必修I专题3 教材分析和教学建议
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文档简介
台州市高中化学新课程培训
化学1 专题3 从矿物到基础材料
教材分析与教学建议
浙江省台州中学 徐营华 陈先福
本专题“从矿物到基础材料”以从矿物资源获得重要基础无机材料为主线，重点介绍基础无机材料中所包含的铝、铁、铜、硅等常见元素单质的冶炼原理，单质及化合物的性质和用途等内容。通过本专题内容的学习，通过对这些元素及化合物性质的探究，学生将进一步体验科学探究，进一步了解化学研究的方法和途径，更深入地认识到化学科学在充分、合理利用自然资源造福于人类方面所发挥的重要作用，进一步学习从化学的角度观察、分析、了解物质世界，提高自身的科学素养。
一、课程标准内容
1.根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。
2.通过实验了解非金属元素硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用。
3. 根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。
４．体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。
5．查阅资料：硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用。
６．实验：铝盐和铁盐的净水作用。
二、本单元教材的结构
(一)、核心知识
金属（铝、铁、铜）及其化合物
非金属硅及其化合物
(二)、本专题内容的呈现形式:
教材编写思路:工业制法----性质探究-----社会应用
１、三个单元
第一单元 从铝土矿到铝合金
第二单元 铁、铜的获取及应用
第三单元 含硅矿物与信息材料
２、栏目呈现方式多样
共有19幅图表(网络型、实物型、结构型、线型图、饼型图、柱型图、表格)
20个栏目：
你知道吗：3个；观察与思考：1个；活动与探究：4个；交流与讨论：3个；资料卡： 5个；拓展视野：2个；化学史话：1个；信息提示：1个；
(三)、教材知识比较及衔接
1．新旧教材比较
新教材与现行高中化学教材相比，弱化了按照元素自然族来介绍元素化合物知识的传统做法，本单元所涉及的元素化合物知识内容在覆盖面上与现行课程的差别不大，具体化合物知识内容的选取以及处理的深广度也基本相近，但是内容的组织线索、学习的重点和方式等都有较大的变化，如现行课程元素化合物知识都是按结构→性质→用途与制法的组织形式进行教学，而本单元的知识则是从工业制备→性质→应用的组织形式呈现，新教材跳出以单一物质为中心的学习模式，以元素层面看待元素化合物的学习。
2．各版本教材比较（铝、铁、铜、硅等元素化合物内容）
三套教材（山东版、人教班、苏教版）在铝、铁、铜、硅及其化合物知识的处理上，虽然阐释的角度不同，如山东版教材把铁及其化合物的知识放于氧化剂和还原剂的单元中，从氧化还原的角度进行学习；铝、硅及其化合物的知识则和苏教版处理类似，从材料这一角度归类学习。人教版对这些元素化合物知识的处理则沿用基本的元素分类方法，从金属和非金属的角度进行阐释。但三套教材都遵循了课标的要求，将物质性质的学习置于一定的社会或生活背景中，从更具有实际应用价值的层面切入物质性质的学习。关于具体的元素化合物知识的深度和广度，各教材处理基本一致，如铝及其化合物都着重介绍了铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，只是在细节上略有不同，如苏教版、山东版教材介绍了铝热反应的知识，而在人教版并没有涉及。
（１）知识的呈现形式
苏教版 山东版 人教版
专题3第一单元 从铝土矿到铝合金第二单元 铁、铜的获取及应用第三单元 含硅矿物与信息材料 第4章第2节 铝 金属材料第2章第3节 氧化剂和还原剂第4章第1节 硅 无机非金属材料 第三章 金属及其化合物（第一节金属的化学性质、第二节几种重要的金属化合物、第三节用途广泛的金属材料）第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅
（２）核心知识的处理
元素 具体物质 三套教材共有的内容 三套教材分别特有的内容
山东科技版 人教版 苏教版
铝 金属铝 与酸的反应与碱的反应 与氧气的反应铝热反应 与氧气的反应 钝化铝热反应
氧化铝 与酸反应、与碱反应两性氧化物 —— —— 电解氧化铝
氢氧化铝 与酸反应、与碱反应两性氢氧化物 —— 吸附色素，净水作用，加热分解 净水作用加热分解
铁 金属铁、二价铁、三价铁 金属铁具有还原性三价铁离子的检验二价铁与三价铁转化 —— 铁盐的净水作用 ——
氢氧化铁、氢氧化亚铁 —— 颜色、状态 颜色、状态，氢氧化亚铁与氧气和水的反应，氢氧化铁的分解反应 氢氧化亚铁与氧气和水的反应生成氢氧化铁
铜 金属铜及其化合物 铜的物理性质，铜合金简介 铜锈生成，铜与氧气、与硫反应，氧化铜高温转化为氧化亚铜，五水硫酸铜失水 —— ——
硅 硅单质 物理性质 与氧气的反应 —— 与氯气的反应
二氧化硅 与硅酸钙的反应，与氢氧化钠溶液的反应 与氢氟酸反应与焦炭的反应与碳酸钙或碳酸钠的反应 与氢氟酸反应 与焦炭的反应
硅酸 —— —— 很弱的酸，溶解度很小 ——
硅酸盐 玻璃，水泥，陶瓷 —— 硅酸钠与盐酸的反应 与二氧化碳反应
3．教材知识的前后联系
本专题涉及的概念有两性氧化物和两性氢氧化物，在初中科学中具体学习了酸和碱的概念及性质，对两性氢氧化物概念的学习有较好的知识铺垫，但在科学标准及教材中均未涉及酸性氧化物、碱性氧化物的概念，因此在学习两性氧化物的概念及性质前，应该让学生明确酸性氧化物、碱性氧化物的概念。在初中科学中学习了金属的物理性质和基本的化学性质如与氧气、酸的反应及金属间的置换反应；也介绍了铁、铜等金属材料冶炼（高炉炼铁、湿法炼铜）的化学原理、合金的知识及金属的锈蚀，介绍了无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷）和新型材料的知识。这些对于本专题知识的学习起了很好的铺垫作用。
本专题中涉及的金属铝冶炼的原理、精炼铜的原理等有关STS内容将会在相关后续模块中进一步学习，在教学设计中要注意处理好这些内容的深广度，不能太过于关注细节，要从生产生活实际、科学技术发展、化学实验等多角度去思考相应的STS内容，将STS内容与学生的学习紧密结合，让学生进行主动的学习和体验，增进对联系生产生活实际的学习内容的理解。
（１）初中科学中与本单元相关知识
酸、碱的概念及通性
明矾的组成，复盐的概念（阅读）
