 由原料开始的装配式合成设计 R Willst tter 环辛四烯的合成以及 E Fischer 关于糖的大量合成工作都是以此方式设计合成的 2 由历程提出的合成设计 R Robinson 三步合成莨宕碱以及 W S Johnson 的 长叶松烯的全合成 3 由目标分子出发以逆推思维方式提出的切断法 1967 年由 E J Corey 在前人逻辑推理地构建复杂有机分子的基础上 吸收 了计算机程序设计的思维方法 把许多合成反应系统地进行了整理归纳后提出 的 切断法合成设计是目前最常用的合成设计方法 逆推思维这一思维方式已 经成为科学思维的一种普遍方式 现在有机合成一般的不是说有什么原料 想用这种原料能合成什么就合成 什么 而是我们有目标 比如从天然界发现了一种化合物 它很有用可以做药 但是从天然界得到的很少 满足不了医药的需要 那我们就要想办法把它合成 我们的目标物非常明确 在这种情况下该采用什么样的合成路线 用什么原料 什么条件 经过哪些反应把它合成出来 如果从各种原料开始考虑 可用的原 料有很多 有天然界已经存在的一些简单化合物 或者还有一些比较复杂的化 合物 也可以用石油化工的产品 这样要考虑的方面可能非常多 假如我们从末端开始考虑 从目标物开始考虑 从目标物的结构特点 可 能有的性质 可能合成的方法倒着往前推 这个目标物有可能用什么反应把它 合成 这个反应需要哪些原料 这些原料又需要什么样的原料才能把它合成 这么反着推过来就会比较有效 四 在实践中有机合成的教学应该如何进行 有何建议 赵河林老师 赵河林老师 有机合成在教学上有非常重要的功能 它不仅有学科意义 而且从学习的角度看 学生学习了有机物及其性质后可以利用这些有机化学反 应 利用有机物之间的转化关系来进行合成 就可以起到全面整合有机物的结 构 反应 性质 转化之间的关系的作用 使学生更系统 更深刻的认识有机 合成的内在联系 在实验区有很多很好的做法 在前面学习有机化合物性质的教学里 我们 更重视正向思考问题 即怎样结构的物质会有怎样的性质 很少考虑生成某种 有机物用什么反应 要用什么反应物 有哪些途径 哪些途径更好 对这些问 题是不够重视的 如果在有机合成里能够体现这样的思想 培养学生的逆向思 维 培养学生的全面思考问题的能力是很有好处的 老师在上有机合成这一节课之前 首先要对整个教材做全面的复习 这种 复习不是单纯重复 而是一个更高水平的整合 教师可以要求学生总结在整个 书里出现了哪些有机化学反应类型 实现了哪些官能团的转化 怎样实现碳链 的增长和减少 在这个基础上从新的视角来整合所学习过的有机化学方程式 在这个基础之上介绍有机合成的知识 既给学生打下了基础 也为他解决有机 合成提供了知识基础 并且让学生进一步地从转化的角度认识有机化学反应 这在教学上是很有意义的 五 物质结构与性质模块包含哪些核心内容 在课程标准中是如何 体现的 赵河林老师 赵河林老师 物质结构与性质模块出现了很多核心概念 其中有些概念是 以前的课程中没有涉及到的 比如 主题 1 涉及到的核心概念 能级 跃迁 原子轨道 电子云 电离能 电负性 主题 2 涉及到的核心概念 离子键 共 价键 配位键 金属键 键和 键 键参数 分子构型 手性分子 等电 子原理 离子晶体 晶格能 金属晶体的基本堆积模型 原子晶体 主题 3 涉 及到的核心概念 分子间作用力 氢键 分子晶体 主题 4 涉及到的核心概念 原子结构与元素周期系 研究物质结构的基本方法和实验手段 探索物质结构 的价值 以上这些核心概念基本上可以分成 3 个维度 微粒 微粒间的相互作用 物质的聚集状态 背景资料 物质结构与性质模块内容标准 