认知打开思维，思维发展关键能力 课件（34张PPT）

(共34张PPT)
认知打开思维，思维发展关键能力
基础知识基本技能上世纪50~60年代素质教育基本思想基本方法上世纪80~90年代核心素养学科学科核心素养2014研究性学习基本活动经验本世纪初本世纪新课程改革学科三维目标知识与技能过程与方法情感态度与价值观我国课程改革历程：学科教学目标分享近期《读者》上的2个故事为什么会有这样的教学目标变革儒学在西汉和东汉有何不同
读者2021（19）：说同样是学习经学,但在西汉和东汉是不一样的。西汉的时候,一个农家子弟,利用农闲时间去读书,数年间读下来,一部儒家的经典就算是学通了。所以,西汉会出现公孙弘这样的人。他养了半辈子猪,40多岁才开始求学,居然官至丞相。但这种事在东汉就很难发生。为什么？汉武帝尊儒学因为东汉的儒学, 已经变得非常复杂,几个字的经典可以被注释出几万字。在没有印刷机的时代,普通人家里不可能存那么多书,就无法走上求学上进的路。
打个比方,西汉的经学像以前的高考,通过上课、复习,普通人也能考上大学;而东汉的经学,像有当下的高考,穷人家的孩子就要吃亏了。
所以,我们这一轮“双新”“双减”目的也是不让财富优势转化为代际成才的优势。这是长期的社会治理难题，让每个阶层的人都有希望！
美国人赛斯·高汀写的《盗梦工厂》。书中说，想让一个人不喜欢棒球，方法很简单：
“先教棒球史，从阿布纳·道布尔迪发明棒球、板球的影响和帝国主义讲起。然后考试。
再从黑人联盟和早期的巡回赛球队讲起，要求学生记忆关于每个球员的数据和事实。
然后考试。按这两次的成绩排名，让成绩好的学生记忆更多关于棒球球员的统计数据，把日本和多米尼加共和国的球员也包括进来。把成绩差的学生交给一个水平不高的老师去教，但学习内容类似，只是给予更宽松的时限。
然后再考试
这么操作完之后，学生基本上一听“棒球”就会抵触。学生学会学习了吗？学生获得了立足社会进行谋生的能力了吗？学生具备改造自然，为社会增加财富的能力了吗？
然而这就是我们今天教育
假设小学一到四年级必须学习《如何骑自行车》，进入教材加以学习，按照过去的理念，学生首先要把自行车的268个零件全部记住，其次把每一个零件之间怎么衔接画出来。而不是让学生在相对安全的操场的路面上，在老师示范下，进行实际操练。
在过去，我们教学与考试有关上路的知识：当你直行的时候，眼睛一定要看到前方68米的距离；当你右拐弯的时候，右手用力73公斤、左手用力18公斤，左腿幅度是63度、右腿幅度是72度……这样学一年，学生保证一听骑自行车就想吐
听上去有点搞笑。但某种程度上，我们天天都在做这种事。我们的学生学了12年语文，毕业后就再也不读书写作了。学了多年的高中化学，毕业后，有学生会用化学的视觉观察在生活中的化学物品，化学事件，化学现象。比如，氯化钠是咸的，但哪一种微粒是咸的，学生知道吗？类似“水变油”之类的谎言还是时常会发生
新课程新教材：学科核心素养落地，追求“用以致学”，在真实的情境中学习核心知识
如何从“教”走向“学”
英国华威大学教授肯·罗宾逊在TED演讲中说：“这个（教育）系统中的成功者并不是因为这种文化才成功的，通常是克服了这种文化才得以成功的。”
作家莫言的大哥是我在高密一中时的同事。大哥的文笔很优美，有一年夏天，他回老家吃了自家院里树上的几个杏子，回来后就洋洋洒洒地写了5000多字的散文，写这个杏子如何好吃。可是，他接受了多年应试教育，很难像他弟弟那样写作、获奖，因为很多条条框框束缚了他。
莫言小时候就把村里的书全读完了，后来就借邻村人的书来读。人家实在不愿意出借的一些稀缺书，他就以出卖劳动力的方式换来阅读。后来到了烟台当兵，他又把烟台图书馆的书全读完了。再后来到保定，他当上了图书馆管理员，又把图书馆的3000多册书读完了。就是因为这种学习，培养了他的学习力，成就了一个不一样的莫言。
丘吉尔说：“我总是愿意学习，但我不喜欢被教导。”
学习是人的天性，但教育不是。
新课程新教材实施的最大理念就是让学生从不喜欢被“教”的教育过程，走向学生喜欢的在老师引导下有效率的“学”呢？
反思我们的化学教育
善长知识点的演绎，而不是知识关联结构化处理
“课堂概念识记” “旧知生长” “内涵与外延”
演绎别人家的理论，让别人家的理论越搞越玄乎
