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中学化学教学设计的理论与实践（一） 广州市第四届中青年教师素质大赛之教学设计与实施比赛,广州市教育局教学研究室化学科 李南萍,活动背景介绍,继续教育课程 课程编号：1002107062001 课程名称：基于化学核心观念的教学案例研究与实施 所属专业：化学 课程类型：学科专业课 培训类型：面授 主讲教师：李南萍 戴光宏 课时数及学分：30课时， 3学分 上课时间及地点：,广州市第四届中青年教师素质大赛之教学设计与实施比赛 提交一个章节（若干课时）的教学设计及其中1个课时的教学录像 参加专题培训 翻译美国教材living by Chemisty指定部分 具体安排见通知,教学设计要求,本节内容分析 分析本节内容的逻辑关系、前后知识的联系、学生构建知识过程中思维的障碍点等 课时内容安排 分几个课时，各课时的教学主题 各课时教学设计 教学内容主线分析：包括课型分析、核心内容的教学主线分析 教学目标设计与分析：教学目标及教学目标设计说明 教学环节设计：主要教学环节及各环节所要达到的目标,教学设计格式案例 物质的分类,本节教材内容分析 通过初中化学的学习，学生已经初步了解根据组成特点对物质进行分类的方法，如纯净物、混合物、单质、化合物、酸、碱、盐、氧化物等，并学习了从日常生活中能够接触到的常见化学物质的性质。但并没有系统地学习每一类物质的性质，因此关于物质性质的知识是零散的，更缺乏研究物质性质的一般方法。,进入高中阶段，整个人教版必修的教材编排主线就是以物质分类为指导，系统研究常见无机物的性质和应用，形成研究物质性质的一般方法。 作为物质分类观念形成的关键课题，第二章“化学物质及其变化”起着承上启下的作用，本章的主题就是对化学物质及其变化的分类，其基本逻辑线索是：物质的分类（纯净物的分类混合物的分类）化学反应的分类，学习这些分类的方法都是为其后的元素化合物知识提供学习和研究工具。,本节课时内容安排,第一课时 简单分类法及其应用 第二课时 分散系及其分类 必要时可以安排习题课,各课时教学设计 简单分类法及其应用,教学内容主线分析： 课型分析： 内容主线分析：在从已有经验形成“物质分类”的化学视角，在物质分类的实践中领悟“分类”方法的实质是分类标准的确定在新旧知识的联系中拓展“化学物质分类”的应用，体会“同一种元素的不同类物质之间的转化关系”。 “简单分类法及其应用”是完善物质分类观，初步形成研究物质性质的一般方法的重要课题。,教学目标设计与分析： 对于学生来说，本节内容中，分类标准和分类方法是新的知识点，而物质分类的视角和应用是初中知识的拓展和延伸。教学中，强调的重点不同，对后续元素化合物知识学习的影响也不同（见表1的分析）。,基于上述分析，本节课的教学目标确定为：初步认识分类的方法；能根据物质的组成和性质对物质进行分类；初步建立同类物质性质相似的观念，初步学会不同类物质间转化的方法。,教学环节设计,环节一：学习分类方法，感受分类标准的重要性 由于纯净物的分类在初中已初步介绍过，本节课主要是通过列举不同类别物质的实例，引导学生按组成或性质的不同对金属、氧化物、酸、碱、盐进一步分类，在此过程中，使学生发现酸和盐分类时出现交叉情况，提醒学生注意分类时要设定好标准，引入树状分类法和交叉分类法。由于学生是在列举初中所学的物质和书写化学式的过程中体会什么是树状分类法，什么是交叉分类法，因此对于分类标准的重要性和分类方法的运用是自然形成的，顺利达成教学目标和。 （具体教学过程）,环节二：建立“同类物质性质相似”的观点 本环节是本节课的核心、重点内容，以复习CaO、CO2的性质为切入口，以类比的方式迁移到Fe2O3和SO3的性质，引出碱性氧化物与酸性氧化物的概念。进一步强化“掌握了一种物质的性质就学会了一类物质的性质”的观点，让学生体验分类研究的重要性。 （具体教学过程）,环节三：归纳不同类物质间转化的方法，再次强化同类物质具有共性的观点 利用课本实践活动3，让学生讲出实现CaCaOCa(OH)2CaCO3和CCO2H2CO3 CaCO3 的转化方法，进而引导学生讲出这些物质所属的类别和归纳出其他物质类别间转化的关系，从中再次强化“掌握了一种物质的性质就学会了一类物质的性质”的观念。 （具体教学过程）,环节四：树立利用分类方法学习化学的观念 通过介绍必修一课本的分类编排知识，使学生感受到分类法在化学学习中的重要性。结束语回归到课本实践活动4，使学生体会到掌握方法比死记硬背更重要。 （具体教学过程）,常见课型与教学模式,基本概念基本理论课 基本技能课 元素化合物课 学生试验课 习题讲评课 复习课,基本概念（理论）课,概念（理论）课要提供尽可能充足的化学事实（实验、模型或图表数据等），帮助学生形成概念。 概念（理论）课要重视概念建立过程的教学，要注意运用准确、简明和逻辑性强的语言，通过归纳的方法，抽象化学事实和化学现象的本质特征；或通过演绎的方法，分析新概念与原有概念的异同，给概念下定义。,要在初步建立概念后，通过正、反例分析以及范围、条件的讨论，帮助学生理解概念（理论）的内涵。 要在初步建立概念的基础上，及时通过概念的运用，巩固概念，并在后续学习中发展概念。,案例1：元素,教学内容分析： 学生已经知道什么？ 组成世界上众多物质的基本成分元素只有100多种 通过水的电解实验，知道水是由氢元素和氧元素组成的 原子的构成 相对原子质量的概念 学生学习的难点是什么？ 原子与元素的区别和联系,教学目标分析： 知道元素是组成物质的基本成分，不同种元素最本质的区别是质子数不同。 加深对“化学变化过程中元素不变”观念的理解 知道元素和原子的关系是集合与个体的关系,教学环节设计 环节一：元素概念的建立 构成原子的粒子有哪些？他们之间有什么的数量关系？ 相对原子质量的概念是：以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比。这种碳原子是哪种碳原子？为什么必须强调是这种碳原子？,自然界中几种不同的碳原子的微观构成,上述几种碳原子的总称就是碳元素。,环节二：给元素的概念下定义 投影自然界中的氧16、氧17、氧18三种原子的微观构成表。 元素就是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。 分析“相同核电荷数”、“一类”、“总称”的涵义 环节三：辨析元素与原子的区别与联系 你认为元素与原子是什么关系？请举例说明。,分析下列变化中，反应物和产物的组成元素。 红磷(P)氧气(O2) 五氧化二磷 (P2O2) 水（H2O） 氢气(H2)氧气(O2) 下列说法是否正确，为什么？ 元素是化学变化中的最小微粒 世界上的物质都是由100多种原子组成的 化学变化过程中元素的种类没有变化 化学变化过程中原子的种类没有变化,案例2：化学平衡常数,教材内容分析： 学生已有知识 化学平衡状态 化学平衡的移动（定性）,学生学习难点 为什么要引入化学平衡常数（化学平衡常数的化学涵义） 在相同温度下，体系由一个平衡状态移动到另一个平衡状态，勒夏特列原理只能解决移动的方向问题，化学平衡常数能够定量描述两个平衡状态之间体系的组成关系 工业生产上最关心的是原料的转化率，而通过平衡常数能够计算原料的最大转化率,教学目标设计与分析 知道转化率、浓度商的概念和表达式 通过对化学平衡的建立过程中物质浓度、转化率、浓度商数据的分析，建立化学平衡常数的概念 了解化学平衡常数、转化率、物质浓度之间的计算 能够用浓度商与化学平衡常数之间的关系判断平衡移动的方向,教学环节设计,环节一：提供数据，感受平衡建立过程中浓度商、转化率的变化过程，初步形成平衡常数的概念 某温度下，将H2和I2各0.10mol的混合气体充入10L的密闭容器中，发生如下可逆反应： H2(g)+I2(g)=2HI(g),环节二：理解平衡常数的涵义 对于上述可逆反应，科学家进行了大量实验，测定了不同反应体系达到平衡时的浓度商平衡常数，见教材表格。 