化学课程简报第1期

1、化学课程简报 第1期编写：北京大学化学教育课程团队秋日的阳光”，温暖自在，我们相聚在这平台，享受思想的碰撞和交换！在这里，时空与网络“化合”，智慧与成长“反应”，这间小小的心灵“聊吧”，愿陪伴您休闲品茗、学术成长。一起来吧，打造属于我、属于你、属于化学教师的交换空间！聚焦教学氧气和二氧化碳的教学的区别和联系现在已经开学近一个月，大部分学校进入了氧气的教学。氧气是初中化学学习中的重点物质。化学是物质科学，研究物质及其变化是化学学科的核心任务之一。初中生通过化学课程的学习，应该能够了解身边的物质的化学能够化学的思路和方法，了解身边重要化学物质的形式和变化，能够从化学的视角、用化学的思路和方法认识、

2、分析、研究身边的化学物质，进行物质转化。化学教师大多重视身边的化学物质的教学，能够让学生熟记水、氧气、二氧化碳、酸碱盐等物质知识，但是通过这些物质的学习，帮助学生建立起认识身边物质的化学视角和研究法的意识很多教师还没有。下面我们就以氧气和二氧化碳教学的比较为例，谈谈物质教学应注意些什么。1、 从课程标准看课程标准中的规定是氧气和二氧化碳教学的根本基础，课程标准中对二者的规定如下：对于两个物质的学习，课程标准都将其放在“身边的化学物质”主题中的“我们周围的空气”主题下。课标规定“身边的化学物质”的总体学习目标是“引导学生观察和探究一些身边常见的物质，帮助学生了解它们对人类生活的影响，体会科学进步

3、对提高人类生活质量所做出的巨大贡献；增强学生对化学的好奇心和探究欲望，使学生初步认识物质的用途与性质之间的关系，帮助学生从化学的角度认识和理解人与自然的关系，初步形成科学的物质观和合理利用物质的意识”。“身边的化学物质” 的基本学习方法是“注重从日常生活和生产中选取学生熟悉的素材，注重引导学生通过观察和实验探究活动，认识物质及其变化”。也就是说，氧气和二氧化碳的教学都需要以生产生活中的素材为重要学习载体，让学生体会物质丰富多彩的变化，以及物质性质、变化与物质用途间的关系，体会化学对人类生产生活的贡献。课标中有关氧气和二氧化碳的具体条款为：（一）我们周围的空气标 准活动与探究建议 说出空气的主要

4、成分，认识空气对人类生活的重要作用。 能结合实例说明氧气、二氧化碳的主要性质，知道氧气能跟许多物质发生氧化反应。 初步学习氧气和二氧化碳的实验室制取方法。 了解自然界中的氧循环和碳循环。 实验探究空气中氧气的体积分数。 实验：氧气和二氧化碳的制取和性质。 辩论：空气中的二氧化碳会越来越多吗？氧气会耗尽吗？ 小组协作设计并完成实验：人呼出的气体与空气中二氧化碳相对含量的差异。在课程标准修订稿中规定的学生实验活动也包括：氧气的实验室制取与性质实验、二氧化碳的实验室制取与性质实验。可见，课程标准中对氧气和二氧化碳的教学要求是比较高的。从具体的性质知识，到与其他物质间的反应与转化；从制备实验、性质实验

5、的基本操作到实验方法的理解，再到尝试设计实验；从具体物质的学习到以元素为核心的物质转化观的建立和发展，并应用元素观、转化观看待自然界中的有关现象。课标中对于氧气和二氧化碳学习的基本方法定位为实验和科学探究。2、 从教学内容的学科地位作用看氧气是学生熟悉的物质，化学性质活泼又相对单一，容易获得，用途又很广泛，在大多数初中化学教科书中，氧气被安排为第一种系统研究其性质的物质。因此，氧气的学习对后续元素化合物的学习起到示范引领的作用，通过氧气的学习，要帮助学生建立研究身边化学物质的研究框架和研究方法。具体而言，通过对空气中氧气含量测定的学习，了解混合物与其组分间的关系，知道定量测量对化学学习的重要性