试题越来越多，试题变得更咬文嚼字
物理速度----化学反应速率---速率计算实例
化学速率的5项注意：固体？反应体系只有一种生成气体？纯液体？反应前后的气压与温度？瞬时速率与平均速率？
而对于化学速率怎么测定，化学速率还有什么表达方式等更重要学科认知思路，关联知识，学科观念，素养培育缺失
化学反应速率：表示化学反应快慢的物理量
化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
V= ——
△C
△t
化学反应速率的单位通常为：mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1 或mol·L-1·h-1 。
特别注意：
1、气体的浓度用 来表示
气体的物质的量
容器的体积
2、无论用任何物质来表示，无论浓度的变化是增加还是减少，都取正值，反应速率都为正数。
3、在反应中对于固体或纯液体而言，其物质的量浓度无意义，所以不用它们来表示化学反应速率
内涵与外移
t/min 0 1 2 3 4 5
N2O5 C(N2O5)/ mol/L 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17
C(N2O5)/ mol/L
NO2 C(NO2)/ mol/L 0 0.58 1.00 1.30 1.50 1.66
C(NO2)/ mol/L 0.58 1.00 1.30 1.50 1.66
O2 C(O2)/ mol/L 0 0.15 0.25 0.33 0.38 0.42
C(O2)/ mol/L 0.15 0.25 0.33 0.38 0.42
C(N2O5)
t
/ mol/L.min
C(NO2)
t
/ mol/L.min
C(O2)
t
/ mol/L.min
交流与讨论
0.29
0.290
0.50
0.216
0.65
0.332
0.375
0.166
0.188
0.75
0.83
0.430
0.500
0.580
0.150
0.125
0.110
0.095
0.084
0.250
1.某化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解： 2A(g)=B(g)+nC(g)，反应到3min时，容器内A的浓度变为0.8mol/L，测得这段时间内，平均速率v(c)=0.6mol/ (L.min), v(B)=_______mol/(L.min) 则化学反应方程式中n值为_____ 。
现学现用
3
0.2
2.对于可逆反应N2+3H2 2NH3下列各项所表示的反应速率最快的是
A．V(N2)=0.01mol/(L·S)
B．V(H2)=0.2mol/(L·S)
C．V(H2)=0.6mol/(L·min)
D．V(NH3)=1.2mol/(L·min)
单位要一样、换算成用同种物质来表示
B
结论：用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质同一单位来表示，才能用数字的大小来比较快慢。
相同质量块状与粉末状的碳酸钙和等体积相同浓度的稀盐酸反应，你准备如何比较反应速率的快慢？
我们可不可以这样呢？
①观察产生气泡的快、慢；
②观察剩余质量的多、少；
③用手触摸反应容器，感受外壁温度的高、低
定性描述
实验现象 判断反应的快慢
还有其它方案吗？
提示2：借助温度计可以吗？借助密度计可以吗？借助pH试纸可以吗？
提示1：借助托盘天平可以吗？
块状与粉末状的碳酸钙和稀盐酸反应，比较反应速率快慢方法
实验测量判断反应的快慢
定量描述
合作探究
实验测量判断反应的快慢
定量描述
①测定反应物或生成物的物质的量或质量的变化
②测定反应物、生成物或离子的浓度变化
③测定生成气体的体积
④测定体系的温度、密度、压强温度变化快慢
实验测量判断反应的快慢
定量描述
小结：怎样定量描述化学反应速率的快慢呢？
块状与粉末状的碳酸钙和稀盐酸反应，比较反应速率快慢方法
化学学科知识的学科功能化教学设计
学科知识学科功能化后的化学反应速率概念的教学
1.科学探究与创新意识可视化了：比如，检测单位时间内微粒量的变化的实验仪器，实验方法等等