分析上表数据，你发现了什么？还有什么疑问？ 平衡常数的定义、规范的表达方式、属性 环节三：平衡常数的应用 利用平衡常数与浓度商的关系判断平衡移动方向 平衡常数与平衡状态是体系组成成分的浓度、转化率的计算,基本技能课,从教学特征看，主要包括计算技能、化学用语书写技能、有机物命名技能、实验基本操作技能等内容为主的课属于这一课型。 还有一些由于考试而衍生出来的一些专项技能的训练也可属这一课型，如溶液中离子浓度大小的比较、NA问题等 某些新授课和复习课中都可能包含技能课课型特征,技能课课型特征,要根据教学目标和学生实际，合理组织范例。 举例必须符合本课的教学目标、符合本班大多数学生的认知水平 举例必须精，必须典型 所举例的呈现顺序要经过合理安排,范例（例题）的剖析要紧扣化学概念、化学原理和元素化合物知识进行，要有思路分析和方法归纳，要突出学科观念、思想、原理、方法的指导作用。 要讲练结合，要有充分的学生活动量，训练内容的组织要有内在联系和针对性，提倡通过题组设计发挥训练的整体功能。,案例3：化学式,教学内容分析 化学式的化学含义是什么？ 是描述物质组成的化学语言，包括性和定量两方面，元素符合表示定性组成，元素符号右下角的数字表示定量组成。 化学式的书写规范是出于交流的方便人为制订的 学生已有的知识是什么？ 常见元素的名称和符号 已知水、氢气、氧气的组成 部分氧化物的名称,教学目标设计与分析 能根据物质的组成书写化学式，能描述化学式的意义。 能根据化学式对物质进行命名，能根据名称书写化学式。,教学环节设计,环节一：学习根据物质的组成书写化学式的基本方法 范例1：通过前面的学习，我们知道：水是由氢元素和氧元素组成，一个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子（文字描述），你也知道，我们常用“H2O”这个式子就可以表示上述文字所包含的意义。你觉得“H2O”这个式子中各种符号和数字是怎样表述上述文字意义的？填写下表,讨论：你是否发现了什么规则？,练习：如果用符号表示下面的文字意义，该如何书写？ 1、文字描述：某物质中只含有氮元素和氧元素，一个该物质的分子中含有1个氮原子和2个氧原子。 该物质的符号： 2、文字描述：研究发现，不同条件下获得的铁的氧化物组成不同，铁丝在氧气中燃烧得到的氧化物（甲）中铁原子与氧原子的个数比是3:4；铁丝一定条件下还可形成另一种氧化物（乙），铁原子与氧原子的个数比是2:3。 氧化物（甲）的符号： 氧化物（乙）的符号：,小结： 这种用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫化学式。 环节二：化学式书写的一般规则及命名 练习： 氧化物： 其他由两种元素组成的物质：盐、氢化物 由一种元素组成的单质：气态单质、固态单质、金属单质 由三种元素组成的含有原子团的物质：常见原子团 环节三：进一步理解化学式的含义从化学式分析物质的组成,案例4：离子反应及其发生的条件,教学内容分析 离子反应的本质是什么？ 离子反应本质是溶液中离子平衡移动的结果。必修阶段只要求从某些离子相遇会发生反应生成水、气体、沉淀的角度理解。 离子反应方程式的化学含义是什么？ 是描述离子反应的化学语言。是广义的化学方程式的一种，符合化学方程式的基本规则。如尊重事实，元素守恒、原子守恒、电荷守恒等 离子反应方程式书写的理论基础是什么？ 离子反应的概念、离子反应方程式的概念,教学目标分析 以实验2-1作为范例，通过分析混合前后溶液中的离子组成，建立起离子反应的概念。 