金属的用途和性质[包括金属的光泽、延展性、导电性、导热性等，金属与酸、氧气反应，金属间置换反应(铁与硫酸铜的反应\铜与硝酸银的反应)，铁与硫的反应等].金属活动性顺序
湿法炼铜的原理（阅读），还原法冶炼铁、铜的原理（包括用C、CO、H2还原氧化铜， CO还原氧化铁等）
金属材料及合金的性质，金属的锈蚀（钢铁生锈）
无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷），
新型材料（半导体材料、光纤材料）
（２）将在后续模块继续涉及的知识
必修2
元素周期律：铝、硅的性质
电能转化为化学能：电解铝、铜的电解精练
化学科学与人类文明：电路板的制作
选修——化学反应原理
电解池的工作原理及应用：电解法制铝、铜的电解精练、金属的腐蚀与防护
盐类水解
选修——化学与生活
水资源的合理利用：明矾净水
金属材料：铝、铁、铜的性能，合金，金属防腐
无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷生产原料、生产工艺的原理和应用
光导纤维的制造和应用
选修——化学与技术
镁和铝的冶炼： 铝的冶炼
腐蚀加工技术：电路板的制作
改变材料的组成 ：合金、硅酸盐材料和特种陶瓷
提高材料的纯度：硅的提纯
三、教学要求
第一单元 从铝土矿到铝合金
（一）知识与技能要求
基本要求 ①了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要的存在形式，了解从铝土矿获得铝的方法，从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。②通过实验探究，理解铝的重要性质，如与酸、碱反应，钝化现象等。了解铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，例举铝合金的应用，进一步认识化学与生活的关系。③以铝的氧化物和氢氧化物为例了解两性氧化物，两性氢氧化物的概念和一般性质。
发展要求 ①知道明矾的组成和净水作用。②对铝热反应进行拓展，了解用其他金属氧化物如Cr2O3、MnO2等代替氧化铁也可发生铝热反应，并可用以冶炼铬、锰等金属。③了解铝及其重要化合物之间的转化关系。
说明 ①不要拓展到明矾以外的其他净水剂②不要求介绍其他种类合金③铝热反应的放热不需定量计算，化学反应热等在《化学2》会详细介绍
（二）过程与方法要求:根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝及其重要化合物的主要性质。初步认识实验方法设计在化学学习、科学研究中的应用。认识实验、假设、比较等科学方法对化学研究的作用。
（三）情感态度与价值观要求：能体验到学习化学的乐趣和成功的喜悦，并进而体会铝及其重要化合物的特性的作用。
编写思路：本专题从铝土矿提取这一线索,引出氧化铝、氢氧化铝、铝等物质，通过对部分物质化学性质的实验探究，让学生在学习氧化铝、氢氧化铝、铝等相关知识的同时，进一步学习使用实验探究法去认识物质的性质。在学习了活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁的性质后，了解铝的性质。这不仅使学生了解钠、镁和铝的金属活动性的差异，还会后来学习元素周期律的知识建立基础。教材采用类比的方法学习新知识。在认识了氧化铝的两性以后，启发学生思考氢氧化铝、铝分别与酸溶液或碱溶液等的反应，以帮助学生学习构建化学学科知识体系的方法。
知识点实施建议：
1、 从铝土矿中提取铝
1． 铝土矿制备铝的工艺流程（解释每一步操作的物质成分变化，掌握相关反应的化学方程式。）
2． 氧化铝的两性介绍（与酸性氧化物、碱性氧化物对比。）
3． 铝合金、氧化铝的用途（复习合金的知识。）
2、 铝的氢氧化物
1．氢氧化铝的两性（利用实验探究并与酸、碱进行对比得出两性氢氧化物的概念。）
2．明矾的净水作用（了解净水原理和复盐的概念。）
3、 铝的性质
1． 铝的化学性质（可安排学生进行实验探究，分析结果。）
2． 铝的钝化（结合初中科学涉及的知识和实验。）
3． 铝热反应（做铝热反应的演示实验，并进行适当的拓展。）
建议：本单元的核心知识是铝及其化合物的性质，在结束本单元知识的学习后，应该对铝及其化合物的性质进行归纳，了解各物质间的转化关系，形成知识网络。
本单元习题说明：［增加主观性、增加探究性、增加开放性、增加信息性、增加应用性（STSE）］
选题方式多样性、并与生产、生活、科学应用相结合。目点是有利提高学生“自主学习、合作学习、研究性学习”；提高“分析问题和解决问题的能力”。注重习题开放性、研究性、实验方案设计。但有些习题难度较大，如第５题明矾组成实验的设计。建议各校根据学生实际情况迭做一部份或给适当提示。
学法指导：１、加强与旧知识的联系和运用，巩固旧知识，理解和掌握新知识。如本节可通过钠、镁、铁等金属性质的对比，总结出金属单质的共性。
２、回顾酸碱中和反应，酸与金属氧化物的反应、碱与CO2、 SO3等非金属氧化物的反应来理解金属氧化物、金属氢氧化物的性质；通过铝跟NaOH溶液的反应情况来理解Al2O3、Al(OH)3的两性，并掌握化学方程式的书写。
３、注意有关实验的学习，通过实验操作，观察实验现象，分析实验设计思维、实验过程和实验现象，得出实验结论，达到理解和掌握知识的目的。
４、收集各种各样的金属材料，增强感性认识，从而加深对金属材料的性质和用途的了解。
第二单元 铁、铜的获取及应用
（一）知识与技能要求
基本要求 1、了解自然界铁、铜的存在形式和冶炼方法，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。2、通过生产、生活中的应用实例和实验探究，了解铁、铜、Fe2+、Fe3+的性质，Fe2+、Fe3+的相互转化，了解铁、铜及其化合物的重要应用。
发展要求 1、了解Fe2+、Fe3+的常用检验方法。2、知道铬和镍与不锈钢的联系，并简单介绍不锈钢的重要用途。
说 明 不拓展到铜的电解精炼，有关内容到必修2中介绍
（二）过程与方法要求:
１、采用对比分析金、铜、铁的存在、发现和获取，了解它们性质的差异，从而提高比较解决和分析问题的能力。
２、从生活常识中发现两者性质上的差异；从已学过金属及其化合物的旧知识迁移出铁和铜的化学性质。
３、拟发现过程，通过推测，设计探究实验探究Fe2+和Fe3+的区别和转化，从而归纳结论要点。
（三）情感态度与价值观要求：
１、通过介绍及探究铁铜的获取，让学生学会利用身边的化学资源，合理地开发和利用资源。
２、了解化学在资源的利用和保护中的意义和作用，认识到化学与人类生活的密切关系，培养运用化学知识解释或解决与化学相关的社会问题的能力，形成正确的情感及价值观，增强社会责任感。
