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1、化学教学论任课教师：姜言霞第二章 化学新课程的内容v化学新课程内容选择的视角v化学新课程内容分析与知识体系构建 第一节 化学新课程内容选择的视角 v一、重视化学基本观念的形成 v二、注重在社会背景中学习化学知识 v三、将科学探究作为重要的课程内容 一、重视化学基本观念的形成v思考讨论：v化学基本观念形成的条件是什么？试举例说明。化学基本观念v化学基本观念就是学生通过化学学习所获得的对化学的总观性的认识。v化学基本观念不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单组合，它是在具体化学知识的基础上，通过不断地概括提炼而形成的，对学生终生学习和发展都起重要作用的概括化的、上位的认识观念。化学基本观念形成条
2、件v素材方面：必须有合适的、能有效形成化学基本观念的核心概念以及能有效形成这些核心概念的相关化学知识；v过程方面：必须为学生创设有利于基本观念形成的探究活动，使学生通过积极的思维不断发现知识间的内在联系，形成对化学的整体性的认识。1选择有利于化学基本观念形成的核心概念 化学基本观念化学核心概念1化学核心概念2化学核心概念n化学知识1(1)化学知识1(2)化学知识1(n)化学知识2(1)化学知识2(2)化学知识2(n)化学知识n(1)化学知识n(2)化学知识n(n)中学化学基本观念的内容v元素观v微粒观v微粒作用观v物质结构观v物质变化观v物质分类观v化学价值观元素观v元素观元素观是人们对物质的
3、基本组成成分所持有的看法，反映了人们从物质的化学组成方面来认识常见物质的性质和变化规律的思维倾向。元素观的具体含义v 自然界的物质都是由最基本的单元化学元素组成的，每种元素都有自己特定的符号和名称，有限的元素之间的相互组合构成了纷繁芜杂的物质世界。v 一种元素就是同一种类的原子，不同元素的原子属于不同的种类；同种类的原子在性质上完全相同，不同种类原子的根本区别在于它们原子核内质子数的不同。v 现有的100多种元素之间存在相互联系，不同元素之间内在联系的规律性表现为元素周期律，元素周期表是元素周期律的外在表现形式。v 物质在发生化学变化时元素保持不变，一种物质转化为另一种物质只是元素之间的重新组
4、合。v 从组成成分的角度来看，物质的性质（主要是化学性质）首先取决于其元素组成，其次取决于元素在物质中所处的价态。v 物质的元素组成相同，其性质未必相同。结构是影响物质性质的另一重要因素。微粒观v微粒观微粒观就是人们对物质微粒性的基本看法，表现为自觉在原子、分子、离子的微水平上认识常见物质的组成、结构、性质、用途和变化现象的思维倾向。微粒观的具体含义v 物质是由原子、分子、离子等基本粒子构成的。v 构成物质的粒子是极其微小的。v 微粒处于永不停息的无规则运动中。v 微粒之间存在一定的间隔。v 微粒之间存在相互作用，这种相互作用使大量微观粒子聚集成宏观物质。微粒作用观v微粒作用观微粒作用观是人们
5、对构成物质的基本粒子之间的行为方式与物质宏观性质之间关系的根本看法，是科学认识和研究物质性质及其变化规律的基本思维方式。微粒作用观的具体含义v构成物质的微粒之间存在相互作用，这种作用是一种静电作用（电磁力），大量的微观粒子就是靠这种静电作用聚集为宏观物质的。v不同层次的微粒之间的相互作用有强弱之分，具体表现为化学键（离子键、共价键、金属键）、氢键和分子间作用力，它们对物质性质的影响是不同的。v 微粒构成物质时是按一定的空间取向排列的，微粒在空间的排列结构是微粒之间相互作用平衡的结果。v 物质化学变化就是微粒间的强相互作用代替弱相互作用的结果。物质结构观v物质结构观物质结构观就是指学生对物质的宏