6、。通过对氧气性质用途的学习，体会化学视角是认识身边物质的一个重要的视角；化学是从物质的（组成结构）、物理性质、化学性质、用途、制备等几个维度研究物质；化学研究物质时常常借助实验手段，要依据实验目的设计实验方案；实验中可以使用对比等科学研究方法；实验现象的观察是有目的、有序的，实验现象与实验结论之间要有明确的逻辑关系。通过氧气制备的学习，了解制备物质的思路框架，知道制备物质原料选择和仪器设备选择的基本方法，训练由固体原料制备气体的实验操作技能，感受制备物质的神奇，获得成功体验。二氧化碳是酸性氧化物的代表物，与氧气相比化学性质更为复杂，可以与水反应生成碳酸，可以与氢氧化钠、氢氧化钙发生反应，二氧化

7、碳的学习丰富了学生了解的物质类别和物质间的反应关系。酸和碱是初中阶段要求的基于物质类别认识的物质，因此，在义务教育化学课程后期，学生对二氧化碳性质的认识不会局限在二氧化碳与氢氧化钠或氢氧化钙的一两个反应中，可能发展到二氧化碳能与碱这一类物质发生反应，不过不要求判断反应产物。由于各版本教材对二氧化碳安排的位置不同，在初学二氧化碳时，学生可能还缺少足够的化学反应知识，因此初学二氧化碳更强调二氧化碳物质自身的性质、转化、用途，而不是酸性氧化物的性质。从二氧化碳对于生产生活的社会价值来看，二氧化碳对于动植物的生存、生长具有重要意义，二氧化碳也是温室效应、碳排放等环境问题中的焦点物质。另外，作为含有碳元

8、素的物质，二氧化碳又是自然界中碳循环的重要结点，因此合理使用二氧化碳，有效控制二氧化碳的生成和转化，是化学科学界重要的研究课题，也是学生们应该有意识的主动关注的问题。可见，氧气和二氧化碳在学科中都有重要的地位作用，但其价值体现又不相同，所以在教学素材选取和教学活动设计上也会有所不同。3、 从学生学习基础看程标准是教学的依据，学生情况则是教学的基础。把握学情是进行教学活动的重要前提。在教师们发的帖子中，几乎每一位教师都注意到了学生学习氧气和二氧化碳时学习基础的差异是非常大的，因此在进行两种物质的教学时，大家会选择不同的教学思路和过程。学生的学习基础可以从学生已有学习基础和可能的学习障碍点两个方面

9、进行分析，对这两个方面的分析又可以从以下三个角度进行：学生的知识基础、能力基础以及学生对化学的学习兴趣、对物质的研究兴趣基础等。学生对氧气和二氧化碳学习基础的具体分析如下（学生不同、使用教材版本不同、教学进度程序不同，学情会有较大差异，本处只是简单示范）： （一）氧气学习的学情分析1.已有基础分析学生对氧气毫不陌生。他们在小学的科学课程中和各种课外科技活动、科普材料中对氧气有了大量了解，比如说知道氧气是供给呼吸的，知道燃烧时要有氧气，食物腐烂可能与氧气有关等等。但是学生对氧气的认识往往只停留在知道一些信息，从来没有真正的操作过氧气，更没有系统的从组成、制备、性质、用途这样全面的研究过，因此氧气

10、的学习对学生是用新的角度认识熟悉的物质，使学生第一次妻子动手研究物质、获得物质，对学生是很有吸引力的。2.学习障碍点分析氧气性质的学习中有较多的实验，学生还不能自主确定实验观察的目标和顺序、不能熟练、有序地完成实验操作，还不能从实验现象中概括出实验结论，因此氧气性质的教学要注意学生实验能力的培养，其中又以实验观察能力、实验现象描述能力为主。实验室制备氧气，是学生第一次系统进行气体制备实验，其实验技能还处在初级的阶段，对如何分析和处理实际实验中遇到的问题仍感到束手无策。因此，氧气的实验室制法的教学，在帮助学生顺利获得氧气的同时，要注意制备物质的思路的总结和落实。（2） 二氧化碳学习的学情分析1.