主主题题内容内容标标准准 1 原子结构 与元素的性 质 1 解原子核外电子的运动状态 2 解原子结构的构造原理 知道原子核外电子的能级分布 能 用电子排布式表示常见元素 1 36 号 原子核外电子的排 布 3 说出元素电离能 电负性的涵义 能应用元素的电离能说明 元素的某些性质 4 道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁 了解其简单应 用 2 化学键与 物质的性质 1 能说明离子键的形成 能根据离子化合物的结构特征解释其 物理性质 2 了解晶格能的应用 知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中 离子键的强弱 3 知道共价键的主要类型 键和 键 能用键能 键长 键角 等说明简单分子的某些性质 4 认识共价分子结构的多样性和复杂性 能根据有关理论判断 简单分子或离子的构型 能说明简单配合物的成键情况 5 了解 手性分子 在生命科学等方面的应用 6 结合实例说明 等电子原理 的应用 7 了解原子晶体的特征 能描述金刚石 二氧化硅等原子晶体 的结构与性质的关系 8 知道金属键的涵义 能用金属键理论解释金属的一些物理性 质 9 能列举金属晶体的基本堆积模型 3 分子间作 用力与物质 的性质 1 结合实例说明化学键和分子间作用力的区别 2 举例说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响 3 列举含有氢键的物质 知道氢键的存在对物质性质的影响 4 知道分子晶体与原子晶体 离子晶体 金属晶体的结构微粒 微粒间作用力区别 4 研究物质 结构的价值 1 了解人类探索物质结构的价值 认同 物质结构的探索是无 止境的 观点 认识在分子等层次研究物质的意义 2 知道物质是由微粒构成的 了解研究物质结构的基本方法 和实验手段 3 认识原子结构与元素周期系的关系 了解元素周期系的应 用价值 4 初步认识物质的结构与性质之间的关系 知道物质结构的 研究有助于发现具有预期性质的新物质 六 从学科的角度怎样理解物质结构与性质模块中重要的核心概念 1 原子轨道这个概念是如何提出的 它的物理意义是什么 原子轨道这个概念是如何提出的 它的物理意义是什么 李宗和教授 李宗和教授 自从量子力学问世以后 1926 年 Schrodinger 方程建立并首 先在化学上处理氢原子获得成功 1928 年哈特里 D R Hartree 对多电子原 子用量子力学处理 在电子近似基础上提出自冷场模型 1930 年福克考虑电 子不可区分性 建立 H F 方程 用于处理多电子原子 又获得了巨大的成功 轨道的概念是建立在单电子近似的基础上的 对于多电子原子 分子中每一个 电子都处在原子核和其他电子对它平均作用的势场内运动 这个单电子运动状 态就叫原子轨道 原子轨道实际是原子中单个电子在空间的运动状态 它是单 个电子实实在在存在的一种运动 它具有一定的能量 一定的角动量 我们常把原子中的单电子运动状态或者分子中的单电子运动状态称为轨道 轨道这个概念已经不是原来意义上的一条直线或一条曲线 在这里的概念是相 当广泛的 它表示着粒子或者电子或者原子核一系列的连续的运动状态 这样 的运动状态表示了粒子的真实存在 对于粒子来说 它的运动状态主要从一些 物理量来描述 例如它的能量 角动量等等 标志单电子的运动状态的物理量 能量 角动量用什么来标志呢 就是靠 量子数来标志的 能量的变化是不连续的 就用相应的量子数表示 角动量的 变化是不连续的 也用相应的量子数来表示 比如在氢原子当中 