高中化学新课程培训资料中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 专题二 高中化学新课程必修课元素化合物知识教学 第二讲(上)本讲主题:教学中对于元素化合物知识内容是如何处理和呈现的?嘉宾:高中化学课程标准研制组组长,北京师范大学化学教育研究所所长王磊教授,北京师范大学化学教育研究所的胡久华老师 北京 15 中的徐敏老师。主持人:高中化学新课程远程研修项目组核心成员太原五中齐红涛 化学课程标准的基本理念之一是:为化学教师创造性地进行教学和研究提供更多的机会,在课程改革的实践中引导教师不断反思,促进教师的专业发展。教材又是依据课程标准来编写的,但在知识内容的选择与呈现方式上三套教材各具特色。在大家了解了课程标准对元素化合物知识的定位,教材对
2、元素化合物知识的具体呈现的基础上,我们一起来探讨新课程下,元素化合物知识的教学应该怎样进行。一、课例中针对元素化合物知识是怎样进行整体设计的 关于元素化合物教学的具体问题,有这样一个课例。这个课例是由三部分来组成的,是针对硫的转化一节所进行的整体性设计,其中第一课时是由张燕老师来完成的,讨论的主要是自然界中硫元素的转化;第二课时是由宋金秀老师完成的,讨论的是在实验室里硫元素的转化;第三个课时是由徐敏老师来完成的,讨论的是酸雨及其防治。这三个课时是三位教师来进行的设计,但它的整体化设计做得非常的好。就这个整体设计,我们来做一下了解。徐敏老师:第一课时自然界中硫元素的转化 本节课中我们需要达到三个
3、目标:一个目标是让学生初步了解自然界中硫元素的存在形式及转换关系;第二个目标要认识硫单质的物理性质、化学性质及其用途;最后一个目标是巩固研究物质化学性质的方法和思路。具体环节如下:首先我们播放了火山喷发的录像,由这个录像让学生去讨论自然界当中硫存在的形式,发现硫的常见的价态以及每一种价态所对应的硫元素的各种化合物;接下来教师引导学生去讨论自然界中不同价态的硫元素之间是如何转化的,使他们初步认识到从低价态的硫元素向高价态硫元素实际上是通过氧化反应实现的,反之是通过还原反应实现的。关于硫单质性质的教学实际上是两部分,第一部分是物理性质,老师通过实验让学生去观察,而硫的化学性质,教师引导学生从价态的
4、角度和物质类别的角度来预测硫的化学性质,这实际上是一种方法上的指导。有了预测以后自然而然地引导学生设计实验去验证预测,学生设计了多种方案,老师通过演示硫跟氧气反应,硫跟铁的反应来说明。硫是既有氧化性又有还原性的,那么在这个环节学生自然而然就会有一个想法:硫既有氧化性又有还原性,那么它的氧化性跟氯气和氧气比较谁强谁弱,于是老师在这个环节中又设计了铁跟氯气、铁跟硫、铁跟氧气的反应产物进行比较,进而得出硫的氧化性比氧气和氯气要弱的结论。以上是硫的单质的物理性质和化学性质的教学,而后进入了硫的性质的应用,也就是说硫的用途是什么样的。最后老师对本节课按从知识和方法上进行了小结。第二课时实验室里硫元素的转
5、化 本节课中我们需要达到三个目标:一个目标是以价态变化为主线,了解不同价态硫元素之间的转化关系;第二个目标学会从价态的角度认识物质群的化学性质;最后一个目标是在转化中认识核心代表物,也就是二氧化硫、浓硫酸的氧化还原性质。具体环节如下:首先老师给出了探究任务,正四价硫向零价硫、正六价硫的转化以及正六价硫向正四价硫的转化(因为第一课时当中已经探究了零价态的硫向负二价的硫和向正四价的硫的转化);第二步是选定代表物,老师给出正四价硫元素的代表物为亚硫酸钠,正六价硫的代学习必备 欢迎下载 表物为浓硫酸,而后由学生去讨论选择合适的氧化剂和还原剂,这是本节课的开放点所在。由学生讨论,学生说出了很多种的氧化剂
6、和还原剂,而后由老师引导去进行筛选,当然在这个过程当中老师指出了筛选的原则。然后确定实现这些转化分别需要哪些氧化剂和还原剂,进一步确定了具体的实验方案,然后由学生去实施实验。在这个实验过程中,学生实验是三个,演示实验是一个。对于正四价硫向正六价硫转化的学生实验,学生采用的是高锰酸钾或者是碘水跟亚硫酸钠的反应,通过观察现象得出结论。正四价硫向零价硫的转化,采用的试剂是亚硫酸钠和硫化钠的溶液,但在实验过程中同学发现两种溶液混合并没有看到相应的现象,因此这个时候老师适时的引出了氧化还原反应是需要条件的,象这个反应就需要在酸性的条件下才能进行。那么正六价硫向正四价硫是如何转化的,老师设计了一个演示实验