11、已有基础分析学生对二氧化碳是十分熟悉的，碳酸饮料中有二氧化碳、二氧化碳可以灭火、二氧化碳可以使澄清石灰水变浑、二氧化碳参与光合作用、人呼出的气体中含有高浓度二氧化碳、二氧化碳过度排放对环境的影响等。但是学生对自己已有的这些知识掌握的并不深入确切，比如如何证明碳酸饮料中确实有二氧化碳，碳酸饮料中有多少二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水便混得过程中发生了什么，二氧化碳为什么可以灭火由于学生对二氧化碳的熟悉，以及基于这种熟悉可以自然而然产生问题，所以二氧化碳的教学可以考虑开放一些，以激发和满足学生的好奇心为主线索，进行问题解决是的探究教学，最后再通过对问题解决结果的梳理形成对二氧化碳从物理性质到化学性质

12、的全面认识。同时，由于在前面内容的学习中学生已有了较为丰富的实验探究经验，在二氧化碳的教学中可以进一步增加学生实验操作的数量，并尝试留给学生一定的实验设计空间。 2.学习障碍点分析由于学生对二氧化碳十分熟悉，所以对于二氧化碳性质的具体内容学生较容易理解，不构成学习障碍。对学生而言，这部分学习较为困难的是如何从实验现象获得结论，如，为什么向烧杯中倾倒二氧化碳，烧杯中的蜡烛灭了，就说明二氧化碳不支持燃烧且密度比空气大？基于实验现象做出严谨逻辑的推理，从而形成实验结论，而不是想当然的给出结论，是这部分学习对学生的挑战。同时，在二氧化碳性质的学习中，对学生探究能力的要求也提高了，对“二氧化碳溶于水有没

13、有发生化学变化”的探究需要学生理解探究活动方案与探究问题及预期假设间的关系，并能依据实验结果形成探究活动结论。如果在这部分教学以及制备二氧化碳的教学中能引导学生根据探究问题自主进行实验方案的设计会更好。4、 从教学目标看通过上述分析，我们对氧气和二氧化碳的教学进行三维目标分析，可以得到如下结果：目标维度教学内容知识与技能过程与方法情感态度与价值观认识空气氧气和二氧化碳是空气的重要组成部分检验混合物中组分存在的方法测定物质成分的基本思路初步认识定量实验的功能和特点我们生活中使用的物质大多为混合物，其组成成分的性质、数量决定了混合物的性质和用途氧气氧气性质、用途的具体知识；从具体知识中概括出来的对

14、氧气性质的总体认识；氧气的制法；氧气实验室制法中的仪器装置和实验操作了解自然界中的氧循环实验探究氧气性质的方法；实验过程中观察、描述等实验能力和对比等实验方法的培养；通过空气中氧气含量测定实验，初步体会测定气体含量可以通过测量等体积液体的体积来实现的转换思想从化学视角关注身边的物质、关注身边物质的变化与人类社会发展的关系初步具有从元素守恒的视角看待自然界中物质变化的意识二氧化碳二氧化碳性质、用途的具体知识；二氧化碳的实验室制法及仪器装置和实验操作；了解自然界中的碳循环实验探究二氧化碳性质的方法；检验二氧化碳的方法；根据探究问题初步设计实验方案；设计实验方案时能够运用对比的方法和控制变量的方法从

15、元素守恒的角度理解自然界中的碳循环，理解含碳物质在自然界中的相互转化；能够主动关注二氧化碳排放等环境问题，从化学视角分析解决社会问题，理解处理好生产发展与保护环境相互关系的重要意义其他相关内容燃烧、灭火、氧化、缓慢氧化二氧化碳溶于水后生成酸，具有酸性；碳酸盐的检验利用二氧化碳的性质调节和控制反应物、反应条件可以控制化学变化物质检验的基本思路；对物质的检验可以通过将其转化为可产生特殊现象的物质实现合理利用化学品和控制化学变化的意识和初步能力元素观、物质变化观的进一步发展与应用5、 从教学策略看在论坛中很多教师都提出，氧气教学和二氧化碳教学在教学策略选取上应该有很大不同，氧气的教学更多以教师引导、