6、观性质与分子或晶体内原子的空间排列次序以及原子间的相互作用及其方式之间的关系所持有的基本看法。物质结构观的具体含义v 物质具有不同的层次结构，现代化学所研究的形形色色的物质客体组成了原子核和电子、原子、分子、高分子、分子聚集态等五个层次的物质结构。v 原子的结构决定原子的性质，物质的分子或晶体的结构决定其典型的化学和物理性能；根据原子、分子的化学性质又可以推测出其化学结构。v 物质的化学结构不仅包括原子、离子在空间的排列次序，还包括元素的原子（或离子）之间的相互作用，特别是它们之间的强烈的相互作用即化学键。这两者对物质性质的都有一定的影响，但后者对物质性质的影响是主要的。v 原子相互键合的方式
7、强烈影响物质的物理化学性质。同素异形体、同分异构体之间性质的差异不仅在于原子在空间的排列次序的不同，关键在于原子之间相互键合方式的不同。v 原子在空间的排布，决定了分子的几何形状及其所具有的宏观性质，这是原子间相互吸引、排斥作用平衡的结果（化学键的作用）。v 分子的几何形状可以用键能、键长、键角三个参数来描述。三个参数不仅能反映出分子在空间的几何形状，还能折射出分子中原子间相互作用的强弱以及分子的性质。物质变化观v物质变化观物质变化观，就是指人们对日常生活中常见物质及其变化现象的基本看法，表现为自觉从原子、分子层次上认识日常生活中包括生命现象在内的各种物质变化现象的思维习惯和意识。物质变化观的
8、具体含义物质变化观的具体含义v变化是自然界最普遍的现象，物质的变化可分为没有新物质生成的物理变化和有新物质生成的化学变化两种类型。v 看似不变的物质实际是可变的，关键在于找到促使或引发变化的条件或方法。否则，物质将处于永久的静态。v物质的变化有快慢之分，这与物质的本性以及所处的环境和条件有关。温度、浓度、压强、催化剂以及反应物表面积等因素影响物质变化速率的快慢。分子动力学知识可以对物质变化的快慢作出理论阐述。v物质的变化是有方向和限度的。所谓方向，是指物质的变化具有自发向混乱度增加、能量降低方向进行的趋势；所谓限度，是指在一定条件下物质的变化进行的程度，可用平衡常数表示反应进行的程度。可用化学
9、热力学和分子动力学知识来解释物质变化的方向和限度问题。v化学反应遵守质量守恒定律。化学变化是反应物分子中的原子，通过旧化学键断裂和新化学键形成而重新组合的过程。在这个过程中元素的种类、原子的数目都没有改变，所以宏观表现为反应物的总质量等于生成物的总质量。v 化学变化都伴随着能量变化。能量的变化是通过化学键的改组而实现的，旧键断裂消耗的能量与新键生成释放出的能量之间的差异，即为化学反应的热效应。人们可以通过控制化学反应进而有效地利用化学变化过程的热效应作为能量的来源，这是化学能转化为热能的过程。v 化学变化不仅是人类从自然界获取物质和能量的有效手段，也是自然界一切形态的生命存在、发展、进化的基础
10、。生命过程就是生物体内发生的各种物质转化以及能量转化的总结果，从分子水平看，新陈代谢、意识和思维等功能正是许多有生物活性分子之间的有组织的化学反应的表现。物质分类观v物质分类观物质分类观就是指人们在学习、研究形形色色的化学物质及其变化时，按照一定的规则将对象的多样性和复杂性转化为系统性和规律性的思维倾向。物质分类观的具体含义v 元素周期表、元素周期律既是分类的结果，同时又是指导人们对化学物质进行科学分类的基本工具。v 按物质的连续和不连续形式，首先可以将化学物质分为连续的宏观形态的物质，如各种元素的单质、化合物、酸、碱、盐等，以及不连续的微观形态的物质，如各种化学粒子等两大类物质。v 根据分散
11、质微粒直径的大小可将混合物分为溶液、浊液（悬浊液、乳浊液）和胶体。v 根据化合物在水溶液或熔化状态下能否导电可分为电解质和非电解质。v 根据化合物分子中原子之间强烈相互作用（化学键）的方式可分为共价化合物和离子化合物。v 根据物质在化学反应中得、失电子的难易情况可分为氧化性物质和还原性物质。v 根据构成晶体的微粒种类以及微粒之间的相互作用和排列方式可将物质分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体。v 根据有机物中碳原子的连结方式和官能团的类型可将有机物分为烃、卤代烃、醇、醛、酚、酮、醚、羧酸、酯等类别。化学价值观v化学价值观化学价值观就是指人们通过对化学的学习和应用所形成的对化学科学的价值与
