融合STEM理念的教学设计（课堂PPT）

1、1|高中化学选修高中化学选修2化学与技术化学与技术 主题主题3 课题课题1PROJECT BACKGROUND融合融合STEMSTEM理念的教学设计理念的教学设计“设计设计”一座硫酸厂一座硫酸厂2A教学活动设计教学活动设计3人人教版初中化学第九单元教版初中化学第九单元“溶液溶液”PROJECT BACKGROUND融合融合STEMSTEM理念的教学设计理念的教学设计制作制作“天气瓶天气瓶”从课程的角度出发对STEM教育理念的探索 4设计思路设计思路科学知识层面科学知识层面- -跨学科整合跨学科整合1技术层面技术层面- -实验操作技术实验操作技术2数学层面数学层面-辅助工具辅助工具4工程问题层面

2、工程问题层面- -情境激发兴趣情境激发兴趣35化学知识化学知识 物理知识物理知识生物知识生物知识涉及到结晶、饱和溶液等重要概念，其制作原理是天涉及到结晶、饱和溶液等重要概念，其制作原理是天气瓶内的饱和溶液析出了樟脑晶体，硝酸钾、氯化铵气瓶内的饱和溶液析出了樟脑晶体，硝酸钾、氯化铵和水作为次要成分，对控制樟脑晶体形成有很大的作和水作为次要成分，对控制樟脑晶体形成有很大的作用；用；涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形成均没有涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形成均没有影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，温度越低，就越容易出现结晶；温度越低，就越容

3、易出现结晶；涉及到樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提涉及到樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果要比人造樟脑的效果好。要比人造樟脑的效果好。科学知识层面科学知识层面-跨学科整合跨学科整合6活动中活动中 物理知识物理知识生物知识生物知识小组都扮演了独立的天气瓶制作工厂的角色，体现了小组都扮演了独立的天气瓶制作工厂的角色，体现了 STEM STEM 理念中的情景与合作。从工厂生产的角度，每理念中的情景与合作。从工厂生产的角度，每个步骤都是技术的体现；个步骤都是技术的体现；涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形

4、成均没有涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形成均没有影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，温度越低，就越容易出现结晶；温度越低，就越容易出现结晶；涉及到樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提涉及到樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果要比人造樟脑的效果好。要比人造樟脑的效果好。技术层面技术层面-实验操作技术实验操作技术7活动中活动中 物理知识物理知识生物知识生物知识小组都扮演了独立的天气瓶制作工厂的角色，体现了小组都扮演了独立的天气瓶制作工厂的角色，体现了

5、STEM STEM 理念中的情景与合作。从工厂生产的角度，每理念中的情景与合作。从工厂生产的角度，每个步骤都是技术的体现；个步骤都是技术的体现；涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形成均没有涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形成均没有影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，温度越低，就越容易出现结晶；温度越低，就越容易出现结晶；涉及到樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提涉及到樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果要比人造樟脑的效果好。要比人造樟脑的效果好。工程

6、问题层面工程问题层面-情境激发兴趣情境激发兴趣8辅助工具辅助工具 物理知识物理知识生物知识生物知识涉及药品称量时的读数、计数以及制订药品配比，不涉及药品称量时的读数、计数以及制订药品配比，不仅培养了学生的数学素养，还加深了学生对科学探究仅培养了学生的数学素养，还加深了学生对科学探究和科学概念的理解，促进了工程问题的解决。和科学概念的理解，促进了工程问题的解决。涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形成均没有涉及到气压、湿度、电场、磁场对晶体形成均没有影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，影响，只有温度对其有影响，一般对于这种体系，温度越低，就越容易出现结晶；温度越低，就越容易出现结晶；涉及到

7、樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提涉及到樟脑为樟科植物的枝、干、叶及根部，经提炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果炼制得的颗粒状结晶，天气瓶使用天然樟脑的效果要比人造樟脑的效果好。要比人造樟脑的效果好。数学层面数学层面-辅助工具辅助工具9实验操作同屏演示实验操作同屏演示- -实时展示实时展示B设计思路设计思路10资源共享随时随地调取文件、应付突发情况资源共享随时随地调取文件、应付突发情况C技术与教学融合三技术与教学融合三11THANKS FOR YOUR ATTENTION感 谢 聆 听感 谢 聆 听信息技术与教育的深度融合；构建课堂融合新模式信息技术与教育的深度融合；构建课堂融合