编写思路：本单元的第一部分从铁、铜的存在和提取着手，介绍了它们的冶炼方法，回顾比较了铁铜及其化合物的相关性质，并通过实验探究掌握不同价态的铁元素之间持转化，使学生对铁、铜及其化合物的性质的认识更完整、更系统。
知识点实施建议：
(一)、从自然界获取铁和铜
1． 自然界存在的铁、铜的形式及其矿石的主要成分（通过介绍了解铁、铜的存在及常见矿物。）
2． 炼铁的原理（结合初中所学炼铁的基本原理，介绍炼铁过程中所涉及的主要反应及原理。）
3． 生铁和钢（简单介绍生铁和钢的性质。）
4． 铜的冶炼（简单介绍其过程。）
（二）、铁、铜及其化合物的应用
1． 铁、铜的物理性质与应用（通过回顾初中所学金属物理性质及应用学习。）
2． 铁、铜的化学性质（可结合初中科学知识对铁与铜的化学性质比较、归纳。）
3． Fe2+ 、Fe3+ 的转化（通过探究Fe2+ 、Fe3+ 的转化，形成“铁三角”的知识网络，对铁元素的性质进行总结。）
4． Fe3+的检验（可以补充演示实验。）
本单元习题说明： 共９题，难度适中
学法指导：本单元的“从自然界获取铁和铜”的学习，可从人类认识利用金属的历史引入，通过对金、铁、铜的存在、发现、获取的比较分析，了解它们性质的差异。如铁、铜的冶炼可以运用比较的方法展开，比较铁、铜冶炼的相似和相异的方面，比较其本质、反应条件、还原剂的选择等，以提高比较、分析和解决问题的能力。对于“铁、铜及化合物的性质”，可以从三方面着手：（１）、从生活常识发现两者在性质上的差异。（２）、从已学过的金属及其化合物旧知识迁移得出铁、铜可能具有的化学性质。（３）、模拟发现过程，通过推测、设计推究实验以及自主实验推究认识Fe2+和Fe3+的区别和转化，最后自主构建“铁三角”关系。
第三单元、含硅矿物与信息材料
（一）知识与技能要求
基本要求 1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物（以二氧化硅和硅酸钠为例）的重要性质。知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品。2、了解工业上高纯硅的制备方法。3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。
发展要求 了解分子筛的化学组成、结构和作用。对光导纤维的组成和作用有初步了解。
说明 不要拓展到硅的晶体结构，原子晶体在必修2会介绍
（二）过程与方法要求:
１、以自然界中存在的硅酸盐到单质硅的制备为线索，从而认识自然界中形形色色的硅酸盐。
２、了解硅和二氧化硅性质的过程中，知道平凡而神奇的硅对人类文明所产生的重大影响。
（三）情感态度与价值观要求：
使学生通过对学习过程的体验，形成和发展正确的发现问题、解决问题的思想方法，学会从生活中去发现化学、研究化学、应用化学。
编写思路：本单元按照人类使用含硅化合物的发展，以自然界存在的硅酸盐到单质硅的制备为线索，引导学生认识身边形形色色的硅酸盐，了解二氧化硅和硅的性质特点，知道平凡而神奇的硅对人类文明所产生的重大影响；使学生通过学习过程的体验，形成和发展正确地发现问题、解决问题的思想方法，学会从生活中去发现化学、研究化学、应用化学。
知识点实施建议：
（一）、硅酸盐矿物与硅酸盐产品
1．常见硅酸盐矿物的组成及写法（设计习题练习改写。）
2．硅酸钠的性质（通过基本反应了解性质，补充硅酸的有关知识。）
3．水泥、玻璃的原料、成份（在初中科学的基础上巩固，适度拓展反应原理。）
（二）、二氧化硅与信息材料
1．二氧化硅的性质与用途（以介绍为主，抓住基本反应方程式。）
2．工业上硅的制法（了解提纯的步骤及相关化学反应。）
3．硅的性质与用途（适当补充硅的化学性质及反应。）
本单元习题说明：共７题，难度适中
学法指导：明确硅元素在地壳中的含量，存在形式，了解硅酸盐的种类很多，结构复杂，常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐组成。三大硅酸盐产品（陶瓷、水泥、玻璃）的生产原料及日常生活中的应用。从盛氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为何不能用玻璃塞的事实认识二氧化硅是酸性氧化物，酸性氧化物的通性，二氧化硅有哪些重要的应用，初步了解光导纤维的组成和作用。从硅是如何制取到硅性质的学习
四、本专题教学建议
1、课时分配建议
单元名称 内容 建议课时
第一单元、从铝土矿到铝合金 从铝土矿中提取铝 1
铝的性质 1
铝的氢氧化物 1
第二单元、铁、铜的获取及应用 从自然界获取铁和铜 1
铁、铜及其化合物的应用 2
第三单元、含硅矿物等信息材料 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1
二氧化硅等信息材料 1
专题回顾和小结 1
合计 9
２、教学设计与实施的指导思想
（1） 倡导在自然界和生产、生活的背景中进行元素化合物知识的教学
传统的元素化合物知识教学往往导致学生在应用物质性质知识解决和分析实际问题的能力较差，迁移能力有待提高。现在之所以倡导将知识放在一定的情景中进行教学，一方面利于提高学生运用知识的能力，体会知识的价值，另一方面，通过教学情景落实态度情感与价值观这一维度的教学目标。
（2） 抓住元素化合物知识中的核心内容进行整合教学
由于化学１的计划课时数为３６，时间非常有限，因此，元素化合物的教学内容要选择重要物质的主要性质，这和以往教师追求物质性质的细节教学有较大区别。另外，化学１培养的是学生的基本化学素养，没必要让每个学生都掌握枝节的知识，掌握核心内容更重要。
（3） 从以物质为核心的元素化合物知识教学转化为以元素为核心
以往的元素化合物知识的教学，是以物质为核心的，围绕某种具体的物质，如铝单质，学习它的物理性质、化学性质、用途与制法。现在，转变成以元素为核心学习，围绕某一种元素，学习含有该元素的主要物质的核心性质。这是由高中化学课程标准决定的，课程标准在界定模块内容的时候就是要求学习某元素及其化合物的主要性质。如，学习铝元素及其化合物的主要性质，具体化为围绕铝元素学习铝单质、氧化铝、氢氧化铝等的主要性质。
（4） 根据实验现象得出结论，进行物质性质的教学
以往的高中元素化合物知识教学分为两个阶段：元素周期律之前和元素周期律之后。通常，律前的教学从实验事实出发得出结论；律后的教学从结构出发，由结构分析推断物质的性质。新课程将元素化合物都位于律前，因此，关于物质性质的学习不能从结构出发推断物质的性质，而主要从实验现象出发分析物质的性质。
（5） 教给学生研究物质性质的思路和方法
