课件35张PPT。实施以观念建构为本的化学教学 ——以新课程苏教版高中《化学1》《化学2》为例乐清中学 魏樟庆
yqzxwzq@126.com
2007.8科学素养有4个层面的6个要素构成意识层面——科学精神
哲学层面——科学观念
认知层面——科学知识
行为层面——科学态度、科学方法、科学实践能力
摘自《高中化学课程标准解读》（湖北教育出版社）一、化学中的核心观念初中化学
元素观
微粒观
化学反应与能量观
物质分类观
高中化学
物质的微粒性
化学反应与能量
物质结构与性质
化学反应的限度[美]R.J.吉利斯皮认为：
原子，分子，离子
化学键：是什么使原子在分子和晶体中结合在一起
分子的几何形状：三维化学
动力学理论
化学反应
能和熵科学观念与化学核心观念科学观念
尺度与结构
系统与相互作用
稳定性
变化的形式
能量
演化化学核心观念
化学研究的物质层次
化学中的相互作用
化学反应的方向和限度
化学变化的形式
化学反应中的能量变化
化学进化（化学与可持续发展）1.化学研究的物质层次原子核和电子 → 原子 → 分子（离子）→ 化学物质
化学物质分类
可分为单质和化合物
也可分为气体、液体和固体
固体分为无定型体和晶体等
均匀混合物——分散系（溶液、胶体和浊液），溶液是均匀、稳定的分子（离子）分散系，胶体是具有某种尺寸的质点形成的稳定的分散体系，浊液是更大质点形成的不稳定的分散体系等。逐步建立起以下的化学观念
物质是由不同层次的微粒（原子、分子、离子）构成的，不同的微粒具有不同的结构。
物质的组成、结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。
物质的性质与它在自然界中的存在状态及用途是直接联系着的。1.化学研究的物质层次2.化学中的相互作用原子是怎样形成分子和晶体的？分子与分子之间是如何影响的？这种关系就是“键”。
逐步建立起以下的化学观念
物质是由元素组成的。
化学主要研究原子-分子的运动，组成分子的原子与原子之间、分子与分子之间是相互影响、相互作用的；化学键与物质结构的关系。
化学反应本质是原子的重新组合。3.化学反应的方向与限度从时间上看，化学变化的过程可分为不可逆过程、平衡过程、循环过程和演化过程。变化与稳定是互相对立的，化学变化需要在一定条件下进行。
学习这部分内容，逐步建立起以下化学观念：
化学变化是有方向和限度的，许多化学反应都能够自发进行。
勒沙特列（H．Le Chatelier）原理对绝大部分的动态平衡都适用，如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
在化学研究与化工生产中，只考虑化学反应速率是不够的，还需要考虑化学反应所能够到达的最大限度。4.化学变化的形式从粒子（电子和质子）转移角度，化学反应可分为氧化还原反应、酸碱中和反应等；从反应是否有离子参加，化学反应可分为离子反应和非离子反应，从反应是否有电子发生转移，可以将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
学习这部分内容，逐步建立起以下的化学观念：
化学反应的形式多种多样，互相依存又有本质区别。无机反应中的离子反应和氧化还原反应等，有机反应中的加成反应、取代反应等。
化学反应的本质是原子的重新组合，遵循质量守恒定律。5.化学反应中的能量变化在化学反应中，物质发生变化的同时，体系的能量也同时发生变化。
学习这部分内容，逐步建立以下的化学观念：
化学反应都伴随着能量的变化。
化学反应中能量有不同的形式，且可以互相转化；如化学能与热能、电能等之间的相互转化。化学反应中的能量也是守恒的。
能量与人们的生活生产息息相关，节约能源，保护环境。6.化学进化化学运动是物质运动的一种特殊形式，是从非生命运动形式向生命运动形式转变的中介和桥梁。
学习这部分内容，逐步建立以下的化学观念：
化学变化与生命运动息息相关，既是生命的基础，又可危害生命。
化学与社会的可持续发展。二、课程标准中的内容主题与核心观念接上化学与可持续发展的观念《化学1》
氨的合成，药物合成，环境保护等对提高人类生活质量的影响。