8、新模式12生活中常见有机物生活中常见有机物乙醇乙醇 教学重点、教学重点、难点分析难点分析 教学目标教学目标的确定的确定131.1.本节课从学生的生活经验出发，以学本节课从学生的生活经验出发，以学生初中所学的有机物常识为基础，在介生初中所学的有机物常识为基础，在介绍了有机物甲烷、乙烯、苯等烃的基础绍了有机物甲烷、乙烯、苯等烃的基础之上引入的第一个烃的衍生物；之上引入的第一个烃的衍生物； 2.2.通过本节课的探究学习，既巩固前面通过本节课的探究学习，既巩固前面所学的知识，也为后面学习乙酸、糖类所学的知识，也为后面学习乙酸、糖类等学习做了铺垫，因此，它既是本章的等学习做了铺垫，因此，它既是本章的重点

9、，也是高中有机化学的重点。重点，也是高中有机化学的重点。3.3.乙醇这节课的学习，进一步巩固深化乙醇这节课的学习，进一步巩固深化对结构决定性质的认识。对结构决定性质的认识。教材的地位教材的地位和作用和作用生活中常见有机物生活中常见有机物乙醇乙醇14已有认知基础已有认知基础TitleAdd your text学生情学生情况分析况分析现有认知障碍现有认知障碍A教学背景分析教学背景分析1.1.学生对于烃的衍生物学生对于烃的衍生物认识较为肤浅，对于官认识较为肤浅，对于官能团决定物质的特殊性能团决定物质的特殊性质还不了解。质还不了解。2.2.学生还没有建立起学生还没有建立起“结构结构性质性质用途用途”这

10、样一个有机物的学习这样一个有机物的学习模型。模型。1.1.学生根据生活经验以及学生根据生活经验以及对初中化学的学习，只了对初中化学的学习，只了解了一些关于乙醇的用途，解了一些关于乙醇的用途，没有从分子结构的角度进没有从分子结构的角度进行系统地学习。行系统地学习。2.2.学生已经学完烃的基本学生已经学完烃的基本知识，对有机物的学习有知识，对有机物的学习有了一定的认识，所以对于了一定的认识，所以对于进一步学习乙醇的组成和进一步学习乙醇的组成和性质，有着较强的求知欲。性质，有着较强的求知欲。 15A教学背景分析教学背景分析教学准备教学准备 为顺利完成教学任务，实为顺利完成教学任务，实现教学目标，帮助

11、学生突破现教学目标，帮助学生突破教学难点，我制作了多媒体教学难点，我制作了多媒体课件，准备了实验、球棍模课件，准备了实验、球棍模型。型。 16 教学重点教学重点 教学难点教学难点乙醇结构的推断乙醇结构的推断乙醇与钠反应、乙醇的催化氧化反乙醇与钠反应、乙醇的催化氧化反应应 建立乙醇的立体结构模型，从建立乙醇的立体结构模型，从结构角度初步认识乙醇的催化氧结构角度初步认识乙醇的催化氧化的原理和实质。化的原理和实质。 C 教学重点和难点分析教学重点和难点分析17教学方式和手段教学方式和手段 根据教学内容、教学目标和根据教学内容、教学目标和学生的认知水平，主要采取教师学生的认知水平，主要采取教师以问题呈

12、现方式进行引导，以问题呈现方式进行引导，学生学生通过动脑、动手进行实践、探究。通过动脑、动手进行实践、探究。18创设情境创设情境 引入新课引入新课 19创设情境创设情境 引入新课引入新课 20创设情境创设情境 引入新课引入新课 通过对生活图片的放映，引入本节课的学习主通过对生活图片的放映，引入本节课的学习主题题生活中常见的有机物乙醇，进而让学生通过生活中常见的有机物乙醇，进而让学生通过已有的生活经验，自己归纳乙醇的物理性质。已有的生活经验，自己归纳乙醇的物理性质。 21质疑探究质疑探究 加深理解加深理解信息：信息： 已知乙醇可以和金属钠反应，且放出氢气。已知乙醇可以和金属钠反应，且放出氢气。

13、取取 1mol 1mol 的乙醇和的乙醇和 足量足量的金属钠反应，的金属钠反应， 实验证明乙醇与生成的氢气的物质的量之比为实验证明乙醇与生成的氢气的物质的量之比为2 2：1,1,则说明乙醇的结构如则说明乙醇的结构如图图 所示。所示。 处的氢原子被置换。处的氢原子被置换。 图（图（1）图（图（2）用球棍插出用球棍插出C C2 2H H6 6O O分子分子的可能结构？的可能结构？探究一探究一探究活动探究活动11乙醇的结构乙醇的结构小组合作小组合作22CCOHHHHHH结构式：结构式： CH3CH2OH 或或 C2H5OH羟基羟基OH分子式：分子式：乙醇的分子结构乙醇的分子结构C2H6O结构简式：结

