第六章化学事实性知识的教学

第六章化学事实性知识的教学某版本必修1模块的框架体系某版本必修1模块的框架体系专题单元专题1化学家眼中的物质世界第一单元人类对原子结构的认识第二单元丰富多彩的化学物质第三单元研究物质的实验方法专题2从海水中获得的化学物质第一单元氯、溴、碘及其化合物第二单元钠、镁及其化合物专题3从矿物到基本材料第一单元从铝土矿到铝合金第二单元铁、铜的获取及应用第三单元含硅矿物与信息材料专题4硫、氮和可持续发展第一单元硫及其化合物的“功”与“过”第二单元生产生活中的含氮化合物某版本必修1模块的框架体系第一节事实性知识的分类一、事实性知识的涵义事实性知识是指与物质的性质（包括物理性质和化学性质）密切相关的，反映物质的存在、制法、保存、用途、检验和反应等多方面内容的知识。包括主族元素、副族元素、过渡元素及其化合物和各类有机物及其代表物。事实性知识是中学化学知识构成的“骨架”，它与理论性知识、技能性知识的教学和学习紧密相关，同时，化学实验和化学计算等的教学与学习，也是随着事实性知识的学习而逐步展开和深入的。没有事实性知识作基础，缺乏丰富的感性认识，其他化学知识的学习就难以学好。事实性知识是化学教学内容的重要组成部分，约占现行中学教材内容的3/5，被人们称之为“真正意义上的化学”。二、事实性知识的分类1.按照元素所在族分(1)主族元素及其化合物主族元素及其化合物在中学化学事实性知识中占的比例最大，也是最重要的，更是进一步学习其他知识的基础。(2)副族元素及其化合物这部分知识在中学化学中占的比例很小，但铁、铜等副族元素在日常生活、工农业生产中应用广泛，中学化学教材中也给了一定的篇幅，此外还有锰、铬、钴、银、铂等元素的化合物也经常出现在中学化学中。(3)零族元素即稀有气体元素。(4)第VIII族元素2.按照元素原子价电子层结构分（1）非金属元素及其化合物（2）金属元素及其化合物3.按照位于教材物质结构、元素周期律知识前后位置分（1）“律前”元素及其化合物指位于物质结构、元素周期律之前的事实性知识。包括初中学习的氢、氧、碳等非金属元素及其化合物，酸、碱、盐、氧化物等各类化合物的通性；高中进一步介绍的卤素、氧族元素、碱金属等。

这些知识帮助学生逐渐形成元素族的概念，为系统地学习物质结构和元素周期律提供了感性认识地基础，在学习过程中，思维方法是由个别到一般、由具体到抽象地归纳法为主，培养了学生用归纳法进行逻辑思维地能力。（2）“律后”元素及其化合物

指位于物质结构、元素周期律之后地事实性知识。主要包括高中化学中的氮族元素、碳族元素、镁、铝、铁及其化合物。在教学过程中要运用所学的物质结构和元素周期律理论知识，从原子结构的角度揭示不同元素原子结构的差异和联系，概括元素的非金属性或金属性及其主要化合物的性质，体现了基

础理论指导学习事实性知识，同时事实性知识又使基础理论得到巩固和深化。在学习过程中，思维方法是由抽象到具体用演绎推理的方法获得新知识，有助于学生智力的发展，同时培养学生演绎推理能力。此外还有一大类化合物——有机物。必修课程内容标准化学1

主题1认识化学科学主题2化学实验基础

主题3常见无机物及其应用化学2

主题1物质结构基础主题2化学反应与能量

主题3化学与可持续发展化学1：主题3常见无机物及其应用能根据物质的组成和性质对物质进行分类。知道胶体是一种常见的分散系。根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离，通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验方法。根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

化学2：主题3化学与可持续发展认识化石燃料综合利用的意义，了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质，认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应，能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，体会化学对环境保护的意义。能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。元素化合物知识的处理思路

