中学化学教学设计与实践- 课件 4.1 元素化合物知识教学设计的基本理论和方法

元素化合物知识教学设计概述元素化合物知识的课程标准分析无机元素化合物知识的课程定位课程标准规定的无机元素化合物知识的教学内容和教学要求核心知识方面：钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质过程与方法方面：

要求学生能够基于实验和探究过程学习元素化合物知识；运用物质分类的观点、利用氧化还原反应和离子反应的基本原理和思想方法指导对元素化合物性质的认识，并运用所学知识解决有关问题。情感态度价值观（STS）方面：

通过学习元素化合物知识树立一些基本的态度和观念，例如，了解化学方法在实现物质间转化中的作用；认识合成新物质对人类生活的影响，以及化学在自然资源综合利用方面的重要价值；体会化学对环境保护的意义，以及在化学合成中遵循“绿色化学思想”的重要性等。有机化合物知识的课程定位课程标准规定的有机化合物知识的教学内容和教学要求必修阶段核心知识方面：了解甲烷、乙烯、苯等的主要性质，知道乙酸、乙醇、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，了解常见高分子材料合成反应的简单实例。过程与方法方面：通过对几种重要有机物结构和性质的学习，体会有机物跟无机物的区别和联系，认识有机物性质和用途的一般方法。情感态度价值观（STS）方面认识乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用，认识乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质在日常生活中的应用，能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用，能说明合成新物质对人类生活的影响，初步形成对于有机化学领域的学习兴趣。选修阶段核心知识方面：烷、烯、炔、芳香烃、醇、酚、醛、羧酸、酯、卤代烃十大类典型有机物以及糖类、油脂、蛋白质、高分子材料等的组成和结构、物理性质、化学性质、用途、转化与合成等。相关理论：有机物结构及其与性质的关系、有机反应类型及其规律、有机物结构测定方法、有机合成路线设计等。过程与方法方面：掌握解决有机化学核心问题（有机物结构测定、有机物性质探究、有机合成等）的主要方法和思路。情感态度价值观（STS）方面深入体会“结构决定性质、性质反映结构”的有机化学学科核心思想，认识有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义。初中课程必修课程选修课程甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质（感性认识）；常见高分子材料的合成反应（加聚反应）及应用。列举生活中一些常用的有机物，认识有机物对人类生活的重要性。

按照官能团体系系统学习有机化合物的组成、结构、性质等，了解有机化学研究的基本方法，掌握有关实验的基本技能。有机化合物知识的层级发展无机元素化合物知识的教材分析人教版必修1第三章金属及其化合物第四章非金属及其化合物第一节金属的化学性质第一节无机非金属材料的主角——硅第二节几种重要的金属化合物第二节富集在海水中的元素——氯第三节用途广泛的金属材料第三节硫和氮的氧化物第四节氨硝酸硫酸无机元素化合物知识的教材分析硫和氮的氧化物硫酸、硝酸和氨章节内容标题栏目第四章第三节一、二氧化硫实验：二氧化硫溶于水学与问：品红溶液滴入亚硫酸钠溶液后，为什么褪色？加热时有显红色说明什么？资料卡片：预防硫化氢中毒二、二氧化氮和一氧化氮科学视野科学探究科学视野三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染资料卡片：预防酸雨的措施实践活动：分析空气污染的成因、雨水pH的测定第四章第四节思考与交流：硫酸、硝酸的组成特点、与酸的通性的关系、为什么不能用它们与金属反应制氢气？一、硫酸和硝酸的氧化性实验：浓硫酸与铜的反应资料卡片：王水二、氨实验资料卡片思考与交流苏教版必修1专题2从海水中获得的化学物质专题3从矿物到基础材料专题4硫、氮和可持续发展第一单元氯、溴、碘及其化合物第一单元从铝土矿到铝合金第一单元含硫化合物的性质和应用第二单元钠、镁及其化合物第二单元铁、铜的获取及应用第二单元生产生活中的含氮化合物第三单元含硅矿物与信息材料含硫化合物的性质和应用章节内容标题栏目专题4第一单元二氧化硫的性质和作用你知道吗：酸雨与二氧化硫联系在一起的原因、空气中二氧化硫主要来源观察与思考：二氧化硫的性质调查研究：测当地雨水pH，并走访环保部门了解酸雨产生的原因及有关防治措施。硫酸的制备和性质交流与讨论：接触法制硫酸的工艺观察与思考：浓硫酸的性质资料卡：几种重要的硫酸盐硫和含硫化合物的相互转化交流与讨论：列举不同价态的含硫物质整理与归纳：硫及其化合物间的相互转化的方程式，以及转化在生产中的应用。必修1第1章