14、构简式：质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究一探究一23设计意图设计意图组装组装C C2 2H H6 6O O的同分异构体的球棍模型：的同分异构体的球棍模型： 培养学生的动手能力，以及将微观分子模型化。培养学生的动手能力，以及将微观分子模型化。 学生明辨有机分子式和化学物质的对应关系。学生明辨有机分子式和化学物质的对应关系。定量数据对探究乙醇的结构式的研究定量数据对探究乙醇的结构式的研究 学生明辨结构决定性质，性质反映结构。学生明辨结构决定性质，性质反映结构。质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究一探究一24在盛有少量无水乙醇的试管中加入一小块金属钠，在盛有少量无水乙醇的试管中加入一小块金属

15、钠，迅速塞上配有医用注射针头的单孔塞。迅速塞上配有医用注射针头的单孔塞。（1 1）收集气体验纯并点燃。）收集气体验纯并点燃。（2 2）把干燥的小烧杯罩在火焰上，观察现象。）把干燥的小烧杯罩在火焰上，观察现象。（3 3）迅速倒转小烧杯，向其中加入少量澄清石）迅速倒转小烧杯，向其中加入少量澄清石灰水，观察现象。灰水，观察现象。温温馨馨提提示示注意操作安全注意操作安全质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究二探究二探究活动探究活动22乙醇与钠的反应乙醇与钠的反应小组合作小组合作251.1.钠浮在水面上，而沉在乙醇中钠浮在水面上，而沉在乙醇中对比对比钠与水反应钠与水反应实验现象实验现象，思考思考并回答并

16、回答下列问题下列问题。3.3.煤油（烃类）可以保存钠，而乙醇却与钠反应说明乙醇的煤油（烃类）可以保存钠，而乙醇却与钠反应说明乙醇的性质是由它的性质是由它的 决定的决定的2.2.钠与乙醇的反应速率比钠与水的反应速率慢钠与乙醇的反应速率比钠与水的反应速率慢, , 说明羟基中的说明羟基中的H H原子的活泼性：原子的活泼性：质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究二探究二4.4.写出乙醇与水反应的化学方程式：写出乙醇与水反应的化学方程式：26设计意图设计意图乙醇和水都可以跟钠反应乙醇和水都可以跟钠反应 通过实验让学生明辨官能团的性质，结构相似性质相通过实验让学生明辨官能团的性质，结构相似性质相似，以及基

17、团间相互影响的关系似，以及基团间相互影响的关系 培养学生的动手操作能力，观察现象的能力，知识的培养学生的动手操作能力，观察现象的能力，知识的对比、迁移能力。对比、迁移能力。 培养学生透过现象看本质的思维能力培养学生透过现象看本质的思维能力，质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究二探究二27，质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究三探究三探究活动探究活动33乙醇的氧化反应乙醇的氧化反应1.1.可燃性可燃性 乙醇汽油乙醇汽油由由90%90%的普通汽油与的普通汽油与10%10%的燃料的燃料乙醇调和而成乙醇调和而成。请你预测乙醇汽油的应用前景，与石请你预测乙醇汽油的应用前景，与石油相比，它具有哪些优越

18、性呢？并写油相比，它具有哪些优越性呢？并写出乙醇燃烧的化学方程式出乙醇燃烧的化学方程式 回回归归生生活活一一28， 教师将铜丝放在酒精灯的外焰上灼烧，教师将铜丝放在酒精灯的外焰上灼烧，慢慢的移向内焰，上下重复做几次，那么同慢慢的移向内焰，上下重复做几次，那么同学们可以直接观察铜丝变化的现象，让学生学们可以直接观察铜丝变化的现象，让学生们去思考，到底内焰和外焰的区别在哪里？们去思考，到底内焰和外焰的区别在哪里？请同学们进一步自己来探究实验。请同学们进一步自己来探究实验。 质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究四探究四探究活动探究活动33乙醇的氧化反应乙醇的氧化反应2.2.乙醇的催化氧化乙醇的催化

19、氧化29（1 1）点燃酒精灯，拿一根洁净的铜丝在酒精灯的外焰上灼点燃酒精灯，拿一根洁净的铜丝在酒精灯的外焰上灼烧至红热。烧至红热。（2 2）移开火焰迅速将铜丝放入盛有）移开火焰迅速将铜丝放入盛有3mL3mL乙醇的试管中。乙醇的试管中。（3 3）重复操作步骤）重复操作步骤(1)(2) 2-3(1)(2) 2-3次，观察铜丝变化并闻液体的气次，观察铜丝变化并闻液体的气味。味。（4 4）闻气味）闻气味( (方法方法) )注意与乙醇对比注意与乙醇对比注意操作安全注意操作安全质疑探究质疑探究 加深理解加深理解温温馨馨提提示示探究活动探究活动3 3探究四探究四小组合作小组合作301.1.分析整个反应过程中