突破了传统的“物质中心”模式，不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统的学习和研究物质，充分重视从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。新课程选择无机元素化合物知识时综合考虑了学科、生产、生活和自然界与环境中元素化合物的存在、作用和影响，以及必修化学课程的功能定位和学生的发展水平等，最终选择和确定了4种金属元素（钠、铝、铁、铜）和4种非金属元素（氯、氮、硫、硅），以及它们的重要化合物的性质和应用作为课程内容。

元素化合物知识的处理思路无机元素化合物知识打破了按周期系选择和编排的传统，而是以典型元素及其化合物知识为线索。典型元素化合物物质在社会生活中的重要性物质的分类元素周期系

不再分为“律前元素”和“律后元素”。关于“族”的知识都集中在化学2的“元素周期律”内容中，不再采用过去的“以典型元素带族”的处理方式。元素化合物知识的处理思路有机化合物知识在必修阶段仅要求介绍典型代表物的主要性质和简单应用，不要求介绍官能团体系、反应类型及其规律、官能团的结构和相互转化等知识。元素化合物知识的处理思路课程标准并没有明确给出和限定要学习这些元素的哪些具体的化合物，弹性空间比较大。与原来高中化学相比，元素化合物知识内容覆盖面与现行课程差别不大，但是内容的组织线索、深广度等都有较大的变化，弱化了按照元素自然族来介绍元素化合物知识的传统做法。元素化合物知识的处理思路课程标准将物质的分类、氧化还原反应和离子反应、酸碱盐的电离等概念纳入“常见无机物及其应用”内容主题，有利于加强元素化合物知识与概念原理学习的紧密结合，实现知识的系统整合。元素化合物知识的深广度卤族内容的比较教学大纲（2000）课程标准氯气的物理性质氯气的化学性质（跟金属、氢气、水、碱的反应）氯气的用途氯离子的检验氯气的实验室制法（以二氧化锰与浓盐酸的反应为例）卤素性质的比较卤化银碘与人体健康海水资源及其综合利用了解掌握了解掌握掌握掌握选学选学选学通过实验了解氯及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。（必修1）以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。（必修2）氧族内容的比较教学大纲（2000）课程标准氧族元素简介同素异形体臭氧，过氧化氢二氧化硫的化学性质（跟氧气、水的反应，漂白作用）二氧化硫对空气的污染和防止污染常见的生活环境的污染和防止浓硫酸的性质（吸水性、脱水性、氧化性）硫酸盐（硫酸钙、硫酸钡）硫酸根离子的检验硫化氢了解了解常识掌握了解常识掌握选学掌握选学通过实验了解硫及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。（必修1）氮族内容的比较教学大纲（2000）课程标准氮族元素简介氮气的化学性质（跟氢气、氧气的反应）氨的物理性质氨的化学性质（跟水、氯化氢、氧气的反应）氨的用途氨的实验室制法铵盐铵离子检验硝酸的化学性质（酸性、不稳定性、氧化性）硝酸的用途亚硝酸盐了解掌握了解掌握常识掌握了解掌握掌握常识选学通过实验了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。（必修1）碳族内容的比较教学大纲（2000）课程标准氧族元素简介硅和二氧化硅硅的用途C60等及其应用前景无机非金属材料硅酸盐工业(水泥、玻璃)简介了解了解选学选学常识常识通过实验了解硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。（必修1）金属通性的内容比较教学大纲（2000）课程标准金属的通性合金（镁、铝、铁、铜、钛、金等的合金）简介金属冶炼的一般原理金属的回收和资源保护金属陶瓷超导材料了解常识了解常识选学根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。（必修1）以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。（必修2）碱金属内容的比较教学大纲（2000）课程标准钠的物理性质钠的化学性质（跟氧气、水的反应）钠的重要化合物（如过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠）碱金属元素原子结构、性质的比较颜色反应了解掌握了解了解了解根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。（必修1）金属铝内容的比较教学大纲（2000）课程标准铝的化学性质（跟非金属、酸、碱、氧化物的反应）铝的重要化合物（氧化铝、氢氧化铝、明矾）两性氧化物和两性氢氧化物硬水及其软化掌握了解了解选学根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。（必修1）金属铁、铜内容的比较教学大纲（2000）课程标准铁的化学性质（与非金属、水、酸、盐的反应）铁的氧化物和氢氧化物（选修）铁盐和亚铁盐的相互转变（选修）掌握了解理解根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铁、铜及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。（必修1）电解质、离子反应的比较教学大纲（2000）课程标准电解质（强电解质和弱电解质）电离平衡盐类的水解盐类水解的应用酸碱中和滴定离子反应离子反应方程式常见阳离子的检验（选修）（K+,Na+,NH4+,Fe3+,Al3+）常见阴离子的检验（选修）（Cl-,Br-,I-,SO42-,CO32-）了解了解了解常识了解了解了解掌握掌握知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离，通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验方法。（必修1）氧化还原反应的比较教学大纲（2000）课程标准氧化还原反应（从化合价升降和电子得失角度介绍）氧化剂和还原剂理解了解根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。（必修1）有机化合物知识的内容比较教学大纲（2000）课程标准有机物的结构式饱和烃不饱和烃芳香烃烃基同系物烷烃及其命名同分异构现象和同分异构体烃的衍生物官能团取代反应加成反应消去反应聚合反应脂化反应水解反应了解了解了解了解了解了解了解了解认识化石燃料综合利用的意义，了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质，认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。（必修1）知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。（必修2）了解有机化合物中碳的成健特征。（必修2，主题1）举例说明有机化合物中的同分异构现象。（必修2，主题1）有机化合物组成、结构、反应烃内容比较教学大纲（2000）课程标准甲烷的化学性质（氧化反应、跟氯气反应、受热分解）乙烯的物理性质乙烯的化学性质（氧化反应、跟溴水、水的反应、使高锰酸钾褪色、聚合）乙烯的用途乙烯的实验室制法烯烃乙炔苯的结构苯的性质（跟溴、氢气的反应、硝化反应、磺化反应）石油的分馏产品和用途石油的分馏、裂化和裂解煤的干馏和综合利用掌握了解掌握了解掌握了解了解常识掌握了解了解了解认识化石燃料综合利用的意义，了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质，认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。（必修2）烃的衍生物内容比较教学大纲（2000）课程标准乙醇的化学性质（跟钠的反应、氧化反应、消去反应）醇类简介苯酚乙醛的物理性质乙醛的化学性质（跟氢气反应、氧化反应）甲醛乙酸的化学性质（酸性、脂化反应）羧酸简介脂的性质（水解）油脂的性质（氢化、水解）肥皂合成洗涤剂表面活性剂有机溶剂掌握了解常识了解掌握了解掌握了解了解了解常识选学选学知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。（必修2）以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，体会化学对环境保护的意义。（必修2）糖类、蛋白质内容比较教学大纲（2000）课程标准葡萄糖的性质（还原性）和用途蔗糖、麦芽糖简介淀粉的性质（水解、与碘的反应）和用途纤维素的性质（水解）和用途造纸蛋白质的组成、性质（盐析、变性、颜色反应）和用途食品添加剂了解了解了解了解选学了解常识知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。（必修2）第二节事实性知识的教学策略一、要结合生产、生活、自然现象和环境问题的实际学习和应用元素化合物知识无论是为了提高学生兴趣，还是为了培养学生的知识运用能力；无论是为了基础知识的学习。还是为了提高学生的素质，都很有必要在进行教学设计时体现“化学与社会”这个命题。