2.证据推理与模型认知可视化了：比如，定量检测反应速率的各种学科思维方式与方法的证据，最终形成速率表达模型等等
3.宏观辨识与微观探析可视化了：比如，定量表达反应速率快慢的学科本原性问题，即借用定量仪器检测反应物微粒减少与生成物微粒的增加
要使学科知识实现学科功能化，关键是对学科知识做出化学学科的理解
正如“化学反应速率概念”的学科功能化，关键是对
“化学反应速率”这个学科知识做出“宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识”等化学学科的理解（即学科知识点本原性问题以及解决本原性的问题的学科思维方式和方法等等必备品格与关键能力以及正确价值观）
因此，课堂教学要基于学科理解
要点
一、案例引入
二、课标要求
三、课时设计（四真课堂）
四、案例分享
引入
人教版化学 第一册
第二章 海水中的重要元素
第二节 氯及其化合物
第一课时 氯气的性质
氯气的性质教学设计
教学设计分析
以人类36年的化学科学历史中5位对氯气的发现、认识做出巨大贡献的科学家代表科学认知为情境，对教材内容进行改造，将本节课的重点与难点“氯水成分探究、氯气的性质”认知思路、认知角度、认知观念、关联知识结构化，融入到情境中，再从情境中产生问题，由问题产生学生的学习活动，形成对氯气的性质全面认知以及认识非金属元素的认知方式，发展学生“结构-性质-用途”认知思路，元素单质的性质认知模型等等认知观念，培育学生“宏观辨识与微观探析，证据推理与模型认知，变化观念，科学探究与创新精神，科学精神与社会责任等等学科核心素养。
真情境一以贯之；真问题实验探究；真学习认知展开；真评价学以致用
学习目标
通过人类认识氯气的过程，帮助学生建构起认识元素化合物的认识思路结构化（实验证实，微观探析，结构认知，性质决定用途等等），知识关联结构化（单质的性质，价类二维猜想），培育学生的化学核心观念（元素观、变化观、微粒观等），发展学生的“科学精神与社会责任”素养
通过氯水成分、氯气性质等实验探究，突破本节课的核心知识学习重点与难点，发展学生逻辑思维能力，培养学生“宏观辨识与微观探析”“变化观念”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新精神”等学科核心素养
通过对氯气性质的用途分析，氯水成分探究检测，评价学生学习结果的达成情况，素养发展水平
氯气的性质设计：真情境、真问题、真学习、真评价
任务1：说说身边含氯物质及用途；过渡到舍勒发现氯气及新气体性质证实
任务4：氯气的性质与用途，以及对氯气在生活应用中问题解决
任务3：台耐特、盖--吕萨克、戴维等人对氯气性质探究，实验证实，结构分析
任务2：舍勒与贝托莱之争，开展氯气与水反应及氯水成分探究
丰富含氯物质的认识，建立知识与实际的联系，了解氯气的发现，激发兴趣
突破学习难点与重点，发展学生的元素化合物性质的认知角度与认知思路、学科观念，发展宏微结合与证据推理、模型认知
突破学习的重点，形成完善的氯气性质认知模型，
解决实际问题，评价学习目标达成
学习任务展开
核心知识氯水成分探究，氯气的化学性质学习
认识过程
学科核心素养
学科学习能力
化学学科核心素养的培育路径
微观探析：科学态度
宏观辨识：科学态度，社会责任
过程:证据推理，变化观念，平很思想，科学探究，创新精神
符号：模型认知；化学用语
应用：创新精神科学态度，社会责任
微观：氯水性质探究；氯气价类二维分析氯气性质；氯原子结构猜想氯气性质；氯气与水反应迁移至与氢氧化钠、消石灰反应等等
宏观：科学家探索发现氯气，证实氯气是单质，氯气性质的用途
4项任务（1）舍勒发现氯气，证实氯气物理性质，观察身边含氯物质（2）贝托莱氯水性质与氯水成分探究；（3）台耐特、盖--吕萨克、戴维等人对氯气性质探究，实验证实，结构分析；（4）解决氯气用途中遇到的问题
符号：氯水成分表达；消毒的微粒认知；氯气与水、与单质、与碱反应方程式
应用：联系生活、生产的氯气、氯水、84消毒液、漂粉精等用途；
氯气的性质
二、从课标看课时教学设计
（一）领会核心素养内涵，围绕素养可教可学制定教学目标
1.核心素养可教可学
就像“化学实验“即是化学学科的教学内容，也是化学重要的教学手段，更是学科学科认知角度”一样，化学学科的核心素养“即是学科教学内容，也是重要教学手段，更是学科认知思路、认知观念、认知角度”
