2024年05月16日 星期四
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高中化学课程标准深层次研究与实施策略
一、认真分析《课程标准》中内容标准，确定各主题的教学策略
课程标准内容分析示例
《课程标准》对各模块、各主题内容都有具体的描述，要认真分析，针对不同内容，实施不同的教学策略。例如，课标中化学必修1主题3“常见无机物及其应用”：
主题3 常见无机物及其应用
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内容标准 |
活动与探究建议 |
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1．能根据物质的组成和性质对物质进行分类。 |
①尝试按不同的方法对物质进行分类。 |
分析如下：
知识与技能：①课标在无机物里边主要是强调了钠、铝、铁、铜（金属元素），氯、氮、硫、硅（非金属元素）八种元素。与统编人教版的教学大纲比较，常见的金属元素将镁换为铜； ②要准确把握这八种元素的常见化合物有哪些以及它们在生产生活中有哪些应用。
过程与方法：①学习八种元素的单质和化合物时，无论是课堂教学的设计还是课后习题的选择，都要根据生产、生活中的实例或实验入手进行探究，培养学生能力。②课标同时将物质的分类、酸碱盐的电离、氧化还原反应等知识也放在这个专题，就要求元素化合物知识的教学不再是单一的知识教学，而要承担多重价值功能。应更多关注学生核心观念的建构，尤其是元素观、分类观和转化观。
情感态度与价值观：要培养学生的环保意识和绿色化学的思想，要通过问题情景的创设培养学生正确的情感态度与价值观。
教学实施策略分析
针对以上对《课程标准》内容的分析，确定无机元素化合物教学的核心策略如下：
l 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。根据元素化合物内容特点，在实
施教学时，要多开展实验教学，多开展联系生活实际的教学，多开展实际问题解决的教学等；要将裸露的知识包装起来，多结合具体实际背景展开物质性质的教学。
l 抓住元素化合物知识中的核心内容进行整合教学。教学中要进一步体现了三维目标的提升，既注
重知识传授，又注意过程与方法和情感态度价值观的培养。
l 教给学生研究物质性质的思路和方法，落实元素观、分类观和转化观。要体现元素化合物知识的
多重教育价值，充分发挥其教育功能。
教学案例评析
案例1：自然界中的硫片断介绍
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教师活动 |
学生活动 |
设计意图 |
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[引言]请同学们观看火山喷发的录像。 |
边观看边思考 |
激发兴趣。 |
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[问题]通过刚才的录像你联想到什么？ |
思考、联想、各抒己见 |
产生联想。 |
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[问题]自然界中有哪些含硫物质，它们在自然界中是如何产生、转化的？ [学生讨论]自然界中含硫化物质之间的相互转化。 |
通过观看录像、讨论及已有知识得出结论： 硫在自然界的存在： 游离态和化合态，多种价态的含硫化合物能够互相转化。 自然界中通过空气中的氧气、水蒸气、阳光、微生物等，实现不同价态硫元素间的转化。 |
培养学生总结概括归纳能力。对含硫物质进行条理化。为后面下铺垫。培养学生的转化观。 |
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[分析]引导学生将常见含硫物质进行归类，分析各物质中硫元素的价态。质疑学生在硫元素的大家庭中，该从何物质开始研究？ |
思考回答：从简单的单质作为起点开始研究。 回忆，回答。 |
复习、继续加深。 培养学生的元素观、分类观。 |
案例分析：教师先播放火山喷发的录像，然后给学生机会和空间，让他们交流通过观看录像看到了
什么？想到了什么？在此基础上教师带领学生分析火山喷发过程中涉及到的含硫物质及其转化；第三，让学生对含硫物质进行不同角度的分类。这样的教学处理，在这样一个小片段内，使学生对含硫元素的物质认识经历了三个阶段，逐渐聚焦，层层深入。较好地达到了教学目的，让学生建立了硫元素物质家族的认识，为第二课时研究不同价态硫元素间转化奠定了基础。
案例2：铁及其化合物的性质氧化还原反应复习课学案（可删除）
【问题】已知下列试剂：铁粉（铁丝），稀硫酸，FeCl3溶液，FeCl2溶液，氯水（氯气），稀硝酸，KSCN溶液，锌片，铜片，酸性KMnO4溶液，硫粉，氧气，KI溶液。请回答:
⑴哪些物质常做氧化剂？哪些物质常做还原剂？
⑵体现单质铁的还原性的反应有哪些？设计实验，完成有关反应，并写出有关的化学反应方程式，指出氧化剂和还原剂的物质的量之比。