我们引进了 四个量子数 一个是 N 主量子数 一个是 L 角量子数 一个是 M 磁量 子数 一个是 Ms 自旋量子数 这四个量子数表示什么呢 它表示氢原子 当中电子的能量如何 总角动量如何 总角动量在磁场上的分量如何 自旋的 角动量如何 实际上量子数是用来描述电子运动状态的 这些量子数中 除了 自旋量子数 Ms 以外 其它量子数都首先是从量子力学的方程解出来的 但是这 些量子数后来都被实验一一所证实 2 2 原子轨道对学生后续学习的作用原子轨道对学生后续学习的作用 赵河林老师 赵河林老师 有了原子轨道的科学概念以后 学生便于认识原子轨道和元 素周期表的关系 在必修阶段学习了元素周期表和原子结构的关系 但这是比 较低的认识水平 如果有站在量子化基础上的原子轨道概念 学生将会对元素 周期律 元素周期表的认识有一个较大的提升 学生可以更清晰的认识周期是 怎么来的 周期源于能级的划分 可以更深刻的认识族的概念 使学生认识到 元素周期表不是事实的罗列 而是存在内在的规律的 在必修阶段讨论过原子 结构 元素周期表和元素性质的关系 如果有比较科学的原子轨道概念 将有 利于帮助学生进一步认识元素的性质 电离能和电负性 帮助学生从原子结 构的角度认识元素的性质 同时也会影响到微粒间的相互作用的学习 李宗和教授 李宗和教授 有了原子轨道的概念之后 学生从价键理论的观点理解化学 键会更直观一些 从价键理论来看 在原子 分子中原子轨道是不变的 未成 对的电子在原子轨道上运动 能形成化学键是因为原子轨道相互重叠 使那些 自旋相反的电子形成了化学键 有了这个思想之后 才解释了一些分子的饱和 性和方向性 例如氧跟两个氢进行饱和 硫化氢也是硫跟两个氢进行饱和且夹 角是 90 度 从原子轨道的思想出发 鲍林提出了杂化轨道理论 按照原来的原 子轨道 碳形成甲烷 四个 P 轨道是一样的 1S 轨道是一样的 不可能形成四 个相同的键 鲍林提出了杂化轨道 S 轨道和 P 轨道互相搀和形成新的轨道 从这个观点来看 原子轨道对以后的化学键理论的发展起着非常重要的作用 3 在不同版本的教材中不约而同地引入了杂化轨道的内容 杂化轨道的作用是在不同版本的教材中不约而同地引入了杂化轨道的内容 杂化轨道的作用是 什么呢 什么呢 李宗和教授 李宗和教授 1927 年海特勒 伦敦处理 H2分子的结果表明 H2分子之所 以能稳定存在 是两个 H 原子的 1S 电子以自旋反平行方式相互作用的结果 以后人们使用这个思想说明了许多双原子分子的稳定性 但在处理多原子分子 时 发现使用自电原子的原子轨道研究分子构型时已经不能适用了 如 CH4 L Pauling 认为原子在分子中 还应有自己的轨道 不过在分子中这个原子轨道 不再是自由原子时的原子轨道 于是提出杂化轨道的概念 这个新的原子轨道 再与其他原子的原子轨道生成化学键 结合成分子 1931 年 L Pauling 和 J C Slater 提出 sp 杂化 解决了 CH4的分子结构 以后又推广到 spd 杂化 我国科学家唐敖庆等人 1950 1956 年发表文章给出 spdf 杂化轨道夹角的通式 杂化轨道理论在解释分子构型 络合物的构型上起 到了很大的作用 推动了络合物化学的发展 Pauling 也因此而获得了诺贝尔化 学奖 4 教师应该怎样认识教师应该怎样认识 键和键和 键 键 李宗和教授 李宗和教授 1932 年 莫利肯和洪特在研究双原子分子光谱时提出分子 轨道的概念 他们认为分子中电子不再属于某一个原子 而是属于全分子所共 有 原子轨道也基本上不存在 而是应用分子轨道来代替 他们认为分子中每 