高一的“氮气”，在学习了NO、N02性质后联系“雷雨与庄稼”，联系汽车引擎点火时产生氮氧化物的环境问题,联系酸雨，联系硝酸的生产。如在进行氯气的教学时，就可以联系起二次世界中的化学武器、氯气泄漏事件、以及家居生活中能用来吸收氯气的物质（绿茶、苏打片、尿液等）。在进行SO2的教学时，就可以联系起“酸雨”、“劣质雪耳”、“劣质湘莲”、“劣质霸王花”等物质。二、重视基础理论、加强理论指导元素化合物知识是概念原理形成的基础，也是印证、检验概念原理正确性的客观现实。怎样通过元素化合物教学，帮助学生深化理解、巩固概念、原理，是十分重要的。在元素化合物教学中，要尽量联系已学概念原理知识，分析说明元素化合物的组成、结构或变化知识，印证物质组成、结构和变化的客观规律。高中化学的教材顺序，以元素周期表为界，“表前元素”的学习采用归纳法，从个别到一般，将元素性质的理解向原子结构、向元素递变规律的方向归纳：而“表后元素”的学习，则采用演绎法，从一般到个别，用元素周期表的理论知识指导各分族具体的元素性质学习，这是高中化学无机部分教学的基本思路。在有机化学部分，“结构决定性质，性质反映结构”的观点应贯串始终。高二化学中的“乙醛”，可以自始至终紧扣住“结构决定性质”，从醛基的结构入手去分析乙醛的加成反应和氧化反应，以后又多处回应。