12、局限性的根本看法。化学价值观的具体含义v 化学能够使人们科学地认识和利用自然界中的物质及其变化，增强辩证唯物主义意识，树立科学的世界观。v 化学可以转化为现实生产力，人类生活的各个方面，社会发展的各种需要都与化学息息相关。化学在增产食物、开发新型替代能源、合成功能材料、改善生态环境、裨益健康方面发挥了积极作用。v 无论天然物质还是人工合成物质，都是由化学元素组成的，皆可称作化学物质。任何物质都具有两面性，关键在于使用量的控制和使用场合的选择。v 人类在利用化学制备、合成新物质时还存在许多问题，如合成工艺低下、原料利用率不高、污染物和废弃物的排放，对这些问题的解决必须依赖于科学技术的进步和人的素
13、质的提高，这正是化学科学潜力和生命力的价值所在。v绿色化学工艺、原子经济性、资源循环利用是化学化工生产领域的新思路和新发展，可以最大限度地合理利用资源、减少污染物的产生和排放，以实现资源、环境与发展的良性循环。微粒观涉及的核心概念v（1）原子（2）分子（3）物质聚集状态（4）单质（5）化学式(6)价电子（7）质量守恒定律（8）化学方程式（9）物质变化（物理变化和化学变化）（10）物质的量（11）阿佛加德罗常数（12）摩尔质量（13）气体摩尔体积（14）物质的量浓度（15）晶体（16）化学亲和力（17）共价化合物（18）化学键（19）晶格能（20）电解质（21）水的电离（22）盐类水解（23）沉
14、淀溶解平衡（24）化学反应速率（25）反应限度（26）平衡常数（27）平衡移动（28）工业合成氨反应条件的选择（29）离子反应（30）原电池和电解池2设计能促进化学基本观念形成的探究活动 v学生化学基本观念的形成既不可能是空中楼阁，也不可能通过大量记忆化学知识自发形成，它需要学生在积极主动的探究活动中，深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念，在对知识的理解、应用中不断概括提炼而成。v参考教材例举的为形成“关于物质微粒性认识的基本观念”而设计的活动与探究。v对比分析以下对比分析以下两种教学设计思路两种教学设计思路，哪种思路更有利，哪种思路更有利于学生理解离子反应微观实质？为什么？于学生理解离子反
15、应微观实质？为什么？分析与思考化学基本观念的特点 v阶段性不同学段的学生所要形成的基本观念是不同的；v层次性对于同一基本观念在不同的学段，由于学生所拥有的知识经验不同，其内涵的丰富程度也是不同的；v渐进性 更高层次的基本观念是以低层次的基本观念为基础发展起来的，高中阶段的化学基本观念是建立在初中化学基本观念基础上的，没有低一级的基本观念作基础，高一级的基本观念就无法形成。物质微粒观的认识层次v第一层次：以分子，原子等基本概念的建立为标志，学习者认识到宏观物质由微观粒子组成，能够定性的认识组成宏观物质的微观粒子自身具有一定的结构，并且能初步理解粒子组成宏观物质时需要遵循一定的规律。v第二层次：以
16、化合价、质量守恒定律等概念建立为标志，学习者能从宏观和微观相结合的视角定量的解释物质的化学变化。v第三层次：以物质的量的概念建立为标志，学习者能够从定量的角度认识物质组成，并能建立宏观物质与微观粒子之间的联系。v第四层次：以化学键的概念的建立为标志，学习者能从微粒间的作用、化学键的断裂与生成的角度理解化学变化，能够将化学键等概念运用于有机物的性质和结构研究中。v第五层次：以水解、化学平衡、反应速率等概念建立为标志，能够定性和定量的从宏观和微观的角度解释粒子在化学变化中所表现的不同形态和不同性质，并能够将粒子的这些性质运用到实际生活生产中。二、注重在社会背景中学习化学知识v从社会发展的角度认识化