16、学生模仿为主；二氧化碳教学则要给学生更多的开放空间。这样的说法是有道理的。氧气学习时学生化学学习的知识经验很少，所以学习过程一定是教师主导的，推动着学生前行，但是在这个过程中，学生不仅仅是被动接受，也要给学生设计开放的学习活动。比如，教师演示氧气的性质实验时，引导学生讨论观察到什么，应该重点观察什么，实验目的和实验设计、实验观察间的关系，实验结论和实验现象间的关系等。在氧气的学习中，学习活动的开放点多放在思维活动上，以学生讨论、回答问题为主，学生的实验活动则以模仿为主。二氧化碳的学习中，学生有了更丰富的学习经验，有了认识物质的思路方法，也有一定的实验操作能力和实验设计能力。因此二氧化碳的学习中

17、，学生活动以实验探究活动为主，开放点从实验设计到仪器选择都可以适当的放手给学生，必要时，教师可以通过班级讨论交流、提供学习素材或者其他示范方式给予学生学习支持。另外，在学习素材选择上氧气和二氧化碳的教学也可以有所不同。氧气更强调认识物质思路方法的建立，所以学习可以以系统认识氧气为线索，学习素材以性质实验为主。学生对二氧化碳的原有认识更丰富，二氧化碳自身的社会应用价值也有更多方面的体现，所以学习时可以更多使用真实情境为学习素材，在对真实情境的认识和真实问题解决的过程中学习二氧化碳。这个学期的绪言课大家都上过了吧，您对自己的教学满意吗？“独立思考共享研究实践探索反思交流”这是优秀教师成长过程中经常

18、要做的事情。下面选取北京96中高平老师的初中绪言课教学反思与大家共享，愿能激发大家思想的火花，共同更好的完成下面的学习！高平老师的初中绪言课是与北师大王磊教授等专家合作“高端备课”研究项目的一堂研究课，授课对象是刚刚开始初中化学学习的学生，孩子们上完课后，表现出了对化学极高的学习热情，同时也向老师和专家们提出了许多极富创造性的问题，教学相长，孩子们的这种热情和创造性也激发了我们对于化学教学的深入思考，本节课是对于“绪言课”教学的有益而又成功的尝试！初中化学序言课教学设计的反思高平 北京九十六中学我选择了初中绪言课这个具有挑战性的任务。刚开始的教学设计中我想到了“水”作为教学线索，从初中化学教学

19、看，水承担的教学内容很多，从纯净物到分解反应到溶液到酸碱盐的溶质，学生对水的认识不断在深化，甚至在高中的教学中水的作用也很大，可以延续到弱电解质的电离平衡、盐的水解等一系列问题。因此我想在初中绪言课的中第一次引入“水”，让学生从“水”出发建立化学的研究问题的视角。设计的情景是：“海宝”（2010年上海世博会的吉祥物，其寓意中有水的意思）带领大家游世博，在第一个阶段通过世博会各种高科技知识的介绍，看到化学的贡献，感受化学的无处不在，激发学生的学习兴趣。第二阶段研究水的性质，包括物理性质和化学性质，水加热实验体现水的三态变化是物理变化，滴水生烟（Na2O2与水反应）说明水一般性质很稳定，但遇到一些

20、物质性质也很活泼，通过这个实验也进一步说明化学变化与物理变化的区别是产生了新物质。再告诉学生水由H、O元素组成，通过介绍H2O2，虽然也由H、O元素组成，但元素组成比例不同，性质不同，最后给学生总结化学是研究物质的（一级认识），物质研究的内容包括：组成（元素）、结构（分子、原子）、性质（物理性质和化学性质）、变化（物理变化和化学变化）（二级认识）。经过与王磊教授等“高备”专家两个多小时的备课研讨，我对初中绪言课的功能价值有了更深的认识，教学设计的思路也打开了。初中序言课非常重要，其功能价值除了让学生对化学感兴趣，还要建立对化学的基本认识框架，对后续的化学学习起到指导作用。如下图所示：经过与专家