通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
查阅资料并讨论：减少向大气中排放氮氧化物、二氧化硫的措施。
讨论：自然界氮的循环对维持生态平衡的作用。 化学与可持续发展的观念《化学2》
认识化石燃料综合利用的意义。
认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，体会化学对环境保护的意义。
以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源的综合利用方面的重要价值。
调查当地水污染及治理的情况。
能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
查阅资料：符合“绿色化学”思想的化工产品的生产。 三、教材中化学核心观念的建构 《化学1》微粒的大小、间距、数量和重组
物质的分类和转化实质是分子等微观粒子的存在形态和变化；
物质的量是将微观粒子与宏观质量相联系的基本物理量，帮助实现物质转化过程中的定量研究；
物质聚集状态的变化实质是分子等微观粒子间相互作用的变化和微粒间距离和运动方式的变化；
物质分散系反映了分子、微粒集合体等微观粒子的大小；
电解质电离产生的微观粒子在水溶液中的行为。1 .教材中物质微粒性观念的建构 《化学2》微粒结合方式、顺序、空间排列和作用力
教材以生活中熟悉的两种碳的同素异形体——金刚石和石墨，以及C60和碳纳米管，从微观结构的角度认识碳元素原子间的结合方式、作用力和空间排列方式的不同。
教材以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例介绍同分异构体和同分异构现象，从碳原子的成键特点与成键方式、碳原子的排列顺序和空间不同可以形成不同的物质。
教材从构成晶体的微粒、微粒间的作用力的类型不同，使学生认识微观结构与物质多样性的关系。1.教材中物质微粒性观念的建构化学观念事实性知识
过程方法知识物质由不同层次的微粒构成 不同的微粒具有不同的结构1．教材中图1-32，构成物质的微粒示意图，帮助学生建构物质是由不同层次的微粒构成的，不同的微粒具有不同的结构。
2．教材中表1-7质子、中子和电子的质量和电量中的数据。引导学生从两个方面（电荷、质量）观察，
3．教材中表1-8中的数据，帮助学生从分析数据中发现，质子数（Z）、中子数（N）之和与的相对原子质量非常接近，因此常用质子数和中子数之和（质量数）来近似表示相对原子质量，帮助学生得出以下电荷、质量这两个关系：
电荷关系：质子数（Z）= 电子数
质量关系：质子数（Z）+ 中子数（N）= 质量数（A）发现问题：干燥氯气和潮湿的氯气化学性质不同验证：氯气能溶于水，从氯水的颜色可以说明假设：氯气与水作用假设：氯气溶于水并与水反应生成新物质验证：pH试纸上中心呈白色(新物质)，外圈呈红色(酸性，有H+)问题：新物质是什么？问题：还有什么微粒？进一步探究：品红也褪色，新物质能漂白色素验证：含有Cl-物质微粒性观念的建构 ——化学反应是某一层次微粒的相互作用18032.教材中“化学进化”观念的建构《化学1》第三单元 人类对原子结构的认识
原子结构模型的演变第三单元 含硅矿物与信息材料
硅酸盐矿物与硅酸盐产品 2.教材中“化学进化”观念的建构3.教材中氧化还原反应观念建构四、以观念建构为本的教学设计1. 教学设计原则
关注概念对深化、发展学生的认识的作用和影响；
关注概念的形成、发展过程；
注重概念形成与发展的层次性。2. 教学设计的几个环节分析教材
知识线索——确定知识的深广度及呈现方式
活动线索——确定教学过程的学生活动
资料线索——选择合适的STS内容
分析学生
分析学生的认识脉络；
确定问题线索；
确定学生解决问题需要的证据；3.示例：溴、碘的提取知识脉络认知脉络观察样品自然界碘以化合态形式存在反应后用CCl4萃取（富集）KI溶液与氯水或溴水的反应溶液中I-检验溶液中I2检验I2的溶解性KI+AgNO3=AgI↓+KNO3