例如，对比钠、镁、铝、铁的冶炼的化学原理，说明金属元素单质的化学活动性与它的冶炼方法之间的联系；从海水中提取制得氯、溴、碘的好象原理印证三种元素单质氧化性与阴离子还原性的差异。帮助学生理解元素性质与原子结构的关系。

总之，中学化学中涉及到的氧化还原反应规律、物质结构理论、元素周期律、化学平衡理论和电解质溶液理论等理论性知识，对无机物和有机物的化学性质、在自然界的存在、制备原理、用途等事实性知识的教学与学习有极大的促进作用，避免机械论证这类知识，培养学生化学思维的能力，提高其化学学科素质。三、应用多种手段、强化直观教学

元素化合物的教学如果离开实验、标本、模型和其它直观手段，仅凭教师的口述和板书，就无法获得生动准确的感性知识。这样，学生只有生硬地记忆，随着所学内容的增多，就越来越杂乱，顾此失彼，从而频频发生错误。如果在教学中注意加强化学实验和其它直观教学手段的施用，让学生们注意观察、积极思考、正确描述。就能使学生清楚、准确地认识物质及其变化规律。这样做还能增强学生的学习兴趣，强化学生的形象思维。帮助他们理解和记忆这些重要的知识。

例如，高一化学“氮气”一节中氮的氧化物的性质，其中NO2与水的反应是教学难点。采用下面设计：先从氮的化合价引出氮的五种价态的氧化物。介绍其颜色后演示实验：一瓶无色的NO上倒放一空瓶，抽走其瓶口玻片，NO与空气混和，立即出现红棕色；向其中一瓶加入少量水，盖上玻片，稍振荡，瓶内红棕色消失，再抽开玻片，瓶口上方又出现红棕色。启发学生分析实验现象，完成化学方程式，这样，由于实验设计和组合的合理，学生大多能自行总结出NO和NO2的重要化学性质，而其中的难点内容，NO2与水反应的产物中还有NO，也由于实验设计的巧妙而被顺利地突破了。接着再进一步，通过实验去深化对反应规律的认识：两瓶无色气体(分别是NO和空气)、两瓶红棕色气体(分别是NO2和溴蒸气)，要求用最简便的方法鉴别。这样的一段教学设计显然是成功的，实验在其中充分显示了获取知识的功能。实验帮助学生理解和掌握了物质的性质，使学生顺利突破了重点难点，训练了学生的观察、分析能力。

四、建立知识网络、揭示内在联系

事实性知识比重大、分布广、内容庞杂、材料琐碎、涉及的化学现象和化学反应较多，再加上不容易记忆，使学生在学习中感到知识杂乱，而思维潜力没有得到发挥，在综合应用知识解决实际问题时又感到束手无策。

对于相互联系的事实性知识，应尽可能按章、单元或某系统作及时的小结，将知识串成“系列”，连成“网络”，彼此间建立联系，便于复习、记忆、应用。

如在学习硅之后，高中阶段的非金属部分就全部学习完毕，这时可将非金属元素及其化合物做一个小结，按对应盐←氢化物←单质→氧化物→氧化物对应的水化物→非金属相应的重要含氧酸盐的顺序将知识主线拉出：