17、学，注重在社会背景中学习化学知识，充分体现化学学科的社会价值，让学生在学习化学知识的同时，感受到化学知识的有用性，从而激发他们学习化学的兴趣和积极性，是高中化学新课程内容选择的又一重要特征。体现形式：v1设计专门的内容主题和课程模块集中呈现 v2分散在相关内容主题和课程模块中穿插渗透 STSSTSv科学（科学（Science)Science)v技术技术(Technology)(Technology)v社会社会(Society)(Society)社会中的化学社会中的化学v用水的供给；用水的供给；v维护我们的化学资源；维护我们的化学资源；v石油：用于建设还是燃烧；石油：用于建设还是燃烧；v了解食物
18、；了解食物；v我们世界中的核化学我们世界中的核化学v化学、空气与天气化学、空气与天气v化学与健康化学与健康v化学工业：做出的承诺与面临的挑战化学工业：做出的承诺与面临的挑战 STS教育的基本观点v第一，应该教授与当代生活的重要方面有密切关系的科学知识；v第二，科学内容应该与每个人的需要有关，因为这些知识不仅有利于社会的发展，而且具有非常强烈的动机力量；v第三，应该在更加综合性的背景中学习科学知识，因为科学是人类整体知识的一部分，不应该把它看成是孤立的知识；v第四，应该让学生了解科学事业与社会其他方面之间的关系、科学发现所造成的一系列伦理难题以及获得公众支持的重要性。路易斯科学教育模型 公民的科
19、学行动的科学心智探究的科学路易斯建议科学的学习单元应该由三部分组成:“心智探究的科学”（为喜欢科学探究的人而讲授的科学）；“行动的科学”（为解释社会行动而讲授的科学）；“公民的科学”（为普通大众讲授的科学）。合成氨学习单元与路易斯科学教育模型 v“心智探究的科学”部分就是讲授合成氨的化学反应原理，以及温度、压强、催化剂等因素对反应的影响；v“行动的科学”部分就是依据化学反应原理，选择合成氨工业的适宜条件，介绍合成氨工业的生产过程与技术；v“公民的科学”部分则是讨论氮肥的生产对于提高粮食的产量，以满足人口不断增加的世界的需要，以及氮肥的大量施用对环境生态问题的影响。三、将科学探究作为重要的课程内
20、容 v“静态的科学结论”和“动态的探究过程”是现代科学的两个方面。只有同时重视两个方面，才可能达到对科学本质的认识，并充分发挥过程与方法对学生发展的教育价值。v高中化学新课程没有将“科学探究”单独设立主题，而是根据不同模块课程的特点，在相关主题里设置了科学探究的内容。科学探究的科学探究的8 8要素要素v提出问题v猜想与假设v制定计划v进行实验v收集证据v解释与结论v反思与评价v表达与交流补充：科学探究也是重要的学习方式v化学新课程以科学探究为突破口，转变学生的学习方式。在内容标准的“活动与探究建议”栏目中设置了大量的探究课题，引导学生运用实验、观察、方案设计、调查访问、查阅资料、交流讨论等多种
21、方式获取信息，结合有关的线索做出假设和猜想，自主设计实验和其他实践活动方案，借助模型、图表、反应式和定量方法等描述化学变化过程，使学生有更多的机会主动地体验探究过程，在探究实践中获得知识与技能，学习科学探究的方法，形成科学探究能力。v阅读p14第二节 化学新课程内容分析与知识体系构建 v一、选择性的化学课程结构 v二、必修化学课程模块内容分析 v三、选修化学课程模块内容分析 v四、高中化学课程内容知识体系的构建 一、具有选择性的化学课程结构学习领域（科学）科目（化学）模块（必修、选修）高中新课程由语言与文学、数学、人文与社会、科学、技术、体育与健康、艺术、综合实践活动八个学习领域构成。“科学”
22、领域包含物理、化学、生物三个科目和地理的自然地理。高中化学课程结构化学化学1 1化学化学2 22 2个必修模块个必修模块6 6个选修模块个选修模块化化学学与与技技术术化化学学与与生生活活物物质质结结构构与与性性质质化化学学反反应应原原理理有有机机化化学学基基础础实实验验化化学学v每个课程模块都是2学分，36课时。v学生在高中阶段必须修满6学分，即学生在学完化学1、化学2之后（先学化学1，再学化学2），再从选修课程中任意选学一个模块，并获得学分，可达到高中化学课程学习的毕业要求。上述课程结构从学分上来要求，通常也称作“4+2 结构”。选修模块的分类v第一类是STS（科学、技术和社会）取向的模块，