认识化学科学第2章元素与物质世界第3章

自然界中的元素第4章材料家族中的元素第2节研究物质性质的方法和程序一、研究物质性质的基本方法观察金属钠及金属钠与水反应的现象金属钠与氧气反应的实验二、研究物质性质的基本程序研究氯气的性质第3节氧化剂和还原剂一、氧化还原反应二、氧化剂和还原剂三、探究铁及其化合物的氧化性或还原性第1节碳的多样性第1节硅无机非金属材料第2节氮的循环第2节铝金属材料第3节

硫的转化第3节复合材料第4节海水中的元素鲁科版硫的转化章节内容标题栏目第3章第3节联想·质疑：火山喷发一、自然界中的硫1.自然界中不同价态硫元素间的转化2.认识硫单质观察·思考：硫单质的性质身边的化学：硫黄的用途二、实验室里研究不同价态硫元素间的转化活动·探究：不同价态硫元素间的转化方法导引：探究不同价态硫元素间转化的思路化学与技术：硫酸的工业生产三、酸雨及其防治交流·研讨：减少二氧化硫排放的措施，结合二氧化硫的性质进行分析。身边的化学：石膏和硫酸钡概括·整合无机元素化合物知识的组织模式一级组织——周期律前、周期律后、前后穿插——元素化合物知识与概念原理知识的安排（集中编排、分散编排）——与STS的关系二级组织——族线索、元素线索、类别线索三级组织——代表物模式、同元素不同代表物关系模式物质中心模式类别比较模式元素关系模式有机化合物知识的教材分析初中课程必修课程选修课程甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质（感性认识）；常见高分子材料的合成反应（加聚反应）及应用。列举生活中一些常用的有机物，认识有机物对人类生活的重要性。

按照官能团体系系统学习有机化合物的组成、结构、性质等，了解有机化学研究的基本方法，掌握有关实验的基本技能。有机化合物知识的层级发展人教版必修2第三章

有机化合物第一节最简单的有机化合物——甲烷第二节来自石油和煤的两种基本化工原料第三节生活中两种常见的有机物第四节基本营养物质有机化合物知识的教材分析选修5第一章

认识有机化合物第二章烃和卤代烃第三章烃的含氧衍生物第四章生命中的基础有机化学物质第五章进入合成有机高分子化合物的时代第一节有机化合物的分类第一节脂肪烃第一节醇酚第一节油脂第一节合成高分子化合物的基本方法第二节有机化合物的结构特点第二节芳香烃第二节醛第二节糖类第二节应用广泛的高分子材料第三节有机化合物的命名第三节卤代烃第三节羧酸酯第三节蛋白质和核酸第三节功能高分子材料第四节研究有机化合物的一般步骤和方法第四节有机合成苏教版必修2专题3有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物第二单元食品中的有机化合物第三单元人工合成有机化合物选修5专题1认识有机化合物专题2有机物的结构与分类专题3常见的烃专题4烃的衍生物专题5

生命活动的物质基础第一单元有机化学的发展与应用第一单元有机化合物的结构第一单元脂肪烃第一单元卤代烃第一单元糖类油脂第二单元科学家怎样研究有机物第二单元有机化合物的分类和命名第二单元芳香烃第二单元醇酚第二单元氨基酸蛋白质核酸第三单元醛羧酸必修2第3章

重要的有机化合物第1节

认识有机化合物第2节石油和煤重要的烃第3节饮食中的有机化合物第4节塑料橡胶纤维鲁科版选修5第1章

有机化合物的结构和性质烃第2章官能团与有机化学反应烃的衍生物第3章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节