学生研究物质性质的方法主要有实验、比较、分类、观察，这是课标规定的。此外，学生应该建立起研究物质性质的基本思路，其基本思路是从通性和氧化性、还原性来研究物质的性质；从金属、非金属、酸、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质；从物质所含元素的化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性。
３、教学方法建议
（1）结合初中科学相关知识，认识铝、铁、铜和硅的性质。
（2）结合前面专题学习的活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁，了解铝、铁、钢、硅和它们的异同，逐步建立元素周期律的基础。
（3）本单元内容中涉及较多的酸、碱、盐、氧化物间的转化关系。在教学中帮助学生归纳总结酸、碱、盐、氧化物的转化关系，并尝试用这种转化关系解决化学中的问题。
（4）本单元涉及不少氧化还原反应，通过对这些反应的归类，进一步巩固氧化还原及电解质的有关概念。
（5）本单元4种元素的单质和他们的化合物与工业生产及我们的生活有着密切的联系。建议以我们周围常见的一些物质入手介绍它们，从而培养学生全面研究物质、分析问题的能力。
４、实验教学建议：
本专题以自然界的矿物为线索引导学生研究学习有关铝、铁、铜、硅等元素及其化合物的性质，了解重要元素及其化合物有社会、生产中的重要应用。教材中共安排了6个实验来帮助学生探究铝、铁、铜等元素及其化合物的重要性质。其中铝的稳定性实验建议由教师演示为主，铝的化学性质、氢氧化铝的两性、Fe2+和Fe3+转化实验、氯化铁腐蚀铜实验等建议以学生探究为主。
（1）铝的稳定性实验的主要目的是要让学生理解由于铝表面的氧化膜，通常情况下铝比较稳定。教师可以从这个目的出发再选择补充一些实验。
（2）铝的性质实验中，课本中要求学生通过铝分别与浓硝酸、浓硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液反应，总结归纳出铝的性质特征（遇冷浓硫酸和冷浓硝酸钝化、跟稀酸或碱溶液都能反应）。本实验的操作要求比较低，教学中教师要重视从方法角度加以引导，指导学生学会从多个不同的实验现象中总结规律。
（3）氢氧化铝的两性实验，目的是让学生通过实验过程“发现”氢氧化铝的两性。
（4）Fe2+和Fe3+转化实验有多个目的，一是实验方案的设计，二是Fe3+的检验。要求学生在有限定条件下根据实验目的设计实验方案，并验证自己的实验结果。由于课本对Fe2+和Fe3+转化的要求不高，不宜在Fe2+和Fe3+转化这个问题作过多的深化。
（5）课本安排氯化铁腐蚀铜实验的目的是要求通过本实验活动，了解氯化铁在印刷电路板制作的应用，进而深入理解Fe3+离子的氧化性。
５、教学中应注意的问题
1）．准确把握知识深广度，领会教材设计意图
新课程中元素化合物知识的要求层次和水平与传统的课程相比都有了较大的变化，教师要深刻理解课程标准和教材对内容的深广度要求；要面向全体高中学生，目标指向学生学习最终达到的最低水平；一项学习目标的达成，不要求一步到位，倡导通过多次的学习，螺旋上升，逐步实现。
在教学实施中，有的教师仍用高考的标准和旧课程的要求处理教材中出现的内容，无限地拓展和提高教学要求，教学中由于受到传统知识教学的影响，随意扩展内容，追求知识的“一步到位”，这样会给学生带来额外的负担，不能按课时完成教学内容。本单元的知识与现行的教材相比在深广度上变化不大，但知识组织顺序发生了变化，要求教师改变教学过程中的具体问题，要重新设计相关问题。教师要严格控制必修课程知识内容的深广度与进度，排除原教材知识体系的影响，不能简单地将原有教学处理进行“搬家”，而要根据现在知识的位置和组织方式，进行新的处理，设计合理的教学问题和教学活动。
2）．加强与其他相关知识的联系
（1）结合初中科学相关知识，认识铝、铁、铜和硅的性质。
（2）本单元内容中涉及较多的酸、碱、盐、氧化物间的转化关系。在教学中帮助学生归纳总结酸、碱、盐、氧化物的转化关系，并尝试用这种转化关系解决化学中的问题。
（3）结合前面专题学习的活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁，了解铝、铁、铜、硅和它们的异同，逐步建立元素周期律的基础。
（4）本单元涉及不少氧化还原反应，通过对这些反应的归类，进一步巩固氧化还原及电解质的有关概念。
（5）本单元4种元素的单质和他们的化合物与工业生产及生活有着密切的联系。建议以我们周围常见的一些物质入手介绍它们，从而培养学生全面研究物质、分析问题的能力。
3）．正确处理STS知识，改变教学策略
本单元不是以单纯的元素化合物知识为简单的内容组织线索，而是通过工业提取金属、材料的应用等一系列STS知识将知识有机地串联起来，对于STS知识也不能随意扩展或者“一步到位”。新课程教材利用丰富的栏目承载相应的STS内容教学任务，通常会出现一些课程标准不作要求的核心知识内容，教师在教学设计中要注意处理好这些内容的深广度，不能太过于关注细节，而违背了这些内容设计的初衷。如工业提取铝的方法，新课程将其作为具有STS功能和意义的内容出现，教学中教师会去关注工业提取铝的具体工业流程及发生的化学反应的实质，一下子就落实到核心化学知识教学的路子上。
4）．注重实验作用，培养学生的探究意识
新课程中元素化合物知识的学习主要从实验现象出发分析物质的性质，因此，实验对于本单元知识的学习有着举足轻重的作用。在高中新课程中，没有明确规定哪些是学生实验、哪些是演示实验。一般来说，教材中活动探究的实验内容属于学生实验，观察思考的实验内容属于演示实验，但不是不能改变。教师可以根据学校的硬件和教学的情况，改变实验类型。但是，总的原则是，应该让学生有尽可能多的机会进行实验活动。
5）．合理运用教材中各种栏目
本单元设计了各种栏目30多个，这些栏目的设置，蕴含着教与学的方法，体现了新课程的理念，有助于教师驾驭教学过程。在实际教学中，教师并非所有内容都要亲自解释，要分析教材的微观结构，结合自身特点和学生的实际情况，确定重点，可以选择性地利用这些教材资源，如各栏目对应的活动，课本上留待思考的问题等，有效地开展教学活动，促使学生主动学习，培养学生独立获取知识解决问题的能力；补充的内容也应围绕教学重点而展开。
导学生提出设想、选择实验方案、进行实验探究，并做好实验记录。 学生完成教材中“活动与探究”的问题１，并进行交流和相互评价。学生完成“活动与探究”的问题２。
组织学生通过实验发现并总结出不同价态铁元素之间转化的条件。 学生对实验结果进行比较分析，发现氧化剂能使Ｆe2+转化为Ｆe3+，而还原剂能使Ｆe3+转化为Ｆe2+。
教师布置作业：请各举一例实现Ｆe、Ｆe2+、Ｆe3+之间的相互转化，写出化学方程式，并指出氧化剂和还原剂。 学生完成作业，在下节课进行交流评述。
