中学化学教学设计与实践- 课件 3.4促进观念建构的教学设计

观念建构教学的由来观念建构教学受到研究者和实践者的高度关注学科专家和教育研究者关注不同学科的基本观念、学科思想季苹教授（2009）提出：教什么知识（事实性知识、概念性知识、方法性知识、价值性知识探讨如何促进学生的理解，如何落实学科观念产生背景——对学科观念的探讨国内外学者在不断探讨化学的核心观念元素观、微粒观、能量观……产生背景——促进学生对科学概念的理解及其理解力的培养教育教学测评结果表明学生对知识的理解很肤浅，甚至存在较多的不科学认识教育研究者关注学生对科学知识的理解和学生的理解力发展问题美国教育家DavidPerkins和StoneWiske博士提出“为了理解的教学”，开发了“为了理解的教学”模式WIDEWorld项目对各个国家的教师进行培训产生背景——促进学生对科学概念的理解及其理解力的培养为了理解的教学生成性话题—既是对学科非常重要的，又要能吸引学生和教师参与，并能与学科内其它主题或其它学科建立多种联系理解目标—清晰、明确地表述要求学生理解的内容，要针对学科中的重要概念、方法、过程和形式，强调阻碍学生形成理解的瓶颈内容以及学生容易形成的错误理解理解的表现—要为学生提供机会，让他们能在新情境中积极、有思想性地运用所学的知识，在表现中发展并证明其对理解目标的理解程度持续进行的评估—在教学过程中，教师、学生（家长或其它专家也可以参与评价）要不断地评价理解正在如何发展，以此来改进教与学针对事实为本的课程与教学的弊端，美国课程专家艾克里森（H.Lynn.Erickson）提出了“概念为本的课程与教学”学习重心应该从记忆事实转移到理解可迁移的核心观念和对更为根本的知识结构进行深层理解，培养和发展思维能力产生背景——促进学生对科学概念的理解及其理解力的培养概念为本的课程与教学课程目的：概念理解力、综合思维能力的培养课程内容：核心概念（永恒性、普遍性、抽象性和广泛性）教学：超越事实概念聚合器（支撑性观念）评价：具体知识与可迁移的概念性观念建立关联的程度，以及运用知识的程度观念建构教学的由来王磊和范晓琼（2005）在借鉴艾克里森的概念为本的课程与教学思想的基础上，结合我国中学化学课程改革所呈现的一些特点，提出了观念建构为本的教学思想王磊和张毅强（2007）在此基础上进行了观念建构为本的化学教学设计的理论与实验研究观念建构的教学针对具体性知识记忆为本教学存在的问题和弊端重视观念的建构：重视概念在学生认识中的作用，即从具体知识的教学转化为关注观念建构的教学教学目标：在具体性知识的基础上通过不断的概括提炼出观念或观念性知识，建构起学科的观念体系

教学内容：选择以观念为核心，选择能形成和体现这些观念的具体性知识内容

教学过程：在有意义的、真实的学习环境中，通过参与活动，去探究和发现知识之间的联系和隐藏在事实背后的重要思想和观点，进而建构观念体系观念建构的教学化学核心观念的探讨胡久华化学的核心观念有哪些？化学的核心观念美国化学教育家R．J．吉利斯皮（1998）