认识有机化学第1节有机化学反应类型第1节有机化合物的合成第2节有机化合物的结构与性质第2节醇和酚第2节有机化合物结构的测定第3节烃第3节醛和酮糖类第3节合成高分子化合物第4节羧酸氨基酸和蛋白质教材版本内容标题栏目人教版一、乙醇1.乙醇与金属钠的反应2.乙醇的氧化反应实验：乙醇与金属钠的反应资料卡片：用酸性高锰酸钾检查司机是否酒驾实验：乙醇催化氧化苏教版乙醇1.乙醇与金属钠的反应2.乙醇的氧化反应观察与思考：实验1—乙醇与钠的反应、实验2—乙醇的催化氧化资料卡：甲醛与乙醛拓展视野：酒与酒精鲁科版联想·质疑：对食品中的营养成分有什么认识一、乙醇1.乙醇与金属钠的反应2.乙醇的氧化反应身边的化学：固体酒精活动·探究：乙醇的一些化学性质—乙醇与钠的反应、乙醇的催化氧化身边的化学：饮酒的利弊必修在内容选取和组织上，以代表物的某些化学性质为主，基于实验观察、性质归纳进行学习，突出应用，介绍组成和结构。醇章节内容标题栏目第三章第一节一、醇1.消去反应2.取代反应3.氧化反应资料卡片：醇的命名思考与交流：观察相对分子质量相近的醇与烷烃的沸点数据，得出结论。学与问：阅读醇的沸点数据，做出解释。思考与交流：工业生产中残留金属钠的处理学与问：溴乙烷与乙醇发生消去反应的异同实验：乙醇的消去反应资料卡片：乙醇的分子间脱水成醚学与问：乙醇能不能被其他氧化剂氧化？实验：乙醇与重铬酸钾酸性溶液的反应资料卡片：有机物的氧化、还原反应人教版醇章节内容标题栏目专题4第二单元观察与思考：观察几种常见的醇和酚的结构，归纳醇和酚在结构上的不同点。醇的性质和应用（认识乙醇中羟基上氢原子的活泼性认识乙醇和氢卤酸的反应认识乙醇的脱水反应）交流与讨论：列举乙醇发生的化学反应，并指出反应过程中乙醇分子中断裂的化学键。活动与探究：认识乙醇中羟基上氢原子的活泼性观察与思考：认识乙醇和氢卤酸的反应活动与探究：认识乙醇的脱水反应整理与归纳：观察乙醇的结构式，总结乙醇发生的化学反应和对应的断键位置。拓展视野：直接甲醇燃料电池苏教版章节内容标题栏目第2章第2节联想·质疑：醇和酚的性质一、醇的概述知识支持：醇的命名知识支持：氢键二、醇的化学性质1.羟基的反应取代反应消去反应2.羟基中氢的反应与活泼金属反应与羧酸反应3.醇的氧化交流·研讨：以1-丙醇为例预测醇能发生哪些类型的化学反应，反应时生成何种产物。知识支持：醚追根寻源：羟基对醇分子中羟基氢活泼性的影响资料在线：同位素示踪法醇鲁科版教材版本内容标题人教版一、醇1.消去反应2.取代反应3.氧化反应苏教版一、醇的性质和应用（乙醇中羟基上氢原子的活泼性乙醇和氢卤酸的反应乙醇的脱水反应）鲁科版一、醇的概述二、醇的化学性质1.羟基的反应2.羟基中氢的反应3.醇的氧化共性：以官能团类别为框架，关注有机物性质与结构的关系。选修有机三个版本教材的内容选取和组织1.内容选取方面：人教版以乙醇代醇类，仍为代表物模式。苏教版以乙醇为先导，适当体现醇类。鲁科版以醇类为主，体现乙醇和醇类的关系。2.化学性质组织线索方面：人教版以反应类型为明线。苏教版没有外显化学性质的线索。鲁科版以反应断键部位为一级线索，以发生的反应为二级线索，另外从官能团转化的角度进行总结。3.教学方式方面：人教版给出一个乙醇的反应，然后分析断键部位。苏教版先回忆乙醇，结构解释必修乙醇的性质，然后给乙醇的新的反应事实，乙醇的系统结构分析。鲁科版是先进行结构分析，预测性质，再给事实。元素化合物知识的学生发展进阶无机元素化合物元素物质类别代表物元素之间转化关系氧还性类别通性特性推断比较分析解释描述说明检验存在保存分离制备化学性质物理性质价态转化类别转化周期性预测证明使用无机元素化合物认识系统中学生对于元素及物质的认识发展层级学段基于价键认识物质世界基于位构性认识物质性质基于原子结构认识元素性质基于元素认识物质性质基于代表物及分类认识物质性质化学键、其它价键、物质结构等元素周期律、表等原子序数、原子结构模型、核外电子排布、元素性质金属、非金属、氧化物、酸碱盐重要元素及其化合物、二维图混合物、纯净物、元素、单质、化合物物理性质、化学性质、化合价；解释、论证比较、预测解释、比较、预测解释预测描述认识发展知识要求能力表现基于反应原理认识物质性质电化学、电离、水解等解释、预测层级1：基于代表物的认识层级层级2：基于类别的认识层级层级3：基于元素价态的认识层级层级4：基于位构性的认识层级层级5：基于反应原理的认识层级层级6：基于物质结构的认识层级水平1：描述说明-性质-使用-孤立认识水平2：预测证明-性质-检验-关联认识水平3：推断比较-性质-分离-关联认识水平4：推断预测-转化-制备-系统认识学生证据水平等级水平描述水平5自主-多角度/电化学角度水平4自主-氧化还原角度/反应原理角度/周期律角度-陌生情景水平3暗示角度-氧化还原角度/反应原理角度/周期律角度-陌生情景水平2给定角度-氧化还原角度/反应原理角度/周期律角度-熟悉情景水平1类别通性/代表物图2学生无机元素化合物化学性质认识能力水平总体分布百分比水平图1学生无机元素化合物化学性质认识角度总体分布认识角度得分率结构反应物质任务化学键官能团类别代表物反应物产物试剂和条件类型现象设计论证分析预测解释推理描述说明键的极性饱和性相互影响基团构成相互影响有机化合物认识系统加成取代消去聚合氧化还原脂肪烃芳香烃卤代烃醇和酚醛羧酸和酯高中生有机物性质的认识发展层级