7、,在试管当中装上铜片,浓硫酸试管的内壁贴了两张滤纸,一张滤纸上吸的是品红溶液,另一张滤纸上则有高锰酸钾溶液,那么通过这个实验实际上起到了两个作用,一个是该实验证明了浓硫酸确实具有氧化性,而还原产物二氧化硫能使高锰酸钾褪色,也证明了二氧化硫的还原性,这是第一个目的;第二个目的是二氧化硫和亚硫酸都能使高锰酸钾溶液褪色,这就说明同价态的元素所对应的化合物可能具有相似的氧化还原性质。由此老师又进行了一个演示实验,就是说硫化钠跟亚硫酸钠在酸性条件下可以发生反应生成硫单质,那么硫化氢跟二氧化硫反应能不能也生成硫单质。这个补充实验进一步说明了同价态元素对应的化合物确实可能具有相似的氧化还原性质。这个阶段完成
8、以后,老师适时的对二氧化硫、浓硫酸的氧化还原性质进行总结,这是第一个总结;第二个总结是以价态变化为主线,把代表物之间的转化关系进行一次总结,以上就是对学生的知识进行的一次梳理。最后本节课学到的是不同价态硫元素之间的转换有什么用处,老师引导学生探讨了工业制硫酸中硫元素价态的转换过程。第三课时酸雨及其防治 本节课中我们需要达到三个目标:一个目标是认识二氧化硫具有酸性氧化物的通性;第二个目标要了解科学技术环境之间的关系,增强学生的社会责任感;最后一个目标是从知识和方法的角度来概括整合本节的学习内容。具体环节如下:第一个环节总结前两节课的学习思路,就是我们实际上是从自然界出发,然后到实验室再到工业生产
9、三个角度来研究三个价态硫元素之间的转化,而这个过程就是科学家探索自然规律、发现科学知识,然后把科学知识转化为技术的过程,而这一过程可能带来的负面影响就是环境污染,由此引出了本节课的课题。接下来老师引导学生去讨论硫酸工业可能造成怎样的环境污染,由此引出了酸雨,接下来讨论硫酸工业可以产生二氧化硫,还有什么样的工业会产生二氧化硫污染,二氧化硫又是如何形成酸雨的,这个环节实际上是加深了学生对二氧化硫酸性氧化物通性的认识以及二氧化硫具有还原性的认识。自然而然我们就引到了酸雨对自然界的危害是什么样子的,酸雨对人类社会的危害是怎样的,这两个环节的设置实际上是进入了科学、技术和环境之间的关系这样一个情感态度价
10、值观的教育。接下来酸雨是如何进行防治的,我们设计了酸化的湖泊怎么去治理这样一个问题,这实际上是加强了学生对二氧化硫酸性氧化物通性的认识。如何去预防酸雨的发生,老师又设计了一个综合性的讨论问题,就是如果北京的周边有一个有色金属冶炼厂,那么它的尾气怎么去处理,此时学生想到了二氧化硫是酸性氧化物,可以跟氢氧化钙发生反应。接下来老师又设计了更为综合的问题,北京的周边如果有一个有色金属冶炼厂,还有火力发电厂和一个硫酸厂,怎么处理他们的尾气更能节约资源,更能保护环境,由此引出了有色金属冶炼厂、火力发电厂的尾气二氧化硫可以作为硫酸厂的原料,这样能源得到了充分的利用。北京冬天供暖会产生二氧化硫,也会污染环境,
11、那么怎么样解决这个问题?三个工厂可能有余热供北京供暖,还有我们可以开发其它的能源,比如地热能等。接下来老师又引导学生去思考,人类是拥有预防酸雨的措施,那为什么有些工厂还在向外不停地排放二氧化硫,由此引导学生去思考,预防酸雨不仅要有技术还要有观念和法规,三个角度来共同完成这件事,这就是增强了学生的社会责任感。最后老师从知识和方法的角度对本节课学习的内容进行了一次整理。二、元素化合物教学中存在哪些困惑 识内容是如何处理和呈现的嘉宾高中化学课程标准研制组组长北京师范大学化学教育研究所所长王磊教授北京师范大学化学教育研究所的胡久华老师北京中的徐敏老师主持人高中化学新课程远程研修项目组核心成员太原五中齐
12、红涛师不断反思促进教师的专业发展教材又是依据课程标准来编写的但在知识内容的选择与呈现方式上三套教材各具特色在大家了解了课程标准对元素化合物知识的定位教材对元素化合物知识的具体呈现的基础上我们一起来探新课程下具体问题有这样一个课例这个课例是由三部分来组成的是针对硫的转化一节所进行的整体性设计其中第一课时是由张燕老师来完成的论的主要是自然界中硫元素的转化第二课时是由宋金秀老师完成的论的是在实验室里硫元素的转化学习必备 欢迎下载 我们可以清楚地体会到,课标的改变、教材的改变确实是对元素化合物的教学引起了各种各样的改变,那么对于一线的教师在设计具体的元素化合物教学的时候,存在哪些困惑?教师(张燕):原