分子、原子、离子化学键：是什么使原子在分子和晶体中结合在一起分子的几何形状：三维化学动力学理论化学反应能和熵——R•J•吉利斯皮著，武永兴译义．化学中的主要观念［Ｊ］．化学教育，1998（4）：3-6化学的核心观念吴国庆教授的观点（2003）化学观念不是具体的化学知识，它是一个具有初中文化程度的普通公民在头脑中应该留存的，在考察他周围的化学问题时应该具有的基本的概括性认识，也可以认为是他们应该获得的对化学的总观性的认识元素论、原子论、化学反应与能量、化学物质的基本分类——吴国庆.化学科学与初中化学课程内容改革.//王磊，毕华林主编.基础教育新课程师资培训指导.初中化学.北京：北京师范大学出版社，2003.P45化学的核心观念毕华林教授的观点（2006）初中生要形成的基本观念：元素观、微粒观、化学反应与能量、物质分类、化学社会观和化学价值观高中生要形成的基本观念：物质结构与性质的关系、微粒相互作用、化学反应的限度——毕华林,卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考.2011,(6):3-6化学的核心观念梁永平教授的观点（2011）物质及其转化：化学科学认识的基本问题探寻规律和解释规律：化学科学认识的基本任务元素观、能量观、科学本质观、微粒作用观——梁永平.化学教育，2011,02（06）：4-7元素观物质都是由元素组成的物质可以按照元素组成进行分类化学式表示物质的元素组成物质间转化的本质是元素原子间的重新组合元素是同一类原子的总称元素化合价与元素原子的最外层电子有关元素性质呈周期性变化——梁永平.论中学生化学元素观的建构［Ｊ］.化学教育，2007（11）：11微粒作用观物质的微粒性物质是由肉眼看不见的微粒构成的微粒总是在不断地运动的微粒间有一定的间隔微粒间存在着相互作用微粒作用观不同层次的微粒本身是有结构的，微粒结构就是内部微粒间作用的结果微粒之间存在着作用物质变化是“强”作用代替“弱”作用——梁永平.微粒作用观的科学学习价值及其科学建构[J].化学教育.2003(06):6-10中学阶段“微粒作用观”的发展阶梯第1平台：以分子、原子概念的建立第2平台：氧化还原反应的理解性学习第3平台：以化学键概念建立第4平台：以化学平衡观点的建立第5平台：以化学能与电能的互相转化理解第6平台：以微粒作用的观点指导有机化合物的结构和性质研究——梁永平.微粒作用观的科学学习价值及其科学建构[J].化学教育.2003(06):6-10中学化学教学中注重的核心观念元素观微粒观分类观能量观转化观平衡观删除了后面的一张的ppt众说“观念建构教学”张建国教授级中学教师北京师范大学附属实验中学照片徐敏化学教研员高级教师北京教育学院丰台分院照片何彩霞老师副教授北京教育学院照片我对“观念建构教学”的认识配图片观念建构教学的界定胡久华核心问题：

什么样的教学是观念建构的教学？

问题：化学物质和反应如此多，如何研究比较高效？物质分类——教学案例1从生活中找寻答案新学期你来学校报名，如何找到教室？如果你去医院看牙科，有哪些步骤？如果你去图书大厦买中考复习的书，有哪些步骤？图书馆,书籍目录超市化学实验室药品柜电子购物网络信息其他…生活中的分类法应用有条理,便于检索（简明扼要）有系统,层次分明（提纲挈领）相似点,易于归纳,揭示规律,举一反三不同点,泾渭分明,对比区分,有利分辨分类法的优点明确分类目的确定分类标准按照标准分类检查分类结果分类法的步骤分类法练习11、请尝试将下列事物进行分类,小组内交换分类结果

Na2CO3

、Na2SO4

、K2SO4

、K2CO32.对下列反应进行分类①硫在氧气里燃烧②乙醇在氧气里燃烧③铁丝在氧气里燃烧④甲烷在氧气里燃烧小结：不同的分类标准产生不同的结果思考:针对化学物质和化学反应进行分类通常可以考虑哪些角度?交叉分类法

--至少同时运用两种分类标准，弥补单一标准的不足例如:可以把化学反应分为四大基本反应类型，也可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。树状分类法--对同一分类进行再分类，系统性强，适合层次包含关系例如:生物分类，门纲目科属种两种常见的分类方法分类法练习2

请尝试将下列事物进行交叉分类●姚明110米栏运动员迈克尔乔丹中国运动员刘翔美国运动员阿兰约翰逊NBA运动员NaCl、HCl、CaCl2、CuO、H2O分类法练习3请在回忆的基础上,用树状图表示初中学过的物质分类将下列物质添到相应分类之中(能写化学式的写出)火碱、铜、硫酸、氢氧化钡、碳酸钠、二氧化碳、醋酸、硫磺、钢、盐酸、食盐、氧化钙教学案例2环节1：新课引入，从元素的分类到物质的分类寻找半导体材料寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料寻找用于制取农药的元素环节2：由碳家族认识分类的角度和分类方法碳家族:C、CH4、CO、Na2CO3、NaHCO3、CO2、CaCO3、H2CO3如何对以上物质进行分类？从哪些角度进行分类？树状分类法交叉分类法教学案例2教学案例2环节3：由分类认识物质的性质讨论：酸类物质有哪些共同的性质?探究：金属单质、酸性氧化物、碱性氧化物及碱的类别通性教学案例2环节4：由分类到预测未知物质的性质请你预测二氧化硫的性质类别通性分类选择相应类别试剂验证预测性质得出结论基于分类观建构下未知物性质预测的基本步骤：教学案例2小结：未知物性质预测的发展提升（核心元素化合价）未知物的性质预测物质的组成和性质核心元素的价态类别通性氧化还原教学案例2环节5：总结——分类思想对无机物性质研究的意义对两个教学案例的分析和讨论配图片营造讨论的氛围教学案例1的分析评价