一个电子都只在固定的核和其它电子对它平均作用的势场运动 这个单电子运 动状态叫分子轨道 这个定义是对 Hartree 原子轨道定义的扩充 当分子仅一 个原子核时 分子轨道也就变成原子轨道了 莫尼肯提出 对双原子分子来说键型可分成几类 一类是 键 一类是 键 一类是 键 一类是 键 并且指出双原子分子形成 键应该有一 定的角动量 键的角动量是 0 沿着键轴的角动量是 0 键的角动量是 0 沿着键轴的角动量是 1 键的角动量是 2 沿着键轴的角动量是 2 键的角动量是 3 沿着键轴的角动量是 3 在这样的情况下 人们就开始 用实验来证实 因为有角动量就有磁矩 有磁矩就可以测量 后来通过实验证 实了他所提出的理论是正确的 5 应该怎样理解晶胞 应该怎样理解晶胞 李宗和教授 李宗和教授 晶胞的概念其实是很简单的 从一个晶体里面任意截取一个 平行六面体 这块平行六面体就叫做晶胞 在这个平行六面体内有原子 分子 和离子 如果把其中的组成及原子 分子 离子的空间排布弄清楚了则晶胞就 弄清楚了 整个晶体是由一个个晶胞堆砌而成的 我们了解好了一个晶胞就等 于了解好了一个晶体 在研究或学习的过程中 我们重点要把晶胞内部的组成 及其空间排布弄清楚 七 物质结构与性质模块的教学中 可以采取哪些策略来实现教学 目标 有何建议 赵河林老师 赵河林老师 对于物质结构与性质这个模块的教学 应该注意几个方面 1 1 教学要把重点放在学生对概念的认识和发展上教学要把重点放在学生对概念的认识和发展上 课程标准设置这个模块的思想是要发展学生的认识 让学生体会物质构成 的奥秘 并且用它来增强一些解决问题的能力 因此 这个模块的教学要把重 点放在学生对概念的认识和发展上 教学是为了学生的发展 从必修模块到选 修模块 学生对原子结构 元素周期律 元素性质以及化学键的认识是一个大 的飞跃和发展 但这个发展是建立在原子轨道的基础上 对原子结构的重新认 识和定位 在本模块教学当中不应该拘泥于具体概念文字的记忆和背诵 应该重在学 生观念的发展 我们应该把握一个原则 目的是为了转化学生旧有的观念 让 学生的认识得到进一步的发展 2 2 教学要尽量与生活密切联系教学要尽量与生活密切联系 例如 学习原子结构的时候 涉及到光谱的知识 可以引入生活中的问题 霓虹灯为什么会发出五颜六色的光 让学生感觉到光谱不是离他们很远 太阳光是一个连续的光谱 而霓虹灯则是一个线状的光谱 在共价键教学的时 候 学生需要认识共价键有键能 这是比较抽象的 我们可以引入这样的教学 内容 紫外光为什么会对人体有害 实际上紫外光是具有一定能量的 人体是 由化学物质构成的 里面含有化学键 碳碳键 碳氮键 碳硫键等等 对人 体有害是对人体中键能的破坏 在介绍氢键内容的时候 也可以结合生活中 的问题 冰为什么比水轻 水为什么在 4 摄氏度的时候密度最大 类似这样 的问题都和学生的生活密切相关 他们会认识到学习这些物质构成的奥秘确实 可以解决生活中的问题 有利于培养学生对物质结构与性质的学习兴趣 取得 比较好的学习效果 3 3 重视化学史内容重视化学史内容 希望老师们能多学习一些化学史的内容 特别是对于概念发展的历史 像 原子结构 原子轨道的发展历史 共价键的发展历史 当学习共价键发展的历 史时 老师自己就会对概念有更加清晰的认识 了解概念的来龙去脉 这样就 不会孤立的认识某一个理论模型 使老师在学科上的认识更加深刻 而且对于 化学史 老师可以选取一部分适合的放到教学里作为宝贵的教学资源利用 这 也会有助于教学 例如 对于原子轨道的认识 我们就是遵循了化学史的过程 由卢瑟福模型到波尔模型 然后到量子力学的原子轨道模型 这样学生清楚了 