13、来设计这个课的时候最大的困惑就是自然界当中不同价态硫元素转换到底对这一节教学有什么样的作用?而认识硫单质这一部分,最早的那个旧教材当中就有,所以讲起来困难并不太大。教师(宋金秀):硫的转化的第二课时,在老的版本的教学中得两课,而新教材需要通过一个课时来完成,这节课的知识含量还挺高,时间就显得比较紧张,这是我感到比较困难之处。需要处理好两个环节,第一个环节就是实验探究,第二环节就是知识目标的完成,这两个环节如何去分配时间?我特别希望实验探究的开放性大一点,但是我又不能弱化知识目标的完成或者落实,所以就要求我有一个选择,究竟选什么样的点进行开放,开放到什么程度,这个选择对我来讲还是挺困难的。教师(
14、徐敏):我在没有做这节课之前还是挺反感情感态度价值观的,但是现在我觉得其实很重要。就看你老师怎么去讲,怎么讲才能让学生去接受它,而且是真心真意地接受它。老师的设计得跟这节课特别有机地融合在一起,让学生觉得他跟着老师学的是一些具体的化学问题,但实际上已经给他渗透了。我们发现新的课程标准、新的教材的出现使广大教师在教学中所面对的一些具体的问题产生了,比如说在教学中深广度怎么把握,元素化合物知识的系统性问题怎么把握,在教学过程中如何体现三维目标,在有限的教学时间内如何完成教学任务等。当我们把这些问题进行认真的梳理后,我们发现实际上主要集中在这样两个方面:一个是如何在有限的教学时间内完成教学所要达到的
15、三维目标,另一个是如何把握教学的深广度问题。关于在有限的时间内如何完成教学目标的问题实际上就是我们所说的怎么教的问题,关于深广度实际上就是我们说的教到什么程度的问题。三、怎么对教学进行整体设计 关于怎么教的问题,主要包括这样两个方面,一个就是怎么对教学进行整体设计,另外一个对教学设计中的微观活动怎么去进行设计。张燕、宋金秀和徐敏老师所进行的硫的转化一节的整体设计就非常好地诠释了课标和教材,体现了对教学要进行整体设计的核心思想。徐敏老师:首先我们在想以前的教学方式是什么样的,对于硫这一块来说,我们针对每一个单独的物质的化学性质、物理性质、制法和用途去进行很详细的讲解,而现在新课程出现以后,它的课
16、时是非常紧张的,这样就不可能在有限的课时内进行这样细节的教学。同时原有的教学方式也会导致一种不足,就是学生过于细节化的去学习,学习的历程会非常的长,现在咱们的新课程要求是学生具有基本的化学素养,就没有必要去细抠每一个物质那么全面的东西,而只要把握核心内容掌握就可以了。所以这节课我们就想应该改变原有的状况,应该是把这种分散的教学方式转变成为一种整体的教学方式,所以选取了从转化的角度来认识核心成员的化学性质,这是我们的第一个思想。还有第二个思想我们就想化学课应该具有一些更为丰富的内涵,就象讲故事或者是写文章。有些人讲故事就干巴巴,不引人入胜;但是有些人讲的故事可能会给我们一种启迪,让人回味无穷,我
17、觉得化学课的教学也应该朝着这个方向去走。所以我就想一个化学知识应该赋予它一种情境,那这种情境怎么赋予它,我想最好的方法应该是生活,因为生活是学习化学知识一种最为真实的学习环境,因此在我们的第一环节当中就从自然界当中火山喷发现象引出了不同价态硫元素的转化,我觉得这更能激发学生的兴趣。化学从生活中来而且还要回到生活中去,因此我们在第二课时当中就设计了一个环节,我们在实验室当中实现了不同价态硫元素的转化,在工业生产上怎么应用的,就是学以致用,让他感觉到化学还特别有用处,也是对他兴趣的一种激发。当然还有一种想法,我觉得应该赋予化学知识一种情感,也就是说应该给学生情感、态度、价值观方面的一种教育,我觉得