NaClO

NaCl←HCl←Cl2→HClO→Ca(ClO)2

KClO3

知识主线拉好后，以基础理论为指导，复习元素及其化合物的性质、用途、存在、制取和检验。学习过程中，一定注意“位置”、“结构”、“性质”三者的关系得到统一，便于记忆、便于应用，提高知识的迁移效率。然后再将网络中的每一知识点展开形成小网络。以S02的化学性质为例。

工业制法SO2氧化性H2SO2、Cl2、Br2、I2HNO3KMnO4还原性NaOHCa(OH)2和碱的反应特性与H2O反应实验室制法SO2的性质与应用的有关知识，可以联系生产生活事例和学生经验，设计一些有趣新颖的问题组织学生讨论、再总结出SO2的重要物理、化学性质，做一个小结，而后用化学方程式表示SO2和硫单质、重要化合物间的转化关系，构成知识系统图表：SO2和人类关系密切，在这方面你知道一些什么？大气中的SO2来自何处？为什么说排入大气的SO2是形成硫酸型酸雨的主要因素为什么硫酸型酸雨样品的pH随测定时间会有所变化？要减少燃煤排放SO2，可以采取什么措施？举出你了解的一些方法？SO2中是许多工业部门的原料，请举出几项它的实际应用，这些应用和它的性质有什么关系？某食用菌大县有段时期应用SO2加工实用菌，导致生产、销售的萎缩，你能推测其原因吗？实验室中的Na2SO3样品容易变质，为什么？怎样检验一瓶Na2SO3试剂是否变质？是否完全变质？从以上的讨论，你对SO2对生产、生活的影响有什么新的认识？从这些事实你能否就SO2的重要物理、化学性质做一个小结？请结合实例利用文字和有关化学方程式做简要说明。SO2气体能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，为什么？能用什么简单实验证明你的解释是符合事实的？综合所学的知识，用化学方程式表示SO2和硫单质、重要化合物间的转化关系，并绘制成相互转化关系图表。五、灵活应用知识、理论联系实际

解决问题是学生掌握知识、深化知识的有效途径，也表现出化学知识在实际中广泛的应用价值。联系生产、生活实际讲解事实性知识，既能激发学生的学习兴趣，又有利于开阔学生的视野，帮助学生理解知识、掌握知识，提高学习效率。

例如：在蒸馒头、做面包和制苏打饼干时，常在面粉中加入小苏打粉，目的是什么呢？因为小苏打受热或遇酸都能生成CO2气体，CO2气体产出时形成的小孔可使食物变得松软好吃。

将事实性知识有机地串连起来，并运用分析推理的方法，有助于解决一些较复杂的实际问题，如物质的检验、分离、除杂等。例如：只用一种试剂区别NaC1、Na2CO3、BaCl2、Na2SO3四种无色溶液。所选试剂和这四种溶液混合后应有四种不同现象。为了从矾土中提出纯净的A12O3，将其中的Fe2O3和SiO2除去，可用酸法，也可用碱法，那么具体的反应是什么呢？完成这一过程要求学生必须熟悉一系列化学反应知识，有利于他们复习巩固、灵活应用己有知识。必修1案例

硅无机非金属材料教学设计的核心问题知识的深广度

含硅元素的哪些物质？哪些性质？哪些方程式？情感态度价值观与STS线索

含硅元素的物质与材料，含硅元素材料与生产生活的关系过程、方法与活动线索让学生如何获得含硅物质的性质？探究技能？实验方案设计？研究物质性质的思路与方法？演示实验？活动探究？启发讲解？资料阅读？讨论交流？无机非金属材料

金属材料复合材料在这张幻灯片上，同学们看到了什么？含有硅元素的物质可以分为单质硅、氧化物和硅酸盐三类，请你尝试根据你的经验寻找出这些材料中分别含有哪些含硅物质？帮助学生建立材料与含硅物质间的联系；为研究含硅物质性质奠定基础玻璃和陶瓷电脑芯片光导纤维二氧化硅（SiO2）单质硅（Si）硅酸盐硅元素硅的物理性质导电性介于导体和绝缘体之间灰黑色固体，有金属光泽，硬而脆二氧化硅的物理性质无色透明晶体，折射率大熔点高、硬度大任务1：预测硅和二氧化硅的化学性质

你已经学过许