（淡黄色）淀粉溶液遇碘变蓝色易溶于CCl4等有机溶剂紫黑色固体，易升华加热固体3.示例：溴、碘的提取问题线索哪里有碘？怎么知道有碘？如何得到较纯碘？我认识碘吗？3.示例：溴、碘的提取 【实验2】在两支试管中各加入2~3mL KI溶液，分别滴加少量溴水和氯水，再分别滴加少量CCl4，振荡，静置，观察实验现象。
2KI + Cl2 = 2KCl + I2 2KI + Br2 = 2KBr + I2基于真实情景
进一步认识“物质转化”的过程（从自然界中获取物质的方法）
感受物质变化（氧化还原反应）的事实解决问题的证据3.示例：溴、碘的提取五、观念对教与学的影响二
氧
化
硫
SO2酸性氧化的通性
（物质分类观）中间价态
（物质转化观）特殊性
（漂白性、毒性）指导元素化合物知识的学习观念对教与学的影响NONO2HNO3空气中N2观念对教与学的影响指导化学概念的形成与发展在含酚酞的氢氧化钡溶液中逐渐滴加含等物质量的硫酸溶液，实验过程中溶液的导电性、颜色、状态发生怎样的变化？从微观粒子的运动、变化分析反应过程中出现的现象，探究该反应是怎样发生的？1。要怎样表示上述反应才能够反映变化的实质？
2。下列各组两个反应出现的现象完全相同,从微观粒子的运动、变化分析其原因。能否用同一个离子方程式表示两个反应？
盐酸或氯化钠溶液与硝酸银溶液混合；
盐酸或硫酸溶液与碳酸钠溶液混合；
氢氧化钠溶液与硫酸铵或硝酸铵溶液混合加热。 通过活动与探究，引导学生观察、思考，建立离子反应的真实图象；通过交流与讨论，形成离子反应概念，通过问题解决，掌握如何利用离子符号、分子式描述离子反应，理解、把握书写离子方程式的正确方法。避免机械套用4步书写法可能发生的弊病。 知识记忆为本的教学
教学目标注重对知识的记忆和理解。
内容的选择强调学科知识结构的形成。
教学过程多采用讲授式教学。
教学内容的分析强调知识点的理解和掌握。
教学活动注重解题技能的训练 。 观念建构为本的教学
教学目标注重以知识为载体来帮助学生观念的形成。
内容的选择强调学科观念的形成。
教学过程主要是探究式教学。
教学内容的分析强调知识的层次结构和知识之间的相互联系。
教学活动注重过程、方法和情感体验。 敬请包涵，谢谢！课件38张PPT。高中新课程化学实验教学的实践与体会 郭 裕 茂
杭州第十四中学
guoyumao1958@sina.com2007.8◆普通高中化学实验教学现状与思考
◆新课程改革及实验教学的要求
◆新课程下应用实验培养学生能力的实践与体会
一、普通高中化学实验教学现状与思考
●实验开设内容少
●化学实验教学中存在着不平衡性。
●缺乏宏观的理论指导和对实验教学的整体把握
●探究式学习的教学缺乏可操作性强的实施方案
及评价手段 二、新课程改革及实验教学的要求
●新课程实验部分的设计思路和教材内容的特点
●新课程化学实验的教学目标
●新课程化学实验教学策略的研究 三、新课程下应用实验培养学生能力的实践
与体会
●培养学生的观察能力
●培养学生的思维能力
●培养学生的创新能力
●培养学生的实验数据分析与处理的能力 1、培养学生的观察能力
●培养学生的观察能力的重要性
●培养学生的观察能力的方法.
在实验中培养学生的观察兴趣
在化学实验中培养学生掌握科学的观察
方法 案例1 胶体和溶液的区别实验
○首先观察颜色和状态，都是均一的、透明的、
稳定的，从外表看基本相似。
○观察丁达尔效应时，要告诉学生视线与光线要
相互垂直；
○CuSO4溶液能否改成KMnO4溶液，因为CuSO4
溶液中可能有Cu(OH)2胶粒存在。或在CuSO4溶
液中加少量稀硫酸。
○实验成败的关键是：
①Fe(OH)3胶体的制备 ②观察的方法
Fe(OH)3胶体净水实验
取用含粘土较多的泥沙水或浑浊的污水试验
Fe(OH)3胶体具有吸附性。案例2 蒸馏水的制取实验
○要提睲学生观察的对象有烧瓶中液体颜色、
温度计水银柱、冷凝管中水的流向、锥形瓶
中液体颜色等。
○温度计的水银球置于蒸馏烧瓶支管口理由是：
便于测量和控制馏分的温度。
○冷凝管中水的由下进上出的原因是什么？ ○对于不易形成液膜的冷凝回流实验来说，可以
选择逆流进水。