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化学1 专题3 从矿物到基础材料
教材分析与教学建议
浙江省台州中学 徐营华 陈先福
本专题“从矿物到基础材料”以从矿物资源获得重要基础无机材料为主线，重点介绍基础无机材料中所包含的铝、铁、铜、硅等常见元素单质的冶炼原理，单质及化合物的性质和用途等内容。通过本专题内容的学习，通过对这些元素及化合物性质的探究，学生将进一步体验科学探究，进一步了解化学研究的方法和途径，更深入地认识到化学科学在充分、合理利用自然资源造福于人类方面所发挥的重要作用，进一步学习从化学的角度观察、分析、了解物质世界，提高自身的科学素养。
一、课程标准内容
1.根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。
2.通过实验了解非金属元素硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用。
3. 根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。
４．体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。
5．查阅资料：硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用。
６．实验：铝盐和铁盐的净水作用。
二、本单元教材的结构
(一)、核心知识
金属（铝、铁、铜）及其化合物
非金属硅及其化合物
(二)、本专题内容的呈现形式:
教材编写思路:工业制法----性质探究-----社会应用
１、三个单元
第一单元 从铝土矿到铝合金
第二单元 铁、铜的获取及应用
第三单元 含硅矿物与信息材料
２、栏目呈现方式多样
共有19幅图表(网络型、实物型、结构型、线型图、饼型图、柱型图、表格)
20个栏目：
你知道吗：3个；观察与思考：1个；活动与探究：4个；交流与讨论：3个；资料卡： 5个；拓展视野：2个；化学史话：1个；信息提示：1个；
(三)、教材知识比较及衔接
1．新旧教材比较
新教材与现行高中化学教材相比，弱化了按照元素自然族来介绍元素化合物知识的传统做法，本单元所涉及的元素化合物知识内容在覆盖面上与现行课程的差别不大，具体化合物知识内容的选取以及处理的深广度也基本相近，但是内容的组织线索、学习的重点和方式等都有较大的变化，如现行课程元素化合物知识都是按结构→性质→用途与制法的组织形式进行教学，而本单元的知识则是从工业制备→性质→应用的组织形式呈现，新教材跳出以单一物质为中心的学习模式，以元素层面看待元素化合物的学习。
2．各版本教材比较（铝、铁、铜、硅等元素化合物内容）
三套教材（山东版、人教班、苏教版）在铝、铁、铜、硅及其化合物知识的处理上，虽然阐释的角度不同，如山东版教材把铁及其化合物的知识放于氧化剂和还原剂的单元中，从氧化还原的角度进行学习；铝、硅及其化合物的知识则和苏教版处理类似，从材料这一角度归类学习。人教版对这些元素化合物知识的处理则沿用基本的元素分类方法，从金属和非金属的角度进行阐释。但三套教材都遵循了课标的要求，将物质性质的学习置于一定的社会或生活背景中，从更具有实际应用价值的层面切入物质性质的学习。关于具体的元素化合物知识的深度和广度，各教材处理基本一致，如铝及其化合物都着重介绍了铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，只是在细节上略有不同，如苏教版、山东版教材介绍了铝热反应的知识，而在人教版并没有涉及。
（１）知识的呈现形式
苏教版 山东版 人教版
专题3第一单元 从铝土矿到铝合金第二单元 铁、铜的获取及应用第三单元 含硅矿物与信息材料 第4章第2节 铝 金属材料第2章第3节 氧化剂和还原剂第4章第1节 硅 无机非金属材料 第三章 金属及其化合物（第一节金属的化学性质、第二节几种重要的金属化合物、第三节用途广泛的金属材料）第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅
（２）核心知识的处理
元素 具体物质 三套教材共有的内容 三套教材分别特有的内容
山东科技版 人教版 苏教版
铝 金属铝 与酸的反应与碱的反应 与氧气的反应铝热反应 与氧气的反应 钝化铝热反应
氧化铝 与酸反应、与碱反应两性氧化物 —— —— 电解氧化铝
氢氧化铝 与酸反应、与碱反应两性氢氧化物 —— 吸附色素，净水作用，加热分解 净水作用加热分解
铁 金属铁、二价铁、三价铁 金属铁具有还原性三价铁离子的检验二价铁与三价铁转化 —— 铁盐的净水作用 ——
氢氧化铁、氢氧化亚铁 —— 颜色、状态 颜色、状态，氢氧化亚铁与氧气和水的反应，氢氧化铁的分解反应 氢氧化亚铁与氧气和水的反应生成氢氧化铁
铜 金属铜及其化合物 铜的物理性质，铜合金简介 铜锈生成，铜与氧气、与硫反应，氧化铜高温转化为氧化亚铜，五水硫酸铜失水 —— ——
硅 硅单质 物理性质 与氧气的反应 —— 与氯气的反应
二氧化硅 与硅酸钙的反应，与氢氧化钠溶液的反应 与氢氟酸反应与焦炭的反应与碳酸钙或碳酸钠的反应 与氢氟酸反应 与焦炭的反应
硅酸 —— —— 很弱的酸，溶解度很小 ——
硅酸盐 玻璃，水泥，陶瓷 —— 硅酸钠与盐酸的反应 与二氧化碳反应
3．教材知识的前后联系
本专题涉及的概念有两性氧化物和两性氢氧化物，在初中科学中具体学习了酸和碱的概念及性质，对两性氢氧化物概念的学习有较好的知识铺垫，但在科学标准及教材中均未涉及酸性氧化物、碱性氧化物的概念，因此在学习两性氧化物的概念及性质前，应该让学生明确酸性氧化物、碱性氧化物的概念。在初中科学中学习了金属的物理性质和基本的化学性质如与氧气、酸的反应及金属间的置换反应；也介绍了铁、铜等金属材料冶炼（高炉炼铁、湿法炼铜）的化学原理、合金的知识及金属的锈蚀，介绍了无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷）和新型材料的知识。这些对于本专题知识的学习起了很好的铺垫作用。
本专题中涉及的金属铝冶炼的原理、精炼铜的原理等有关STS内容将会在相关后续模块中进一步学习，在教学设计中要注意处理好这些内容的深广度，不能太过于关注细节，要从生产生活实际、科学技术发展、化学实验等多角度去思考相应的STS内容，将STS内容与学生的学习紧密结合，让学生进行主动的学习和体验，增进对联系生产生活实际的学习内容的理解。
（１）初中科学中与本单元相关知识
酸、碱的概念及通性
明矾的组成，复盐的概念（阅读）
金属的用途和性质[包括金属的光泽、延展性、导电性、导热性等，金属与酸、氧气反应，金属间置换反应(铁与硫酸铜的反应\铜与硝酸银的反应)，铁与硫的反应等].金属活动性顺序