20、铜丝的颜色变化？分析整个反应过程中铜丝的颜色变化？2.2.铜丝在整个反应中起什么作用？铜丝在整个反应中起什么作用？3.3.完成乙醇的催化氧化的方程式并找出乙醇的断键位置：完成乙醇的催化氧化的方程式并找出乙醇的断键位置： 【flashflash演示演示】质疑探究质疑探究 加深理解加深理解根据实验，思考并回答下根据实验，思考并回答下列问题列问题探究四探究四信息：乙醛无色，具有刺激性气味的液体，结构式信息：乙醛无色，具有刺激性气味的液体，结构式CCHHHHO31质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究四探究四 回回归归生生活活二二 酒精在人体中，不需经消化作酒精在人体中，不需经消化作用即可用即可直接被

21、肠胃吸收直接被肠胃吸收，并很快扩，并很快扩散进入血液并分布至全身各器官，散进入血液并分布至全身各器官，主要是在肝脏和大脑中。酒精在体主要是在肝脏和大脑中。酒精在体内的代谢作用，绝大部分发生在肝内的代谢作用，绝大部分发生在肝脏中，在肝脏中一种酶的作用下，脏中，在肝脏中一种酶的作用下，酒精先转化成乙醛（对人体有毒），酒精先转化成乙醛（对人体有毒），很快又在另一种酶的作用下，变成很快又在另一种酶的作用下，变成乙酸最终分解成二氧化碳和水。乙酸最终分解成二氧化碳和水。 乙醛的毒性是乙醇的十倍乙醛的毒性是乙醇的十倍以上，所以常喝酒会伤肝以上，所以常喝酒会伤肝32质疑探究质疑探究 加深理解加深理解探究五探究

22、五 回回归归生生活活三三Cr2(SO4)3K2Cr2O7酒精的快速检测酒精的快速检测实验：乙醇被酸性实验：乙醇被酸性KMnOKMnO4 4、K K2 2CrCr2 2O O7 7 ( (重铬酸钾）氧化重铬酸钾）氧化33设计意图设计意图乙醇的氧化反应乙醇的氧化反应渗透条件不同，产物不同的学科思想渗透条件不同，产物不同的学科思想学会用辩证的思想分析事物学会用辩证的思想分析事物化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成过程化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成过程让学生意识到化学来源于生活，服务于生活和人们的生让学生意识到化学来源于生活，服务于生活和人们的生活息息相关。活息息相关。，质疑探究质疑探究 加

23、深理解加深理解探究三探究三五五34课堂练习课堂练习 巩固新知巩固新知1.1.下列有关乙醇的物理性质应用中不正确的是（下列有关乙醇的物理性质应用中不正确的是（ ） A.A.由于乙醇的密度比较小，所以乙醇中的水可以通过分液的由于乙醇的密度比较小，所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去。方法除去。 B.B.由于乙醇可以溶解很多的有机物和无机物，所以可以用乙由于乙醇可以溶解很多的有机物和无机物，所以可以用乙醇提取中草药的有效成分。醇提取中草药的有效成分。 C.C.由于乙醇可以以任意比溶解在水中，所以酒厂可以勾兑各由于乙醇可以以任意比溶解在水中，所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒。种浓度的酒。 D.D.由于乙醇

24、容易挥发，所以才有俗语由于乙醇容易挥发，所以才有俗语“酒好不怕巷子深酒好不怕巷子深”的的说法。说法。352 2.将等质量的铜片在酒精灯上加热后，分别插入下将等质量的铜片在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中列溶液中, ,放置片刻放置片刻, ,铜片质量不变的铜片质量不变的（ ） A A硝酸硝酸 B B无水乙醇无水乙醇 C C石灰水石灰水 D D盐酸盐酸课堂练习课堂练习 巩固新知巩固新知与钠反应时断（与钠反应时断（ )键键,催化氧化反应时断（催化氧化反应时断（ )键键A： B： C： D： CCOHHHHH H36设计意图设计意图加深学生对乙醇结构、性质的理加深学生对乙醇结构、性质的理解解课堂练习课堂练习 巩固新知巩固新知37梳理总结梳理总结 内化提高内化提高一、乙醇一、乙醇1 1物理性质：物理性质：2 2乙醇的分子结构乙醇的分子结构结构简式：结构简式：CHCH3 3CHCH2 2OHOH或或C C2 2H H5 5O