基于价键、多角度认识和利用有机物反应

基于类别和价键认识有机物的主要性质，建立认识有机反应

的不同角度

基于代表物认识有机物的典型性质高一必修选修：各类有机物的性质选修：有机合成利用多角度思路分析陌生反应、处理复杂问题高三复习图1学生有机物化学性质认识方式类别总体分布学生证据图2学生有机物化学性质认识角度总体分布认识角度百分比百分比认识方式类别水平等级水平描述水平3化学键和官能团-多角度-复杂推理水平2类别和官能团-多角度-简单推理水平1典型物质和官能团-单一角度-简单推断学生证据图3学生有机物化学性质认识能力水平总体分布水平百分比无机元素化合物知识的教学原则和策略无机元素化合物知识的教学原则和策略创设丰富的联系生活和生产实际的学习情境铝的化合物铝制品的图片铝铁矿制铝的生产工艺流程教学内容情景素材无机非金属材料的主角—硅含硅物质的图片玻璃的成分、价格、使用和制备资料卡片：碱液的保存、工业制粗硅、玻璃制造、雕花玻璃硫的转化及含硫物质的性质自然界中的火山喷发视频硫和氮的氧化物雾霾的新闻铁及其化合物铁架结构建筑的图片、铁制品锈蚀的图片、富含铁的食物的图片脱氧剂菠菜补铁无机元素化合物知识的教学原则和策略利用化学实验调动学生的学习兴趣燃不着的棉花趣味实验二氧化硫喷泉实验水中花园无机元素化合物知识的教学原则和策略基于实验观察和启发思考策略支持元素化合物的教学硅酸钠1.晃动不同浓度的硅酸钠溶液，你发现了什么？2.硅酸钠溶液有粘性，你还可以通过哪些方面来证明？3.点燃被