18、这是非常需求的。就拿我本人的经历来说,从小学到初中一直到高中甚至到大学,我觉得自己好像欠缺的就是这一方面的东西,我很少去思考化学跟社会会有什么样的关系,跟环境会有什么样识内容是如何处理和呈现的嘉宾高中化学课程标准研制组组长北京师范大学化学教育研究所所长王磊教授北京师范大学化学教育研究所的胡久华老师北京中的徐敏老师主持人高中化学新课程远程研修项目组核心成员太原五中齐红涛师不断反思促进教师的专业发展教材又是依据课程标准来编写的但在知识内容的选择与呈现方式上三套教材各具特色在大家了解了课程标准对元素化合物知识的定位教材对元素化合物知识的具体呈现的基础上我们一起来探新课程下具体问题有这样一个课例这个课
19、例是由三部分来组成的是针对硫的转化一节所进行的整体性设计其中第一课时是由张燕老师来完成的论的主要是自然界中硫元素的转化第二课时是由宋金秀老师完成的论的是在实验室里硫元素的转化学习必备 欢迎下载 的关系,都是局限于书本上面的认识。我想我们作为老师是不是应该有所改变,让学生也站得更高一些,所以在这节课当中,实际上第三课时重点突出的就是化学与技术跟环境之间的关系,这个时机咱们老师是一定要把握好的。过了这一节课以后,可能再来提这个话题的话,味道就淡得多了。还有一个核心的思想就是说咱们学习知识应该是要讲求方法的。在这三节课的设计当中,比如说我们在第一课时中,硫的化学性质怎么去思考,老师不是直接做实验,而
20、是让学生去预测,而这个预测的过程实际上就是一种方法上的指引。第二课时当中,你看实验方案怎么设计,氧化剂、还原剂怎么选择,这也是一种方法上的指引。到了第三课时,老师就要从整体上来对这三节课当中我们涉及到的一些方法、原理是怎么样运用的进行整理。王磊教授:在新课程元素化合物知识中,由于课程结构的变化,课程内容的分配上也有一些变化。所以我们发现老师们在教学当中会遇到一些困难,比如说元素周期律挪到化学 2 以后,那么学习具体元素化合物该由谁来指导,还有没有理性的问题,是不是就是知识堆砌。还有一个就是说要三维目标,那我们的课时怎么办?还有一个我们要联系实际,但是这个联系实际该怎么联系,是不是每节课都要面面
21、俱到?像这一系列的问题,我觉得可能都是大家切身感受到的,那么我们说拿这三节课作为范例,我们可以看到,它很好地解决了这些问题,不露声色地解决了这些问题。她们解决的主要策略我们概括一下就是个整合的思想。第一就是整合了多种学习方式。从第一节课学习自然界中硫的时候,让学生认识硫单质实际上是基于观察演示和思考这样一种学习方式,而且也经历了一个物质的物理性质、化学性质和应用这样的一种介绍模式、学习模式。到了第二课时以后,学生经历的实际上是以实验为主的探究活动的学习方式,然后学生的学习实际上是在一个不同价态硫元素的相互关系当中,既认识了二氧化硫和浓硫酸这两个代表物的性质,同时更还认识了不同价态硫元素之间的转
22、化关系。到了第三课时,学生经历了实际上是一个 STS 的交流研讨的学习方式,他这时候的学习视野更加开阔了,他不仅局限在学科内部的这些元素化合物知识的讨论了,而是把这些元素化合物的知识的学习放到了环境的背景里,放到了社会的背景里,不仅解释了环境问题产生的化学原因,更加的引导学生用化学的观点和方法去解决和思考环境问题,然后同时在这里还引申了更加人文性的一些主题教育,比如说人与自然的关系、科学与技术的关系、科学与社会的关系等。我们可以看到仅仅短短的三课时,我们的学生经历了多种多样的元素化合物的学习方式,他看待同样硫及其化合物认识角度也是非常丰富的,而且他的观点站的实际上是很高的。这种教学方式或者是学
23、习方式也不是说每一节课都要求面面俱到,它是通过一个单元整体教学的设计 每个课时又各有所侧重,但一个单元下来以后,又是一个多样化教学方式的整合。第二就是整合了三维目标的体现。在这三课时当中,大家会很深切地感受到三维目标是怎么体现的,它不是三张皮而是一种融合,但是每节课又各有所侧重。比如说第三课时,它的情感态度的这种教育功能会发挥到一个高潮和一个极致的状态。第二课时,由于它是一种开放的实验探究活动,所以它对学生的科学探究的这种方法和过程的训练可能更加强化。第一课时,它实际上在思路教育上应该说是非常独到的,那么我们想这也是一种整体性的表现。还有一个处理的非常好的就是她们课与课之间的协同也是非常好的。
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