⑶体现FeCl2的氧化性、还原性的反应分别有哪些？设计实验，完成有关反应，并写出有关的化学反应方程式，指出氧化产物和还原产物。
⑷体现FeCl3的氧化性的反应有哪些？设计实验，完成有关反应，并写出有关的化学反应方程式，标出电子转移的方向和数目。
⑸怎样检验Fe2+和Fe3+？简述其操作方法，写出有关反应的离子方程式。
【归纳拓展】⑴图示铁及其化合物的相互转化关系，指出各类转化需要氧化剂还是还原剂。
⑵图示下列术语之间的关系：氧化剂，还原剂，氧化反应，还原反应，化合价升高，化合价降低，得到电子，失去电子。
⑶列举常见的氧化剂及对应的还原产物，常见的还原剂及对应的氧化产物。
⑷简述Fe2+和Fe3+的检验方法。
高考试题展示
07年山东理综29题，07年广东化学23题，08年广东化学21题、22题，08年海南化学29题，08年山东理综28题等，都从工业生产或化学实验入手，考查了学生的探究能力。（以上题目可展示出来）
二、比较同一内容在必修和选修中的不同要求，理解课标的深广度
课程标准内容分析示例
例如，课标在必修2中对有机物的要求是“知道乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。”而在选修《有机化学基础》中的要求是“认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、 酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系。”
分析如下：
知识与技能：程标准在必修中对有机化合物内容的量减少了，选取的是乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质等在日常生活中广泛应用的物质，而不是以类别给出的，因此不讲结构，不上升到类别。
过程与方法：应从生活中的应用入手学习有机化合物知识。
情感态度与价值观：在必修模块当中讲有机化合物的知识是要放在社会发展的背景下，放在生活的背景下，放在STS的背景下来讨论，培养学生“化学与可持续发展”的意识。
教学实施策略分析
针对以上对《课程标准》内容的分析，确定必修有机化合物教学的核心策略如下：
l 通过生活生产实际问题引发学生关注身边的有机化合物。
l 通过生活生产问题学习具体有机化合物性质。
l 通过实验学习具体有机化合物的性质。
l 获得有机化合物的性质认识，形成科学、合理使用有机化合物的意识和方法，能够初步揭示分析
基本的实际问题。
教学案例评析
案例：必修模块乙醇性质
观察乙醇的物理性质→回忆乙醇的组成→讨论乙醇分子中原子的连接情况，提出假设①CH3OCH3；假设②CH3CH2OH→讨论两种假设结构的相同点和不同点（必要时教师从键的类型和连接情况点拨）→实验验证：乙醇与金属钠的反应→进一步假设乙醇发生氧化反应时的断键方式→实验验证：乙醇的氧化反应→ 总结乙醇的结构和性质→提出羟基官能团，得出醇类物质的性质，介绍甲醇→课后活动①小论文：调查酗酒造成的社会不安定因素，给予的建议，课后活动；②课本剧，酒后驾车，课后活动；③辩论赛，公款消费与中国酒文化。
案例分析：本案例在教学方式的多样化和STS方式是值得肯定的。在必修模块，该案例内容深广度
的处理有较大问题，不但用结构分析性质，还要求学生推断结构，这样的深广度不符合必修模块的要求。该案例仍定位在以前乙醇的教学。该案例还有两个地方值得注意，由乙醇上升到醇类的性质，这是必修不要求的；作业与课堂核心内容脱节。建议将作业中的生活问题和STS内容作为课题的引入，引发学生的兴趣。
案例改进设计
标题：你身边的一种神奇的液体
引入：从皮肤的清洗、头发的清洗、衣服的清洗入手提出问题，如何清洗手背上的油笔字？用试剂框中没有贴标签的液体清洗，在清洗过程中，你感受到了什么？仔细观察这种物质，观察到哪些性质？推断这种物质的名称。
在此基础上，介绍身边的乙醇：各种饮用酒里都含有酒精和水，药酒、料酒、碘酒等。乙醇是一 种优良的溶剂。可以溶解多种有机物和无机物。通过认识生活中的乙醇，总结归纳乙醇的物理性质。
结合饮酒后人的行为事实，提出问题：乙醇在人体内究竟发生了哪些化学变化？乙醇→氧化成乙醛→氧化成乙酸→氧化成二氧化碳和水→排出体外同时放热，由此引出乙醇的化学性质，并为具体化学性质的学习打下基础。在此基础上，让学生开展实验活动：乙醇被氧化成乙醛的实验。实验后总结，书写化学方程式，并继续探讨相关的生活问题：酒后驾车的检查原理，让学生进行角色扮演，用真实的仪器进行现场演示。介绍汽车也能喝酒！各地汽车成“酒鬼” ，关注乙醇的能源价值。
乙醇与金属钠的反应，也是从应用角度引入的。乙醇钠C2H5ONa是制备巴比妥、苯巴比妥等二十余种西药的原料。苯巴比妥是长效的镇静催眠剂，在肝病时可用于退黄。
高考试题展示
（以上题目可展示出来）
案例：（必修2模块测试）有机物①CH2OH（CHOH）4CH3 ②CH3CH2CH2OH ③CH2=CH—CH2OH ④CH2=CH—COOCH3⑤CH2=CH—COOH中，既能发生加成反应、酯化反应，又能发生氧化反应的是（ ）。