21、的研讨试讲及学生访谈，我逐渐完善了初中绪言课的教学设计。课主要分为两个阶段。第一阶段我设计的思路修改为从高科技到身边的化学，先从中国的骄傲：“上天”“天宫一号”与“神州八号”宇宙飞船对接；“入海”“蛟龙号”潜水器下水；隐形飞机J-20；超级计算机；“鸟巢”“水立方”引出化学的贡献：新材料、新能源、化学与生命再介绍衣、食、住、行中的化学。身边的化学展示“暖宝宝”，感受化学带来的温暖，告诉学生里面装的是铁粉，留下问题：“化学怎么能带来温暖呢？”接着再表演小魔术：“白纸”变画，事先用酚酞画好画，晾干，学生看到“白纸”，现场喷上无色的氢氧化钠溶液，出现红色的画和字“化学？”学生很震撼，这时课堂气氛达到

22、第一个高潮。再问学生：“你怎么看化学？”学生觉得化学是伟大的，是神奇的，无处不在。教学的第二个阶段，也就是主阶段，建立的是化学的核心认识框架。首先让学生明确化学是研究物质的。从水引入，学生看见江、河、湖、海、矿泉水等众多的水，问：这些水一样吗？然后告诉学生，化学家眼中的水：H2O。让学生从物理学角度的物质转到化学科学的物质，从混合物转到纯净物，促进学生对物质的一级认识，这是很重要的过程。完成物质组成与分类的一级认识的建构。再追问：生活中的“纯净水”是不是我们化学中说的纯净水？明确了化学研究的对象纯净物后还要研究什么？学生最关心的是性质。给他搭建由现象到物体，物体到物质的台阶。通过“物质连连看”

23、（从生活中的物质找到其主要成分铁、铜、NaCl、Na2CO3、CH3COOH、C2H5OH等）及“小试身手”（几种物质的鉴定：如酒精、水和煤油；镁与铜）两个环节，巩固学生对混合物和纯净物的认识，并运用物质的物理性质加以区别。问学生：我们看物质要看什么？（看物质的组成，看它的性质，看它的应用）。目的不在认识的结果是什么，而是还要认识什么？学生会说要认识物质的性质。老师启发学生：看到这个物质，你会想到它有什么性质？学生可能会列举一些他知道的或观察到的一些性质。然后刺激他，你还想知道它有哪些性质？以水为例研究物质的性质，学生已经知道一些物理性质，给水加热，让它发生三态变化。问：水变了吗？结合前面学生

24、的鉴别活动，总结学生已知的物理性质，如软硬，溶解性、发生形态变化，让学生知道要让物质发生物理变化，可以让它发生什么样的变化，这样认识物质的物理变化就有了功能，有了出发点和落脚点。接着问：还想研究什么？小孩子一般想不到化学性质，我们要让他进一步认识物质的性质，就给他一个人为的操作，给他一个奇妙的现象，例如让镁与温水反应，问：水变了吗？让他去解释。学生体会到正是因为这个物质有这样的化学性质，所以它才能表现出这样的事实。再问学生：这种变化的特点是什么？说明了这种物质的什么特点？这种性质在生活有怎样的应用？给学生即热饭盒原理：就是利用镁与水的反应。最后给学生概括，反思一下我们刚才经历的不一样的变化到底

25、有什么不同？化学上认为一类是物理变化，一类是化学变化。这样我们对物质的性质和变化的认识维度建立了一级框架，即物理性质和化学性质、物理变化和化学变化以及二者之间的关系。在此基础上学生的兴趣激发起来，他们关心物质更多的性质，继续进行镁与盐酸的反应，镁条的燃烧，学生通过亲自体验，达到了这节课的第二个高潮。在此过程中学生体会到化学的研究方法：实验。在实验的过程中要学生认真观察实验的现象，并且对实验现象的进行解释。问学生：你如何知道化学反应产生了新物质？如何验证？通过解释和验证环节，加深学生对化学反应实质的认识。关于物质的结构，在绪言课里缺少一个认识微观的原发动力，如果要建立物质构成的维度，就得提出一个