知道离子之间的反应是有条件的，从反应产物特点来分析，能够生成水、气体、沉淀的反应才能进行。 知道离子方程式是描述离子反应的语言。通过实验事实理解“参加反应的离子”的含义。 通过实验2-2，和对表格的分析，知道离子方程式可以代表同一类型的化学反应,教学环节设计,环节一：离子反应概念的建立,说明： 后面补充产生气体的反应、Cu(NO3)2溶液与NaOH溶液的反应 前面两组物质的分析由教师演示实验并示范分析填表。提供药品由学生实验并分析。 允许学生自己选择药品混合，按上表分析 小结：通过上述分析，我们知道酸、碱、盐在溶液中的反应，实际上是离子之间的反应，这种反应叫离子反应；上述减少了的离子就是实际参加反应的离子，与化学反应方程式相类似，用这些实际参加反应的离子符号来表示反应的式子就叫离子方程式。,环节二：离子反应方程式的书写及其意义 练习： 用实际参加反应的离子符号来表示上述离子反应（发现CuSO4溶液和Cu(NO3)2溶液分别与NaOH溶液反应的离子方程式相同） 环节三：巩固离子反应方程式的概念 写出Na2CO3和CaCO3分别与稀盐酸反应的离子方程式（学生不知道如何处理CaCO3，有的写离子，有的写化学式；此时可根据离子方程式的概念进行讨论，并补充实验）,案例：溶液中离子浓度大小的比较（高二盐类水解习题课）,环节一：单一组分溶液中，只有一种离子发生水解，离子成分的定性和定量分析 Na2S溶液中存在哪些粒子？这些粒子的来源是什么？这些粒子之间存在哪些量的关系（相等、大小等）？ 练习：学习与评价（选修4）P1218、1201,环节二：单一组分，但另一个阳离子或阴离子会干扰某离子的水解 例题：物质的量相同的下列溶液中，NH4+浓度最大的是（ ） A. NH4Cl B. NH4HSO4 C. CH3COONH4 D. NH4HCO3 环节三：溶液有两种组分，且相互影响水解,元素化合物课,元素化合物课包括无机元素化合物课和有机化合物课 元素化合物课的课型特征 元素化合物课要充分利用基础理论的指导作用，揭示知识内在联系。 指导学生学习元素化合物知识的理论依据有：物质分类、氧化还原、离子反应、元素周期律,元素化合物课要以实验为基础。 让学生通过观察实验、模型和其他直观手段来感受、理解元素化合物知识的发现和发展的过程，初步学会化学思维方法。 实验的设计与组合要能深刻地揭示反应规律，有利于掌握化学事实。 实验要能激发学生兴趣，调动学生的思维。 元素化合物课要尽可能紧密地贴近生活、联系实际。,案例6：氧气的性质 案例7：碳酸钠与碳酸氢钠,习题讲评课,讲评要有针对性，要在内容和学生系统分析后选择重点讲评。 针对教学目标 针对学生思维的障碍碘,讲评要分析思路和归纳方法（分析正确和错误的原因，分析怎样组织正确的思路，总结同类题解题方法），讲评要在重点内容上延伸和拓展（其他解法、题目归类、联系和变型等）。 讲评在必要时要有强化训练。 题组要有层次性 题与题之间要有联系,复习课,复习课要对复习内容进行合理的重组，通过知识的整理突出知识的内在联系，形成知识结构。 复习课要有鲜明的针对性，要根据目标突出主线和重点。 复习课要有必要的例题（或讲评）和训练；课堂结构上，讲、练、评三者要有合理的比例。 复习课要在重点内容上设置情境，调动兴趣，发展能力。,案例8：水溶液中的离子平衡复习课,基本的化学观念,元素观 微粒观 变化观 分类观 结构观（物质结构的层次性、物质结构与性质的关系） 化学价值观,山东师范大学 毕华林教授东北师范大学 郑长龙 教授,元素观（世界的物质性）,物质是由元素组成的 同一种物质的组成是固定的（元素的种类和比例固定） 元素在化学变化过程中是不变的 化学家用元素符号和化学式来描述物质的组成 物质的组成决定其性质,变化观（物质是变化的）,物质的变化是有层次的（如物理变化、化学变化、有机体的变化、人的思维等） 物质的变化是有条件的（条件是什么？