原子轨道不是从天上掉下来的 也不是一个科学家把它写出来的 而是经过科 学家前赴后继研究出来的 学生对科学就会有更深刻的认识 对科学家的探究 过程也就有体会 这是符合课标精神 也是符合学生的科学认知发展的 下部 本讲主题 本讲主题 化学与生活 化学与技术 实验化学 3 个模块是以前的课程中没有 的 新增这些模块无疑给教师的教学带来了新的问题 在介绍几个模块在实验 区的实际开设情况和实施中遇到的问题的基础上 结合教学实践案例分别对化 学与生活 化学与技术和实验化学模块的教学和开设提出了相关的建议 主持人 主持人 北京师范大学化学教育研究所博士 魏锐 嘉宾 嘉宾 北京师范大学化学教育研究所 刘克文副教授 化学教育专家 潘鸿章教授 中国人民大学附属中学副校长 罗滨 一 化学与生活 化学与技术在实验区的开设情况是怎样的 罗滨老师 罗滨老师 在实验区 很多学校都进行了文理分科 文理分科之后 不同 的地区开设化学与生活 化学与技术的情况有所不同 各个省市有些差异 主 要有以下四种情形 1 文科生必修化学与生活 理科生没有特别的要求 2 文科生必修化学与生活 理科生在化学与生活 化学与技术模块中任 选其一 3 文科生在化学与生活 化学与技术两个模块中任选其一 理科生没有 特别的要求 4 所有学生必修化学与生活 例如 北京地区 二 化学与生活模块的特点及其对学生发展的意义 在实际的教学 中需要注意哪些问题 1 化学与生活模块对学生发展的意义化学与生活模块对学生发展的意义 潘鸿章教授 潘鸿章教授 化学与生活是密切联系学生实际的一个选修模块 通过这个 模块的学习应该使学生在以下 3 个方面得到发展 1 认识化学在促进人体健康 提供人类生活所需的材料和用品 提供生活 能源 保护生存环境 2 能够应用所学过的化学知识以及将要学习的与生活相关的化学知识来分 析 解释生活中的现象 判断在生活中的一些做法是否正确 应该怎么做 为 什么要这么做 3 通过化学与生活模块的学习 在提高学生科学素养的同时转变学生的生 活态度和生活方式 使学生生活得更明白 生活得更科学 2 2 化学与生活模块的特点及教学中需要注意的问题化学与生活模块的特点及教学中需要注意的问题 潘鸿章教授 潘鸿章教授 化学与生活模块教材凸显了生活的主线 在教材中也有化学 知识 但化学知识是穿插到生活问题中 在每一节课的教学中应该构建以生活 问题为主线的教学内容 同时也要承载化学知识的学习 化学知识要揉到生活 问题中去 学生要学习的生活知识一般都是他们所熟悉的 而且是密切联系实 际的 教学中要注重学生的参与 进行课内外结合 让学生进行参观访问和社 会调查 鼓励学生多讨论 采用多样化的课堂教学形式 主持人 主持人 化学与生活模块的教学要与生活问题为主线 以化学知识为暗线 3 在教学中怎样体现生活的线索 怎样进行教学活动的组织在教学中怎样体现生活的线索 怎样进行教学活动的组织 教学案例 教学案例 课题 4 正确对待保健食品 补铁保健食品 北京十二中 赵虹华 教学流程 具体教学设计详见拓展资源 教学流程 具体教学设计详见拓展资源 案例点评及教学建议 案例点评及教学建议 潘鸿章教授 第一 建构了凸显生活问题主线的内容体系 潘鸿章教授 第一 建构了凸显生活问题主线的内容体系 符合课表和教 材的要求 整个教学内容以生活问题为主线 从铁在人体中的重要作用 存在 状况 分布情况来入手 提出了补铁对人体的危害以及不同人群每天对铁的需 要量 进而介绍补铁食物及保健品和药品 最后再说补铁的方法 这些内容都 是密切联系学生实际的 学生对这些内容非常感兴趣 第二 设计了生动活泼 第二 设计了生动活泼 有利于学生探究的教学过程 