湿法炼铜的原理（阅读），还原法冶炼铁、铜的原理（包括用C、CO、H2还原氧化铜， CO还原氧化铁等）
金属材料及合金的性质，金属的锈蚀（钢铁生锈）
无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷），
新型材料（半导体材料、光纤材料）
（２）将在后续模块继续涉及的知识
必修2
元素周期律：铝、硅的性质
电能转化为化学能：电解铝、铜的电解精练
化学科学与人类文明：电路板的制作
选修——化学反应原理
电解池的工作原理及应用：电解法制铝、铜的电解精练、金属的腐蚀与防护
盐类水解
选修——化学与生活
水资源的合理利用：明矾净水
金属材料：铝、铁、铜的性能，合金，金属防腐
无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷生产原料、生产工艺的原理和应用
光导纤维的制造和应用
选修——化学与技术
镁和铝的冶炼： 铝的冶炼
腐蚀加工技术：电路板的制作
改变材料的组成 ：合金、硅酸盐材料和特种陶瓷
提高材料的纯度：硅的提纯
三、教学要求
第一单元 从铝土矿到铝合金
（一）知识与技能要求
基本要求 ①了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要的存在形式，了解从铝土矿获得铝的方法，从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。②通过实验探究，理解铝的重要性质，如与酸、碱反应，钝化现象等。了解铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，例举铝合金的应用，进一步认识化学与生活的关系。③以铝的氧化物和氢氧化物为例了解两性氧化物，两性氢氧化物的概念和一般性质。
发展要求 ①知道明矾的组成和净水作用。②对铝热反应进行拓展，了解用其他金属氧化物如Cr2O3、MnO2等代替氧化铁也可发生铝热反应，并可用以冶炼铬、锰等金属。③了解铝及其重要化合物之间的转化关系。
说明 ①不要拓展到明矾以外的其他净水剂②不要求介绍其他种类合金③铝热反应的放热不需定量计算，化学反应热等在《化学2》会详细介绍
（二）过程与方法要求:根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝及其重要化合物的主要性质。初步认识实验方法设计在化学学习、科学研究中的应用。认识实验、假设、比较等科学方法对化学研究的作用。
（三）情感态度与价值观要求：能体验到学习化学的乐趣和成功的喜悦，并进而体会铝及其重要化合物的特性的作用。
编写思路：本专题从铝土矿提取这一线索,引出氧化铝、氢氧化铝、铝等物质，通过对部分物质化学性质的实验探究，让学生在学习氧化铝、氢氧化铝、铝等相关知识的同时，进一步学习使用实验探究法去认识物质的性质。在学习了活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁的性质后，了解铝的性质。这不仅使学生了解钠、镁和铝的金属活动性的差异，还会后来学习元素周期律的知识建立基础。教材采用类比的方法学习新知识。在认识了氧化铝的两性以后，启发学生思考氢氧化铝、铝分别与酸溶液或碱溶液等的反应，以帮助学生学习构建化学学科知识体系的方法。
知识点实施建议：
1、 从铝土矿中提取铝
1． 铝土矿制备铝的工艺流程（解释每一步操作的物质成分变化，掌握相关反应的化学方程式。）
2． 氧化铝的两性介绍（与酸性氧化物、碱性氧化物对比。）
3． 铝合金、氧化铝的用途（复习合金的知识。）
2、 铝的氢氧化物
1．氢氧化铝的两性（利用实验探究并与酸、碱进行对比得出两性氢氧化物的概念。）
2．明矾的净水作用（了解净水原理和复盐的概念。）
3、 铝的性质
1． 铝的化学性质（可安排学生进行实验探究，分析结果。）
2． 铝的钝化（结合初中科学涉及的知识和实验。）
3． 铝热反应（做铝热反应的演示实验，并进行适当的拓展。）
建议：本单元的核心知识是铝及其化合物的性质，在结束本单元知识的学习后，应该对铝及其化合物的性质进行归纳，了解各物质间的转化关系，形成知识网络。
本单元习题说明：［增加主观性、增加探究性、增加开放性、增加信息性、增加应用性（STSE）］
选题方式多样性、并与生产、生活、科学应用相结合。目点是有利提高学生“自主学习、合作学习、研究性学习”；提高“分析问题和解决问题的能力”。注重习题开放性、研究性、实验方案设计。但有些习题难度较大，如第５题明矾组成实验的设计。建议各校根据学生实际情况迭做一部份或给适当提示。
学法指导：１、加强与旧知识的联系和运用，巩固旧知识，理解和掌握新知识。如本节可通过钠、镁、铁等金属性质的对比，总结出金属单质的共性。
２、回顾酸碱中和反应，酸与金属氧化物的反应、碱与CO2、 SO3等非金属氧化物的反应来理解金属氧化物、金属氢氧化物的性质；通过铝跟NaOH溶液的反应情况来理解Al2O3、Al(OH)3的两性，并掌握化学方程式的书写。
３、注意有关实验的学习，通过实验操作，观察实验现象，分析实验设计思维、实验过程和实验现象，得出实验结论，达到理解和掌握知识的目的。
４、收集各种各样的金属材料，增强感性认识，从而加深对金属材料的性质和用途的了解。
第二单元 铁、铜的获取及应用
（一）知识与技能要求
基本要求 1、了解自然界铁、铜的存在形式和冶炼方法，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。2、通过生产、生活中的应用实例和实验探究，了解铁、铜、Fe2+、Fe3+的性质，Fe2+、Fe3+的相互转化，了解铁、铜及其化合物的重要应用。
发展要求 1、了解Fe2+、Fe3+的常用检验方法。2、知道铬和镍与不锈钢的联系，并简单介绍不锈钢的重要用途。
说 明 不拓展到铜的电解精炼，有关内容到必修2中介绍
（二）过程与方法要求:
１、采用对比分析金、铜、铁的存在、发现和获取，了解它们性质的差异，从而提高比较解决和分析问题的能力。
２、从生活常识中发现两者性质上的差异；从已学过金属及其化合物的旧知识迁移出铁和铜的化学性质。
３、拟发现过程，通过推测，设计探究实验探究Fe2+和Fe3+的区别和转化，从而归纳结论要点。
（三）情感态度与价值观要求：
１、通过介绍及探究铁铜的获取，让学生学会利用身边的化学资源，合理地开发和利用资源。
２、了解化学在资源的利用和保护中的意义和作用，认识到化学与人类生活的密切关系，培养运用化学知识解释或解决与化学相关的社会问题的能力，形成正确的情感及价值观，增强社会责任感。