为什么？） 物质的变化是有一定规律的（物质的组成和结构决定其变化） 物质的变化包括质变、量变和能量的变化,物质的变化遵循质量守恒、能量守恒 化学反应方程式是描述物质变化的语言 物质的变化是有方向、快慢和限度的（平衡观）,分类观,可根据不同的标准对物质和化学变化进行分类 可以根据组成和性质对物质进行分类 同类物质具有相似的性质,物质微粒观,物质的组成是有层次的宏观、微观 化学是在分子、原子水平上认识物质 物质是由原子、分子、离子等基本粒子构成的。 构成物质的粒子是极其微小的。 微粒处于永不停息的无规则运动中。 微粒之间存在一定的间隔。,物质微粒观,物质的结构决定其性质（微粒之间存在相互作用，这种相互作用使微观粒子聚集成宏观物质，且这种作用有强弱之分，存在空间取向。） 物质的变化是构成物质的微粒间结合方式的改变原子（或原子团）是化学变化的最小微粒,化学的基本思想,物质无限可分的思想（物质结构的层次性） 物质变化的思想 守恒的思想 动态平衡思想 物质结构决定性质的思想 物质多样性与规律性相统一的思想 绿色化学的思想（原子经济性的思想）,化学学科基本方法,哲学方法论：如唯物辩证法、矛盾分析方法、两点论和重点论等。 一般科学方法论： 观察方法 实验方法（包括实验条件的控制方法、测定方法） 科学抽象的方法（比较、分类、归纳、概括） 模型方法（宏观和微观相联系的方法） 假说方法 信息加工方法,具体科学方法： 物质分类研究的方法 物质的制备（或合成）方法 分离提纯方法 分析方法（物质的检验、鉴别与鉴定）,实验研究方法,实验观察方法有序观察 实验方案设计方法实验条件控制 实验记录方法记录表格设计、描述语言 实验现象、数据分析的方法对比、比较、归纳、概括,living by Chemisty简介, living by Chemisty 的结构 共六册 每册2030课时，每课时50min 一年学完，主要是为升社区学院的学生打基础 以真实情境为素材，学习相关的化学知识, living by Chemisty 的教学理念 实践经验对于知识建构具有重要的作用 每个人将新信息吸收到已有知识结构中的方式都是不同的 使用这套教材，你将很少要求学生不加怀疑地接受任何信息作为科学事实。 术语、正式的定义通常是在学生探究、仔细分析、得出一个观念之后再介绍给学生。 要控制您自己不要直接告诉学生“事实”那些化学家似乎确信无疑的知识 您只是引导学生探究知识，避免提前讲授，让教学内容在学生天生的好奇心驱动下呈现出来,living by Chemisty正文主要栏目 Key ideas 教学思路 Whate take place 教学情境 Materials 教学用品 Exploring the topic 探究主题 ChemCatalyst 导入练习 Activity 探究活动 Worksheet 学案 Making sense 形成观念 Check-in 形成性练习 Wrap-up 小结 Homework 家庭作业,案例6：化学反应方程式 （第一课时）,导入练习 下面是一条描写形成剧毒物质氢氰酸的化学“语句”： NaCN(s) + HCl(aq) NaCl(aq) + HCN(g) 这些化学符号包含了哪些信息？列出其中至少四个信息。 为什么在这里有一个箭头？ 箭头的左边和右边有什么不同？ 如果你亲自动手做这个实验，你将观察到什么现象？,实验探究 探究目的：怎样利用化学符号来描述化学反应？ 猜测：下面的化学符号和文字表述描述的是同一个反应。仔细比较符号和文字表述，填写下表： 化学方程式：HCl(aq) + NaHCO3(aq) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) 文字表述：盐酸溶液与碳酸氢钠溶液反应生成了氯化钠溶液、水和二氧化