23、如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向，注重化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发、环境保护等方面的应用，让学生在分析和解决实际问题中学习相关的化学知识，提高应用化学知识分析和解决生活、生产和技术等方面问题的意识和能力。v第二类是化学科核心领域的发学展相联系的模块，如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法，让学生比较系统地学习化学核心知识，同时利用所学区分析和解决化学问题的能力。v第三类是与化学实验有关的模块，即“实验化学”。它采用以过程方法中心和实验活动中心为
24、主的课程设计取向，向学生展示“化学是以实验为基础的自然科学”的丰富内涵和独特魅力，激发学生的学习兴趣，提高认识和解决问题、进行科学探究的能力，让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识。思考v设置模块是新课程的一个创新点。为什么要实行模块设置？有什么价值或意义？二、必修化学课程模块内容分析v1必修化学课程模块的地位 v2必修化学课程模块内容设计思路 v3必修化学课程模块内容特点分析 1必修化学课程模块的地位v（1）基础地位：为全体学生未来发展所需的科学素养打下基础；为选修课程和其他相关理科课程的学习提供必要的基础。v（2）衔接地位：高中化学必修课程与义务教育化学新课程在性质
25、上是完全一致的，在内容上是螺旋上升与发展的关系。中学化学新课程的整体关系表科学素养的构成要素初中化学课程一级主题高中必修课程模块一级主题高中选修课程模块过程与方法科学探究认识化学科学实验化学化学实验基础知识与技能身边的化学物质常见无机物及应用有机化学基础物质构成的奥秘物质结构基础物质结构与性质物质的化学变化化学反应与能量化学反应原理情感态度与价值观化学与社会发展化学与可持续发展化学与生活化学与技术中学化学新课程是一个有机整体v整个中学化学课程分为三个连续的、不断深化发展的阶段：v第一阶段是入门性的启蒙教育（义务教育化学）；v第二阶段是共同的全面发展（必修课程模块）；v第三阶段是个性化的深入和提
26、高（选修课程模块）。2必修化学课程模块内容设计思路 必修化学1认识化学科学化学实验基础常见无机物及其应用必修化学2物质结构基础化学反应与能量化学与可持续发展阅读教材，概括：必修化学课程模块内容设计思路是什么？提示：分主题叙述。3必修化学课程模块内容特点分析 v首先，从金属元素和非金属元素的角度出发，按照元素在周期系中的代表性选择了典型的金属元素钠、典型的非金属元素氯，进而综合考虑在周期系中的代表性、在自然界中的广泛存在，以及对生产生活与环境保护有着广泛影响的典型元素和化合物。v其次，考虑到学时数的限制，课程标准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。v另外，课程标准将物质的分类、氧
27、化还原反应和离子反应，酸、碱、盐的电离等概念原理归入这个内容主题中，打破了将元素化合物知识与概念原理知识学习截然分开的传统做法，有利于学生实现知识的系统整合。三、选修化学课程模块内容分析 v阅读教材，了解各选修模块的内容选择与设置。试对之进行简单评价。四、高中化学课程内容知识体系的构建 义务教育化学丰富、发展提高、深化高中必修化学主题部分的提高、深化高中选修化学新的中学化学课程体系是由义务教育化学、必修化学和选修化学三个既相互联系又彼此相对独立的部分共同构成的。各部分课程内容之间既具有连续性，又具有明显的层次性，使中学化学课程知识体系的构建由简单到复杂，由具体到一般，层层递进，逐步丰富、深化与发展。自己完成v阅读教材p68表2-4“糖类、氨基酸和蛋白质”等内容在不同课程阶段的要求以及对其分析，体会高中化学课程内容体系的构建思路。v5分钟。