编写思路：本单元的第一部分从铁、铜的存在和提取着手，介绍了它们的冶炼方法，回顾比较了铁铜及其化合物的相关性质，并通过实验探究掌握不同价态的铁元素之间持转化，使学生对铁、铜及其化合物的性质的认识更完整、更系统。
知识点实施建议：
(一)、从自然界获取铁和铜
1． 自然界存在的铁、铜的形式及其矿石的主要成分（通过介绍了解铁、铜的存在及常见矿物。）
2． 炼铁的原理（结合初中所学炼铁的基本原理，介绍炼铁过程中所涉及的主要反应及原理。）
3． 生铁和钢（简单介绍生铁和钢的性质。）
4． 铜的冶炼（简单介绍其过程。）
（二）、铁、铜及其化合物的应用
1． 铁、铜的物理性质与应用（通过回顾初中所学金属物理性质及应用学习。）
2． 铁、铜的化学性质（可结合初中科学知识对铁与铜的化学性质比较、归纳。）
3． Fe2+ 、Fe3+ 的转化（通过探究Fe2+ 、Fe3+ 的转化，形成“铁三角”的知识网络，对铁元素的性质进行总结。）
4． Fe3+的检验（可以补充演示实验。）
本单元习题说明： 共９题，难度适中
学法指导：本单元的“从自然界获取铁和铜”的学习，可从人类认识利用金属的历史引入，通过对金、铁、铜的存在、发现、获取的比较分析，了解它们性质的差异。如铁、铜的冶炼可以运用比较的方法展开，比较铁、铜冶炼的相似和相异的方面，比较其本质、反应条件、还原剂的选择等，以提高比较、分析和解决问题的能力。对于“铁、铜及化合物的性质”，可以从三方面着手：（１）、从生活常识发现两者在性质上的差异。（２）、从已学过的金属及其化合物旧知识迁移得出铁、铜可能具有的化学性质。（３）、模拟发现过程，通过推测、设计推究实验以及自主实验推究认识Fe2+和Fe3+的区别和转化，最后自主构建“铁三角”关系。
第三单元、含硅矿物与信息材料
（一）知识与技能要求
基本要求 1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物（以二氧化硅和硅酸钠为例）的重要性质。知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品。2、了解工业上高纯硅的制备方法。3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。
发展要求 了解分子筛的化学组成、结构和作用。对光导纤维的组成和作用有初步了解。
说明 不要拓展到硅的晶体结构，原子晶体在必修2会介绍
（二）过程与方法要求:
１、以自然界中存在的硅酸盐到单质硅的制备为线索，从而认识自然界中形形色色的硅酸盐。
２、了解硅和二氧化硅性质的过程中，知道平凡而神奇的硅对人类文明所产生的重大影响。
（三）情感态度与价值观要求：
使学生通过对学习过程的体验，形成和发展正确的发现问题、解决问题的思想方法，学会从生活中去发现化学、研究化学、应用化学。
编写思路：本单元按照人类使用含硅化合物的发展，以自然界存在的硅酸盐到单质硅的制备为线索，引导学生认识身边形形色色的硅酸盐，了解二氧化硅和硅的性质特点，知道平凡而神奇的硅对人类文明所产生的重大影响；使学生通过学习过程的体验，形成和发展正确地发现问题、解决问题的思想方法，学会从生活中去发现化学、研究化学、应用化学。
知识点实施建议：
（一）、硅酸盐矿物与硅酸盐产品
1．常见硅酸盐矿物的组成及写法（设计习题练习改写。）
2．硅酸钠的性质（通过基本反应了解性质，补充硅酸的有关知识。）
3．水泥、玻璃的原料、成份（在初中科学的基础上巩固，适度拓展反应原理。）
（二）、二氧化硅与信息材料
1．二氧化硅的性质与用途（以介绍为主，抓住基本反应方程式。）
2．工业上硅的制法（了解提纯的步骤及相关化学反应。）
3．硅的性质与用途（适当补充硅的化学性质及反应。）
本单元习题说明：共７题，难度适中
学法指导：明确硅元素在地壳中的含量，存在形式，了解硅酸盐的种类很多，结构复杂，常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐组成。三大硅酸盐产品（陶瓷、水泥、玻璃）的生产原料及日常生活中的应用。从盛氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为何不能用玻璃塞的事实认识二氧化硅是酸性氧化物，酸性氧化物的通性，二氧化硅有哪些重要的应用，初步了解光导纤维的组成和作用。从硅是如何制取到硅性质的学习
四、本专题教学建议
1、课时分配建议
单元名称 内容 建议课时
第一单元、从铝土矿到铝合金 从铝土矿中提取铝 1
铝的性质 1
铝的氢氧化物 1
第二单元、铁、铜的获取及应用 从自然界获取铁和铜 1
铁、铜及其化合物的应用 2
第三单元、含硅矿物等信息材料 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1
二氧化硅等信息材料 1
专题回顾和小结 1
合计 9
２、教学设计与实施的指导思想
（1） 倡导在自然界和生产、生活的背景中进行元素化合物知识的教学
传统的元素化合物知识教学往往导致学生在应用物质性质知识解决和分析实际问题的能力较差，迁移能力有待提高。现在之所以倡导将知识放在一定的情景中进行教学，一方面利于提高学生运用知识的能力，体会知识的价值，另一方面，通过教学情景落实态度情感与价值观这一维度的教学目标。
（2） 抓住元素化合物知识中的核心内容进行整合教学
由于化学１的计划课时数为３６，时间非常有限，因此，元素化合物的教学内容要选择重要物质的主要性质，这和以往教师追求物质性质的细节教学有较大区别。另外，化学１培养的是学生的基本化学素养，没必要让每个学生都掌握枝节的知识，掌握核心内容更重要。
（3） 从以物质为核心的元素化合物知识教学转化为以元素为核心
以往的元素化合物知识的教学，是以物质为核心的，围绕某种具体的物质，如铝单质，学习它的物理性质、化学性质、用途与制法。现在，转变成以元素为核心学习，围绕某一种元素，学习含有该元素的主要物质的核心性质。这是由高中化学课程标准决定的，课程标准在界定模块内容的时候就是要求学习某元素及其化合物的主要性质。如，学习铝元素及其化合物的主要性质，具体化为围绕铝元素学习铝单质、氧化铝、氢氧化铝等的主要性质。
（4） 根据实验现象得出结论，进行物质性质的教学
以往的高中元素化合物知识教学分为两个阶段：元素周期律之前和元素周期律之后。通常，律前的教学从实验事实出发得出结论；律后的教学从结构出发，由结构分析推断物质的性质。新课程将元素化合物都位于律前，因此，关于物质性质的学习不能从结构出发推断物质的性质，而主要从实验现象出发分析物质的性质。
（5） 教给学生研究物质性质的思路和方法
学生研究物质性质的方法主要有实验、比较、分类、观察，这是课标规定的。此外，学生应该建立起研究物质性质的基本思路，其基本思路是从通性和氧化性、还原性来研究物质的性质；从金属、非金属、酸、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质；从物质所含元素的化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性。