宏观辨识：应用化学学科知识、技能、思维方法，对化学现象、化学事件进行有角度、有思路、有观念的描述
比如：为什么碳的高温燃烧产物或氧化产物是一氧化碳而不是二氧化碳，氮元素也是如此是一氧化氮而不是二氧化氮
CO+O2==CO2 是焓减熵减的反应，一定属于可逆反应，且高温向逆方向
微观探析：
比如：氮气分子是双原子分子，而同主族的磷是四原子分子，同主族的砷不能形成AS2；氮气分子拥有三键却不像乙炔那样能与氢气、氯气、溴水容易加成，被高锰酸钾氧化等等
证明非金属、金属性强弱为什么用最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性强弱来表达？最高价含氧酸与最高价碱有相互之间的关系吗？
砷原子半径比较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道重叠程度较小或者说几乎不能重叠，难以形成π键。
已知氮氮单键、氮氮双键、氮氮三键键能比为1：2.17：4.9 而碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键键能比为1（348）：1.77（615）：2.33（812）
思维模型
知识模型
模型认知==模型+认知；模型若没有认知整合，还是不能学以致用
元素这个概念是不具有解决问题的知识模型，当元素这个概念+元素背后的化合价这个知识的认知功能后就具有解决问题的能力。比如判断某物质的化学性质
变化观念与平衡思想
最能反映化学学科本质
核心观念
物质是运动变化，在不同状态呈现微粒状态不同
化学变化是需要一定条件，不同条件会可能有不同的变化
化学变化遵循一定的规律，会有速率、程度、方向问题
化学变化的实质是物质和能量的转化，微观原因是化学键的变化
化学变化是可以调控，条件是调控化学反应的首选，合适的催化剂能调控反应
2.核心素养作为教学目标，其发展要考虑阶段性
学生化学学科核心素养的发展是一个持续进步的过程
教师应依据化学学科核心素养的内涵及其发展水平、高中化学课程目标、高中化学课程内容及学业质量要求(包括学业要求和学业质量水平)，结合学生的已有经验，对学段、模块或主题、单元和课时教学目标进行整体规划和设计。
结构决定性质是化学学科观念，也是“宏观辨识与微观探析+证据推理与模型认知”素养的具体表现形式
整体设计为四个阶段：
在必修阶段元素周期律的学习中，要求认识元素之间的内在联系，能根据元素“位”“构”的特点预测和解释元素的性质；
在选择性必修课程化学键与物质的性质的学习中，要求能根据化学键的特点，解释和预测化合物的性质；
在选择性必修课程分子间作用力与物质的性质的学习中，要求能解释和说明分子间作用力、氢键对物质性质的影响；
在选择性必修课程“有机化学基础”模块的学习中，要求能根据有机化合物官能团的结构特点解释和预测有机化合物的性质。
（二）根据学业质量要求，合理组织与选择教学内容
核心素养如何可教可学？
促进学生从化学学科知识向化学学科核心素养转化，需要将学习内容结构化
学习内容结构化包括：
1.知识关联结构化
2.认知思路结构化
3.核心观念结构化
认知角度：如结构决定性质、用途反映性质、类别决定通性、价态决定氧化性与还原性
认知方式：如多元、动态、实验证实、理论预测、宏微结合、结构化认识
比如，解决可逆反应问题的结构化认识
为什么开展结构化教学
知识是由符号表征、逻辑形式和意义系统三个要素构成，素养时代的课堂教学强调知识不是教学的最终目的，而是基于知识的特征，超越表层的符号表征、理解逻辑形式，最终达到意义系统的生成。
要把知识中的能力、品格、观念等隐性内容可视化。
学生需要走入知识的内在结构，感悟和体验知识的意义和价值功能
倘若只是将知识呈现给学生，学生感受到的只是毫无生机的知识点和抽象的知识符号，学生的学习过程也只是当作符号来掌握，当作事实来记忆，学生获得知识是浅表化、碎片化、形式化，结果就是导致习得的知识是易懂难记、杂乱无序，学生的思维也是难以进入思维
物质的性质如果没有微粒观整合，形成结构化认知（模型认知），是无法“学以致用”。比如说，氯化钠是咸的，氯化镁也是咸的吗？