有利于学生探究的教学过程 进行课堂教学改革提倡学生自主探究活动 赵老 师设计的探究活动让学生探究补铁剂中铁元素的价态 这个活动学生的学习积 极性很高 做得很成功 课堂气氛很重要 处了进行实验探究外 教学中还使 用了多次讨论探究 例如哪些食物里面含有铁 为什么在补铁剂中加入维生素 C 为什么有些食物不能与食物同时服用 第三 恰当的融进了相关的化学知第三 恰当的融进了相关的化学知 识 识 化学与生活模块的教学并不是进行科普讲座 而是要让学生学到与化学相 关的生活知识 巩固和提升学生已经学过的化学知识 扩展与生活相关的化学 知识 教学中综合应用了所学得化学知识 同时 刘克文副教授 刘克文副教授 有两点体会 生活模块教学的主线和基本思路与原来以知 识为主线的教学不同 今天的课是以生活中的问题为主线 而不是与知识为主 线 教学中让学生体验到生活中有大量的 丰富的化学知识 化学知识可以解 师生互动 创设情境 铁在人体中的存在 分布和功能 整合归纳 解决问题 铁的摄取和补充 科学服用补铁保健品 补多少 知识介绍 实验探究 材料阅读等方式 推广引申 学以致用 补什么怎么补 决生活中的很多问题 罗滨老师 罗滨老师 我觉得有一个亮点 赵老师比较好的设计了一个很好的实验探 究 承载了很多科学方法 实验探究的主要任务是探究补雪口服液中铁元素的 存在及价态 有三个好处 第一 设计了探究 有一个方法训练 第二 探究 是半开放的 不是全开放的 如果完全开放对学生来说难度可能太大 第三 难度是适中的 只是定性的检查 是否有和有多少 并没有进入到定量的层次 定量的层次如果放在实验化学模块就会比较适合 三 化学与技术模块的特点及其对学生发展的意义 在实际的教学 中需要注意哪些问题 1 化学与技术模块对学生发展的意义化学与技术模块对学生发展的意义 刘克文副教授 刘克文副教授 这个模块的开设在新课程中是一个创新 无论是在国内还 是在国外只有我们国家在高中阶段设置这样的一个模块 设置化学与技术的主 要目的有 3 个方面 引导学生深入学习有关化工生产的知识 使学生能够应用 所学的化学知识对有关化工生产技术方面的问题做出合理的分析和解释 强化 学生的应用意识和实践能力 2 化学与技术模块教学中要注意哪些问题化学与技术模块教学中要注意哪些问题 刘克文副教授 刘克文副教授 化学与技术模块的教学应该注意以下几个方面 1 化学 与技术模块的教学要以化工生产中的技术问题为主线索 2 教学的方式应该 发生改变 有条件的话应该带学生到工厂去参观 到实践中去考察考察 不仅 老师自己要走进工厂 还要带着学生走进工厂 3 教学的组织形式要发生变 化 针对一个问题 要引导学生多讨论 技术的发展源于问题 学生要通过讨 论去解决这些实际的问题 从而获得发展 主持人 教学要以技术问题 实际生产问题为主线 老师要跟上技术发展 体现时代性 教学组织形式要改变 学生的学习方式要改变 3 在教学中怎样体现技术的线索 怎样组织教学活动在教学中怎样体现技术的线索 怎样组织教学活动 教学案例 教学案例 化学与技术 设计一座硫酸厂 北京铁二中 杨彬 教学设计说明 具体教学设计详见拓展资源 本节课是在学生学习必修化学 1 第 3 章第 3 节 硫的转化 的基础上 引导学 生通过实验室中接触法制硫酸的实验过渡到工业生产硫酸需要考虑的一些实际 问题 本节课的教学过程设计 首先是播放实验室中制硫酸的实验录像 请同学 们思考工业制硫酸时需要考虑的实际问题与实验室制硫酸的不同之处 然后请 同学们就在工业上选用哪种原料制硫酸展开研究 在此过程中介绍接触法制硫 酸的几种原料及其原理和简单工艺流程 