○而对于大多数冷凝回流实验来说，都可以选择
并流进水，以尽量减小冷却水的流速，节约用水；
另外从进水操作来说并流进水比逆流进水也略微
简单些、易于控制；同时也可保证冷凝回流效果。
○而对于蒸馏实验来说，冷却水的流向始终都应
该选择下进上出的逆流流向。因为这时候不仅热
交换效率高，同时也是形成冷凝液膜厚度最小的
方式。
案例3 镁与水反应的实验
实验步骤：用砂纸将镁条擦亮放入试管中，
加入适量水，再加2-3滴酚酞。
观察方法：不加热，观察镁条表面是否有气
泡，溶液颜色变化情况。 再加热，观察镁条
表面产生气泡情况和溶液颜色变化情况。
实验现象：不加热时，可观察到镁条表面有
少量很小的细密气泡，且在镁条的边角处气
泡要多一些，镁条表面开始有若隐若现的粉
红色，然后红色慢慢变深，给试管加热，可
看到红色变深较明显，并有较多气泡。 2、培养学生的思维能力
●在实验观察中培养学生科学严谨的学习
态度
●在实验现象的观察中培养学生的思维能力案例4 溶液的导电性实验（P13）
○实验步骤：在五只小烧杯中分别加入NaCl溶液、
NaOH溶液、稀盐酸酒精溶液、蔗糖溶液。同时
插入电极，接通电源。
○实验现象：插入NaCl溶液、NaOH溶液、稀盐酸
的灯泡明亮，蔗糖溶液灯泡很暗，酒精溶液灯泡
很暗（无水乙醇灯泡不亮）。
○现象分析→实验结论：
电解质溶液的导电实验（P53）
○实验步骤：在四只小烧杯中分别加入浓度均为
0.1mol/L的盐酸、醋酸溶液、氢氧化钠溶液和氨水。
同时插入电极，接通电源。
○实验现象：盐酸、氢氧化钠溶液灯泡明亮，醋酸
溶液、氨水灯泡较暗。
○现象分析→实验结论：实验装置如下:【实验操作规范】
为了排除无关因素的干扰，本实验应控制多种实验条件，
如烧杯的规格相同、烧杯内溶液的体积相等、相同的电
极材料、各电极间的距离相等、溶液的温度相同等，
最关键的条件（或因素）是物质的量浓度相同。 【深入探究建议】
1．装置如上图，在烧杯中加入冰醋酸，接
通电源，观察灯泡亮度。
2．在醋酸中缓慢加入水，并注意灯泡亮度。
以加入的水的体积作为横坐标，灯泡的亮
度为纵坐标，作出粗略图像。 电解质的概念可以从以下几个层面加以理解：
第一层：这里所指的对象是化合物，而不是单质，也不是电解质溶液；
条件是在水溶液或熔化状态能导电；重要的字和词是“或”和“化合物”。
第二层：电解质导电是离子导电，金属导电是电子导电。
第三层：无论是在水溶液或熔化状态都不能导电的化合物叫做非电解
质。非电解质所指的对象也是化合物。
第四层：CO2、SO2、SO3、NH3的水溶液都能导电，它们为何不属于
电解质而属于非电解质呢？原因是它们在水溶液里本身不能电离，而是
生成的H2CO3 、H2SO3、H2SO4、NH3·H2O发生电离。
第五层：液氨不是也能电离（2NH3＝NH4＋＋NH2－），乙醇等也能
电离，为什么它们不属于电解质？
绝对不电离的物质是没有的，电解质与非电解质也是没有绝然区别。
20℃时，乙醇的电离常数为K=7.9×10-20，223K时液氨的电离常数为
K=1.9×10-30，由其电离常数可知，乙醇、液氨比水更难电离，在水
溶液中把它们看成不电离，属于非电解质。
第六层：电解质是离子化合物或含极性键的共价化合物。但含有强极
性键的化合物不一定是电解质。如：NH3、乙醇等。
第七层：根据电解质电离程度的不同分为强电解质和弱电解质。 案例5 铜与浓硫酸反应的实验（P92）
观察方法：大试管中铜片，溶液颜色和状态、液
面上方变化情况；品红溶液颜色变化等。
实验现象：有刺激性无色气体产生（可能有酸雾）
；铜片不断溶解；溶液先变蓝色，然后变黑色浊
液，还可能出现白色晶体。
现象分析→结论：
解析：可能是由于浓硫酸表现出强氧化性和吸水
性，本身被还原生成SO2外，还能还原生成更低
价态的产物，Cu被氧化也可能有＋1价产物，所
以产物可能有：CuSO4、SO2、CuS、Cu2S、
析出无水CuSO4晶体等。也可用如下较简易的装置进行实验3、培养学生的创新能力
○以正确的教学思维观作指导
○尽可能多地让学生多参与多动手
○正确处理课堂生成性问题，引导学生实验
探究。