优点：

◆教学贴近学生的生活，关注学生的已有经验◆设计了多种活动落实三维目标

◆关注科学方法教育（分类方法）不足：

●缺乏对“物质分类”教学功能与价值教学案例2的分析评价构建“物质分类”的框架从不同角度对物质进行分类，落实分类方法举例说明分类法对于研究物质性质的作用落实两个分类角度（物质组成和化合价）寻找各类物质的通性（按组成）及其转化关系“物质的分类”促进学生无机物性质学习的功能价值“分类方法”的学习为学生研究无机物性质奠定了方法基础“分类结果”的学习为学生研究无机物性质奠定了知识基础教学内容分析分类观根据物质本质属性，分门别类地研究物质同类物质具有相似的性质，可以发生相似的化学变化依据物质的组成进行分类依据核心元素化合价进行分类研究无机物化学性质的基本思路角度1：物质类别（从组成与性质的角度）→物质通性→选择试剂→具体反应角度2：核心元素的化合价→氧化性、还原性→选择试剂（氧化剂、还原剂）→具体反应角度3：特性教学案例2的分析评价分类的方法分类的结果分类的应用分类观的发展学生在“物质分类”方面的欠缺缺少酸性氧化物和碱性氧化物知识，对物质所属类别的判断不到位如：将二氧化硫归属为氧化物重要分类角度的缺失如：核心元素的化合价对各类物质通性掌握不到位学情分析观念建构的教学从知识到观念，挖掘具体知识蕴含的观念实现观念对学生学习的价值和作用超越具体知识观念建构教学案例分析从微观视角认识溶液——电离教师追问：氯化钠在溶解过程中发生变化了吗？氯化钠固体中存在哪些微粒？氯化钠溶液中存在哪些微粒？氯化钠固体与氯化钠溶液中的氯离子与钠离子有何区别？任务1：物质进入水中会发生什么学生的回答：溶解物质的导电性实验物质水NaCl固体水和NaCl固体混合实验现象导电性

氯化钠在溶解过程中发生的变化灯泡不亮灯泡亮灯泡不亮不导电不导电导电？任务1：物质进入水中会发生什么氯化钠固体加水溶解氯化钠溶液通电离子定向移动形成电流电离不能自由移动Na+、Cl-能自由移动Na+、Cl-氯化钠在水中的变化任务1：物质进入水中会发生什么【分析】

氯化钠溶液的组成

——由大量的水分子、和自由移动的Na+、Cl-组成NaCl溶液任务1：物质进入水中会发生什么能溶解于水不能电离以蔗糖分子形式存在蔗糖在水中的变化任务1：物质进入水中会发生什么硫酸钡在水中的变化【资料1】18℃时，硫酸钡溶解度2.38×10-4克溶解的硫酸钡在水中是否发生电离？【资料2】（18℃）纯水饱和硫酸钡溶液导电性强弱指数3.9066.703任务1：物质进入水中会发生什么硫酸钡在水中的存在形式大量硫酸钡固体极少量Ba2+

和SO42-大量硫酸钡固体任务1：物质进入水中会发生什么物质物质在水中变化过程物质在水中存在形式宏观微观NaCl溶解完全电离自由移动的Na+、Cl-蔗糖溶解不电离蔗糖分子BaSO4难溶溶解的部分完全电离大量BaSO4固体，极少量Ba2+、SO42-任务1：物质进入水中会发生什么哪些物质在水中不溶解？哪些物质在水中电离？怎么证明？——酸、碱、盐