26、任务，不能硬塞给学生，只能借助化学史，感受一下手段。给学生一些隧道扫描的图片，告诉他们学生我们现代化学对物质的研究已经认识到了微观程度，这个方面学生并不是完全陌生的，微观、亚微观的世界孩子不是零起点，因为他学生物、物理看到细胞、微粒，同样化学对物质对变化的研究也可以到这个层次，也就只能说到这了，因为它没有功能，无预测和解释功能。最后给学生总结化学核心认识框架。经过与“高备”专家的研讨以及我的上课实践，反思主要有以下几方面的收获： 明确了初中绪言课的功能和价值序言课很重要的两个问题：给学生应该建什么和能建什么？通过什么来刺激他建立对化学最初的兴趣？初中绪言课的功能是发展学生对化学的的认识，导论的

27、作用，在三维目标上都属于一级，初步建立，搭一级启蒙框架。情感态度方面是调动学生学习的积极性，让学生对化学感兴趣。知识和过程方法的启蒙是要给学生建立一维，大角度的认识：化学是看物质的。给他刺激的是现象，是事实，是表象，而化学是要看到表象、事实背后的物质，这是要建立起来的化学观念，视角，认识发展最重要的基础。从纷繁的现象中聚焦现象背后的物质及其变化性质，这对学生来说是一种很重要的能力，这种能力后续一直在用，在研究O2、CO2、酸碱盐时都在用。绪言课中建立的化学核心认识框架，物质的研究包括六方面：存在与制备、组成与分类、结构、性质、变化，转化与应用。从认识脉络上说，重点打开的是分类，性质和变化。存在

28、还是重要的，怎么从混合物的体系变成纯净物的。这节课我们只是对化学建立了一级认识，概念层级还是在不断发展的，建立的化学核心认识框架在中学的教学中有重要的指导作用。 明确了物质的性质与变化的关系我们通常的教材都是先讲物理变化、化学变化，然后再说物理性质、化学性质，但这种知识逻辑并不符合学生的认识发展脉络。与“高备”专家研讨，我们体会到在中学阶段研究物质的出发点和落脚点主要还是在物质的性质上，这是我们核心的内容。我们为了更好的了解物质的性质，而要认识物质的变化，或者有意识让物质发生变化。性质就是我们主要讨论的地方。因此我们分析完化学研究的是纯净物后，就要先提出性质这个维度，是因为要研究物质的性质，所

29、以我们才要让物质发生变化，所以我们才要去观察变化，而不是为了研究变化而去研究变化。这样我们就找到为什么要讲物理变化和化学变化，有了一个逻辑的出发点，否则就是我们硬塞给学生这些变化，让学生去分类，他都不知道为什么要去看这些变化。建立化学变化是可以帮助学生认识物质性质的，因为要研究物质的性质，所以要让它发生变化，让学生有初步的这样一个联系，这是核心认识发展的任务，就是关于物质组成与分类，物质的性质和变化建立一级认识框架。这是基于一个逻辑上的关系，是基于物理变化中的表现或化学变化中的表现，来确认它的性质。因此这节课我走的是认识的逻辑，为了研究具体物质的性质，而让物质进行变化，进而观察变化，解释变化，

30、变化是认识性质的手段。只有在解释的活动中，学生才会有一种动机，想了解现象背后的原因，体会到这种变化是物质的化学性质决定的。这节课强调通过变化来研究物质的性质。让学生知道物质是可以变化的，通过变化是可以研究物质的性质的。 教学素材的选择及功能教学的第一个环节是解决情感激发的问题。需要的是广量的信息，给学生情感的冲击。显然这不是一个物质所能概括的，必须是多种物质多种现象刺激学生，让他体会化学的价值性。于是我精心挑选了一些学生看起来熟悉，实际上又陌生，想不到又神奇的素材（从中国的骄傲的大事到生活中的“暖宝宝”等新材料、新能源）来体现学科的价值。素材体现化学的应用价值是正面的，化学方法合成的，利用化学的物质制备的神奇，来体现化学的价值和奇妙，同时还要有解释奇妙现象的