其次请同学们分角色扮演新建项目负责 人 硫酸厂设计师 地质工程师 环保局局长等角色 结合甲乙两地的具体情况 以 硫酸厂厂址选在哪里 以及工业生产过程中相关的 三废 处理及利用等综合 经济效益问题为主题展开讨论 教学目标 1 使学生掌握工业上硫酸生产的原料 流程和典型设备以及各阶段的主要反 应原理 了解硫酸生产中不同原料与生产过程的关系 初步学会在建厂时结合实 际情况选择适宜的原料 2 使学生了解化工厂设计中在厂址选择时需要考虑的诸多因素以及硫酸厂 厂址选择的一般性和特殊性 3 使学生简单了解硫酸工业生产过程中废气废渣的处理及利用情况 让学生 体会实际工业生产中需要考虑环境保护及其它综合经济效益等问题 4 通过 设计一座硫酸厂 的基本过程使学生初步了解化工生产与化学科学 实验的不同 了解化工生产遵循的一般原则 并通过课堂讨论 培养和发展学生 综合应用知识分析和解决实际问题的能力 本节课的重点和难点是 接触法制硫酸的有关的化工生产原理及设计硫酸厂的综 合经济效益问题 案例点评及教学建议 案例点评及教学建议 刘克文副教授 刘克文副教授 这个案例从组织形式 设置的内容 学生学习的方式几个 方面都与其他模块的教学有所不同 体现了技术的特点 教学的组织方式主要 是学生活动 学生查询有关资料以后提出问题 然后通过角色扮演来解决问题 从整个内容来看 设计一座硫酸厂是生产硫酸的一个基本的化学工艺 其中有 的是技术的问题 有的建厂的技术问题 有的化工生产的技术问题 教学过程以技术问题作为主线 逐步解决在建厂过程中遇到的问题 厂址 污染 原料 水源等 具体到化工生原理上主要讨论了二氧化硫气体的制取 二氧化硫的催化氧化 三氧化硫的吸收等技术问题 通过学生角色扮演 辩论 讨论等的活动让学生学到了怎样建硫酸厂以及生产硫酸的有关化学反应 利用 化学知识解决了技术和生产的问题 凸出了问题和技术的主线 四 实验化学模块对学生发展有何意义 新课程实施中如何有效的 开设实验化学 1 1 实验化学模块的特点及其对学生发展的意义实验化学模块的特点及其对学生发展的意义 主持人 主持人 实验化学是一个与实际密切联系的模块 注重过程与方法的培养 罗滨老师 罗滨老师 实验化学模块的定位主要是通过实验探究活动使学生掌握基本 的化学实验技能和化学实验方法 体验实验探究的基本过程 认识实验在化学 科学研究和化学学习中的重要作用 在此模块中增加了定量实验和化学实验设 计的内容 培养学生实践和创新能力 同时也介绍了一些现代化学实验技术 绿色化学的基本思想 重视培养学生环境保护意识 潘鸿章教授 潘鸿章教授 本次课程改革无论是必修模块还是其他选修模块都安排了很 多化学实验的内容 并没有削弱化学实验 在此基础上还特别设置了实验化学 模块 更加强化了实验的重要性 但实验化学模块的实验不同于其他模块的实 验 这个模块要突出科学方法的主线 背景资料 课程标准中实验化学模块的内容主题 实验化学 模块构建了 物质的分离 物质的制备 物质的检测 物质性质 及反应规律的研究 四个主题 2 2 新课程实施中如何有效地开设实验化学新课程实施中如何有效地开设实验化学 实施案例 中国人民大学附属中学实验化学模块的开设情况实施案例 中国人民大学附属中学实验化学模块的开设情况 罗滨老师 罗滨老师 实验化学如果要开设 选择的学生人数应该会很多 班额就会 很大 但是实验化学教学则要求每班学生人数要尽量少些 这两者之间是相互 矛盾的 我们决定开设实验化学后 为了解决好这个问题 让更多的学生能有 机会学习实验化学 我们计划从高一开始开设实验化学 并且做了如下的准备 工作 准备工作 一 准备工作 一 确认开课必要性和可行性