３、教学方法建议
（1）结合初中科学相关知识，认识铝、铁、铜和硅的性质。
（2）结合前面专题学习的活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁，了解铝、铁、钢、硅和它们的异同，逐步建立元素周期律的基础。
（3）本单元内容中涉及较多的酸、碱、盐、氧化物间的转化关系。在教学中帮助学生归纳总结酸、碱、盐、氧化物的转化关系，并尝试用这种转化关系解决化学中的问题。
（4）本单元涉及不少氧化还原反应，通过对这些反应的归类，进一步巩固氧化还原及电解质的有关概念。
（5）本单元4种元素的单质和他们的化合物与工业生产及我们的生活有着密切的联系。建议以我们周围常见的一些物质入手介绍它们，从而培养学生全面研究物质、分析问题的能力。
４、实验教学建议：
本专题以自然界的矿物为线索引导学生研究学习有关铝、铁、铜、硅等元素及其化合物的性质，了解重要元素及其化合物有社会、生产中的重要应用。教材中共安排了6个实验来帮助学生探究铝、铁、铜等元素及其化合物的重要性质。其中铝的稳定性实验建议由教师演示为主，铝的化学性质、氢氧化铝的两性、Fe2+和Fe3+转化实验、氯化铁腐蚀铜实验等建议以学生探究为主。
（1）铝的稳定性实验的主要目的是要让学生理解由于铝表面的氧化膜，通常情况下铝比较稳定。教师可以从这个目的出发再选择补充一些实验。
（2）铝的性质实验中，课本中要求学生通过铝分别与浓硝酸、浓硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液反应，总结归纳出铝的性质特征（遇冷浓硫酸和冷浓硝酸钝化、跟稀酸或碱溶液都能反应）。本实验的操作要求比较低，教学中教师要重视从方法角度加以引导，指导学生学会从多个不同的实验现象中总结规律。
（3）氢氧化铝的两性实验，目的是让学生通过实验过程“发现”氢氧化铝的两性。
（4）Fe2+和Fe3+转化实验有多个目的，一是实验方案的设计，二是Fe3+的检验。要求学生在有限定条件下根据实验目的设计实验方案，并验证自己的实验结果。由于课本对Fe2+和Fe3+转化的要求不高，不宜在Fe2+和Fe3+转化这个问题作过多的深化。
（5）课本安排氯化铁腐蚀铜实验的目的是要求通过本实验活动，了解氯化铁在印刷电路板制作的应用，进而深入理解Fe3+离子的氧化性。
５、教学中应注意的问题
1）．准确把握知识深广度，领会教材设计意图
新课程中元素化合物知识的要求层次和水平与传统的课程相比都有了较大的变化，教师要深刻理解课程标准和教材对内容的深广度要求；要面向全体高中学生，目标指向学生学习最终达到的最低水平；一项学习目标的达成，不要求一步到位，倡导通过多次的学习，螺旋上升，逐步实现。
在教学实施中，有的教师仍用高考的标准和旧课程的要求处理教材中出现的内容，无限地拓展和提高教学要求，教学中由于受到传统知识教学的影响，随意扩展内容，追求知识的“一步到位”，这样会给学生带来额外的负担，不能按课时完成教学内容。本单元的知识与现行的教材相比在深广度上变化不大，但知识组织顺序发生了变化，要求教师改变教学过程中的具体问题，要重新设计相关问题。教师要严格控制必修课程知识内容的深广度与进度，排除原教材知识体系的影响，不能简单地将原有教学处理进行“搬家”，而要根据现在知识的位置和组织方式，进行新的处理，设计合理的教学问题和教学活动。
2）．加强与其他相关知识的联系
（1）结合初中科学相关知识，认识铝、铁、铜和硅的性质。
（2）本单元内容中涉及较多的酸、碱、盐、氧化物间的转化关系。在教学中帮助学生归纳总结酸、碱、盐、氧化物的转化关系，并尝试用这种转化关系解决化学中的问题。
（3）结合前面专题学习的活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁，了解铝、铁、铜、硅和它们的异同，逐步建立元素周期律的基础。
（4）本单元涉及不少氧化还原反应，通过对这些反应的归类，进一步巩固氧化还原及电解质的有关概念。
（5）本单元4种元素的单质和他们的化合物与工业生产及生活有着密切的联系。建议以我们周围常见的一些物质入手介绍它们，从而培养学生全面研究物质、分析问题的能力。
3）．正确处理STS知识，改变教学策略
本单元不是以单纯的元素化合物知识为简单的内容组织线索，而是通过工业提取金属、材料的应用等一系列STS知识将知识有机地串联起来，对于STS知识也不能随意扩展或者“一步到位”。新课程教材利用丰富的栏目承载相应的STS内容教学任务，通常会出现一些课程标准不作要求的核心知识内容，教师在教学设计中要注意处理好这些内容的深广度，不能太过于关注细节，而违背了这些内容设计的初衷。如工业提取铝的方法，新课程将其作为具有STS功能和意义的内容出现，教学中教师会去关注工业提取铝的具体工业流程及发生的化学反应的实质，一下子就落实到核心化学知识教学的路子上。
4）．注重实验作用，培养学生的探究意识
新课程中元素化合物知识的学习主要从实验现象出发分析物质的性质，因此，实验对于本单元知识的学习有着举足轻重的作用。在高中新课程中，没有明确规定哪些是学生实验、哪些是演示实验。一般来说，教材中活动探究的实验内容属于学生实验，观察思考的实验内容属于演示实验，但不是不能改变。教师可以根据学校的硬件和教学的情况，改变实验类型。但是，总的原则是，应该让学生有尽可能多的机会进行实验活动。
5）．合理运用教材中各种栏目
本单元设计了各种栏目30多个，这些栏目的设置，蕴含着教与学的方法，体现了新课程的理念，有助于教师驾驭教学过程。在实际教学中，教师并非所有内容都要亲自解释，要分析教材的微观结构，结合自身特点和学生的实际情况，确定重点，可以选择性地利用这些教材资源，如各栏目对应的活动，课本上留待思考的问题等，有效地开展教学活动，促使学生主动学习，培养学生独立获取知识解决问题的能力；补充的内容也应围绕教学重点而展开。
导学生提出设想、选择实验方案、进行实验探究，并做好实验记录。 学生完成教材中“活动与探究”的问题１，并进行交流和相互评价。学生完成“活动与探究”的问题２。
组织学生通过实验发现并总结出不同价态铁元素之间转化的条件。 学生对实验结果进行比较分析，发现氧化剂能使Ｆe2+转化为Ｆe3+，而还原剂能使Ｆe3+转化为Ｆe2+。
教师布置作业：请各举一例实现Ｆe、Ｆe2+、Ｆe3+之间的相互转化，写出化学方程式，并指出氧化剂和还原剂。 学生完成作业，在下节课进行交流评述。
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