○初步培养实验设计和评价的能力案例6 有的同学在溶液和胶体区别的实验
时，观察到泥沙水也能看到光亮的通路。
有一组同学在做实验总结时，提出了牛奶
到底是胶体还是乳浊液的问题。 案例7：SO42-的检验实验（P20）
表1：按教科书滴入BaCl2溶液和稀盐酸后的实验纪录：现象步骤 结论：教材P20页实验描述不够严谨，应该改成先滴稀
盐酸，再加BaCl2溶液，稀盐酸可排除其他干扰离子。表2：改进后的实验纪录：现象步骤试剂 结论：发挥了稀盐酸的作用，排除了其他离子
的干扰。表3：用稀硝酸替代稀盐酸后的实验纪录：现象步骤试剂结论：不能排除Cl—、SO32-离子的干扰，
不能用稀硝酸替代稀盐酸。案例8、区别碳酸钠与碳酸氢钠的实验（P51）
1．碳酸钠和碳酸氢钠的性质对比：（可不填满）2．设计实验方案时，一般遵循科学性、
可行性、安全性、简约性等原则。
【实验设计与评价】 【深入探究建议】
碳酸氢钠与某些固体酸性物质（如酒石酸等）混
合可制成发酵粉，用于蒸制馒头、面包等。试用
实验证明发酵粉加水或加热时均能产生气体。
实验步骤：
1．如图所示，在洁净的烧杯中加入适量发酵粉，
加入适量蒸馏水，用涂有石灰水的玻璃片盖住
烧杯，观察实验现象。
现象： ；
结论： 。 2． 将发酵粉放如试管里，约占试管
的1/6，往另一支试管里倒入澄清石
灰水，然后加热。观察澄清石灰水
的变化。 4、培养学生的实验数据分析与处理的能力
●要充分利用实验报告或实验习题
●要指导学生做好实验记录 加强定量实验的研究是新课程的一大
特点之一。案例9 （P23）
活动与探究：一定物质的量浓度溶液的配制
配制100 mL 0.100mol·L－1 Na2CO3 溶液 问题：
1、需要碳酸钠固体的质量为多少克？
2、准确称取碳酸钠固体用什么天平？
3、实验过程中是否需要用到量筒？例3（P24）实验室为确定一瓶盐酸的浓度，进行
下列实验：取25.00mL盐酸于锥形瓶中，滴加两
滴酚酞溶液，向锥形瓶中慢慢滴加0.1000mol·L-1
NaOH溶液。当锥形瓶中的溶液由无色变成红色
且半分钟不褪色时（此时恰好完全反应），记录
消耗NaOH溶液的体积为24.50mL。计算盐酸的
物质的量浓度。
答案为：0.0980mol·L-1。教材P25第4题：
某同学按下列步骤配制５００mL０.２00mol·L-1
KCl溶液，请回答有关问题.
实验步骤 有关问题
（１）计算所需要KCl的质量 …为 g
……
你认为按上述步骤配制的KCl溶液的浓度是否
为0.200mol·L-1，请说明理由。案例10
观察与思考：氯气的性质实验(P41)
【实验活动方案设计】
实验3．用两支针筒各抽取80mL氯气，然后用
其中一支针筒抽取20mL5%氢氧化钠溶液（记
为针筒1），另一支抽取20mL水（记为针筒2），
用橡皮塞封住针筒后振荡，观察实验现象。
【观察和分析】【结论和评价】
1体积水可以溶解约 体积氯气，溶解了
氯气的水溶液称为 ，呈 色；氯气
溶于烧碱溶液。
【深入探究建议】
将上述实验中所得的烧碱溶液与氯气反
应后所得的溶液中滴加到色布上，观察并
记录实验现象。
现象： ，说明氯气与碱反
应反应产物具有 的性质。 案例11
观察与思考：二氧化硫的性质(P88)
【实验活动方案设计】
实验1：二氧化硫在水中的溶解性，二氧化
硫水溶液的酸性
取一支100mL针筒，先吸入80mL二氧化硫
气体，再吸入10mL蒸馏水，用橡皮塞堵住
针筒的前端，振荡一会儿，静置。观察实验
现象。 再用pH试纸测定针筒内二氧化硫水溶液的pH。
实验2：向试管中加入5mL二氧化硫水溶液，
滴加品红溶液，振荡一会儿，观察现象。然后
加热试管，观察并比较加热前后溶液颜面色的
变化。
实验3：向另一支试管中加入5mL二氧化硫水
溶液，滴加氯化钡溶液，观察实验有无沉淀生
成。再滴加0.5mL3%的过氧化氢溶液，振荡，
放置片刻后滴加稀盐酸，观察实验现象。
【观察和分析】
实验1：常温常压下，10mL蒸馏水大约能够溶
解 mL二氧化硫气体，由此可估算出常温
常压下二氧化硫在水中的溶解度约为 。(略) 谢谢!
请批评指正。