任务2：不同物质在水中存在形态？——微粒的种类和数量

任务2：不同物质在水中存在形态？——微粒的种类和数量请从微观分析该组溶液的组成？

为什么它们都能使紫色的石蕊溶液变红？任务3：从微观角度认识酸碱盐溶液H2SO4=2H++SO42-

HCl=H+

+Cl-HNO3=H++NO3-酸：电离时生成的阳离子全是H+NaOH=Na++OH-KOH=K++OH-

Ba(OH)2

=Ba2++2OH-KCl=K++Cl-Na2CO3

=2Na++CO32-

CuSO4

=Cu2++SO42-

碱：电离时生成的阴离子全是OH-任务3：从微观角度认识酸碱盐溶液盐：电离时生成金属阳离子（或铵离子）和酸根阴离子已知NaHSO4在水中发生如下电离：

NaHSO4=Na++H++SO42-

，请你分析该溶液中有哪些微粒？试推测NaHSO4溶液有哪些性质？思考任务3：从微观角度认识酸碱盐溶液任务3：从微观角度认识酸碱盐溶液请比较两份溶液的组成？100mL水0.1molKCl0.1molNaOH0.1molKOH0.1molNaCl删了两张ppt“电离”概念蕴含的化学观念电离概念的建立，使学生建立从微观角度认识物质在水溶液中的存在状态及行为，使学生对溶液的认识从宏观进入微观微粒观从概念到观念实现观念的功能具体知识的教学案例——电离除了熔融，还有什么方法能使电解质离解成能够自由移动的离子？教师对实验现象进行分析解释介绍离子液体-一定温度范围内呈液态的全部由离子组成的物质。演示实验：离子液体的导电性像这样由晶体状态到熔融状态，从不导电到导电的过程就是电离为什么离子液体在固体时不导电而熔化后导电了？这个过程是怎样的？学生思考回答电解质溶于水教师演示氯化钠在水中电离的微观动画具体知识的教学教学注重对具体性知识的学习和思考，具体性知识的记忆是教学和学习的最终目的观念建构的教学教学也注重对具体性知识的学习和思考，但最终目的是把具体性知识作为载体和工具来帮助学生观念的建构和形成教学目标vs具体知识的教学教学过程旨在记住知识，多采用讲授式，即使有多样化的学习活动，也是被动执行观念建构的教学教学过程旨在发展学生的综合思维和深层理解力，多采用让学生主动发现问题、分析问题和在活动中主动探究、主动发现，与同学、老师交流、质询等多种方式教学过程vs观念建构的教学教学内容的分析是以观念为核心，主要分析知识的层次结构和知识之间相互联系具体知识的教学教学内容的分析注重具体知识要点或者关键字句教学内容vs观念建构的教学教学活动围绕对观念建构这一目的创设丰富情境和一系列问题和组织的探究性活动展开教学活动要求运用多种心智技能的复杂行为表现具体知识的教学教学活动围绕对具体性知识的讲解展开，情境的创设、问题与活动的目的是获得知识结论教学活动要求各种具体操作技能性训练教学活动vs观念建构教学的基本环节观念建构教学的基本环节环节1：物质进入水中会发生什么？氯化钠固体中存在哪些微粒？氯化钠溶液中存在哪些微粒？氯化钠固体与氯化钠溶液中的离子与钠离子有何区别？环节2：不同物质在水中的存在形态是怎样的？环节3：从微观视角认识酸碱盐环节1：新课引入，从元素的分类到物质的分类环节2：由碳家族认识分类的角度和分类方法环节3：由分类认识物质的性质讨论：酸类物质有哪些共同的性质?探究：金属单质、酸性氧化物、碱性氧化物及碱的类别通性环节4：由分类到预测未知物质的性质（预测二氧化硫的性质）环节5：总结——分类思想对无机物性质研究的意义电离物质的分类观念建构教学的基本环节核心概念的建构物质分类的方法和结果核心概念的功能化阶段由分类认识物质性质——类别物质一般性质核心概念工具化与观念化由分类到预测未知物质的性质——分类认识物质性质的的思路与方法观念建构教学的基本环节核心概念的建构电离概念的建立核心概念的功能化阶段从微观角度分析具体溶液核心概念工具化与观念化微粒观的建立——看溶液看到微粒观念的形成（毕华林，杜明成2007）溶液的导电性、物质的构成微粒、物质的溶解具体化学知识电离核心概念溶液或熔融状态存在自由移动的离子溶液中存在的微粒：分子和离子溶液中离子的种类和数量基本观念基本理解微粒观：看溶液看到“微粒-微粒间作用-作用结果（微粒种类和数量）”↑↑↑观念的形成双向箭头微粒观观念建构教学的基本环节核心概念的建构——依托具体化学知识和事实核心概念的功能化阶段——从核心概念的视角对具体物质及其反应的理解和分析核心概念工具化与观念化——内化，形成思维方式，自主分析化学现象和问题观念建构的教学设计

——以观念为核心的教学分析以观念为核心的学生分析（分析学生在基本观念和具体知识方面的发展程度）以观念为核心的教学分析学情分析以观念为核心的教学内容分析（确认基本观念、分析基本观念与具体知识的关系）观念建构的教学设计确定以观念建构为核心的教学目标教学内容分析以观念建构为目的的教学过程设计讨论分析溶液中的离子平衡弱电解质水的电离和溶液的pH盐类的水解沉淀溶解平衡观念？以观念为核心的教学内容分析

——溶液中的离子平衡弱电解质水的电离和溶液的pH盐类的水解沉淀溶解平衡溶液可逆过程微粒（分子、离子）平衡微粒观平衡观以观念为核心的教学内容分析对化学知识本体的分析对核心概念功能与价值的分析确立观念以观念为核心的内容分析教学分析水的电离和溶液的pH以观念为核心的教学内容分析具体化学知识核心概念化学观念基本理解↑↑双箭头学情分析——以观念为核心的学生分析

学生群体水的组成水的导电性强弱电解质的导电性弱电解质的电离原理溶液的酸碱性了解学生在学习之前的相关的具体性知识和观念性知识的水平测查内容问卷测查测查目的不同类型和水平的学生问卷测查的结果——具体性知识——用水解来解释盐溶液的酸或碱性（9%）1、弱电解质是部分电离的（100%）——部分电离的原因（22%）2、水是弱电解质，能电离出极少的H+和OH-（82%）——用水的电离来解释水的导电性（66%）3、盐溶液可能显酸性或碱性（100%）学情分析——以观念为核心的学生分析

问卷测查的结果——观念性知识——平衡观学情分析——以观念为核心的学生分析

100%学生知道弱电解质是部分电离的78%的学生无法从可逆反应的角度进行解释可逆反应（过程）不能进行到底反应（变化过程）存在限度结论：大多数学生没有建立“动态平衡”来解释分析问题问卷测查的结果——观念性知识——微粒观学情分析——以观念为核心的学生分析

大部分学生已经初步建立了用微粒来解释宏观现象的意识。解释时受具体性知识的影响较大。解释水的导电性——水能导电因为有少量的H+和OH-（66%）解释溶液的酸碱性——酸碱性和溶液中的H+和OH-浓度有关（43%），酸碱性和H+和OH-有关（57%）解释盐溶液为什么可能显酸性或碱性——91%的学生还是用具体例子说明结论：学生没有将宏观现象与微粒的相互作用建立联系学生没有建立从微粒视角分析问题的一般思路

确定以观念建构为核心的教学目标

发展平衡观，使学生能判断出溶液体系中的可逆过程，并用平衡的观点来解释该过程中的相关问题平衡观学会应用微粒的观点分析溶液，将宏观现象与微粒的相互作用建立联系，进而建立用微粒的观点分析溶液的一般思路微粒观用微粒的观点

分析水溶液的一般思路以观念为核心的学生分析（分析学生在基本观念和具体知识方面的发展程度）以观念为核心的教学分析学情分析以观念为核心的教学内容分析（确认基本观念、分析基本观念与具体知识的关系）观念建构的教学设计确定以观念建构为核心的教学目标教学内容分析以观念建构为目的的教学过程设计观念建构的教学设计

——问题和活动的设计以观念为核心的学生分析（分析学生在观念和具体知识方面的程度）以观念为核心的教学分析学情分析以观念为核心的教学内容分析（确认观念、分析观念与具体知识的关系）观念建构的教学设计确定以观念建构为核心的教学目标教学内容分析