A．③⑤ B．②④ C．①③⑤ D．①③
点评：在必修中，对有机化学只要求掌握甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、油脂、糖类、蛋白质的基本性质。既不要求上升到类的观点，也不要求从官能团角度对有机物的性质进行推测，因此，该题应在选修有机化学基础中使用。
三、比较不同版本的教材对同一内容的要求，理解课标的具体要求
例如，课标在化学必修1中对胶体的描述是“知道胶体是一种常见的分散系”。山东科技版教材
在必修1第2章第1节中比较详细地介绍了“胶体的概念，胶体的丁达尔现象、电泳等化学性质，胶体的应用；在课后习题中涉及到氢氧化铁胶体的制备”。人教版教材在必修1第2章第1节中简单地介绍了“胶体的概念，胶体的丁达尔现象，氢氧化铁胶体的制备”。苏教版教材在必修1专题1第1单元中简单地介绍了“胶体的概念，胶体的丁达尔现象，胶体的应用”。
根据课标，综合三个版本，我们认为对胶体知识应掌握：“胶体的概念，胶体的丁达尔现象，氢氧化铁胶体的制备，胶体的应用”；了解：“电泳、聚沉”；而对“渗析”不做要求。
案例：（必修1同步练习）分子的活动与分子的大小有密切的关系。某分散系中，分散质的微粒粒度约为20nm，那么该分散系不可能（ ）。
A. 产生丁达尔现象 B. 通过半透膜 C. 通过滤纸 D. 加入电解质后发生凝聚
点评：本题主要考查胶体的性质，但B、C选项均设计到涉及到胶体的分离提出，特别是渗析，这在三个版本的教材中均没要求。因此，此题无论是同步使用，还是阶段性考试使用都不合适。
改进：分子的活动与分子的大小有密切的关系。某分散系中，分散质的微粒粒度约为20nm，那么，该分散系由何性质？怎样鉴别溶液与该分散系？
再如，对铁和铜的单质及其化合物可做如下比较
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元素 |
具体 物质 |
三套教材 共有内容 |
三套教材分别特有内容 | ||
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山东科技版 |
人教版 |
苏教版 | |||
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铁
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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，二价铁与三价铁的转化 |
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铁盐的净水作用
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钢铁的化学腐蚀 与电化腐蚀 |
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氢氧化铁、 氢氧化亚铁
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颜色、状态
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颜色、状态，氢氧化亚铁与氧气、水的反应，氢氧化铁的分解反应 |
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铜 |
金属铜及其化合物
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铜的物理性质，铜合金简介
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铜锈的生成，铜与氧气的反应，铜与硫单质的反应，氧化铜在高温下转化为氧化亚铜，五水硫酸铜失水 |
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小结：对课标中的具体内容，我们可以从以下几个方面进行分析，经过集体备课，可以形成对课标中各主题中知识点具体的学习要求及教学建议。
化学2主题2 化学反应与能量学习要求及教学建议
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内容标准 |
学习要求 |
教学建议 |
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1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 |
1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 |
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2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。 |
2.了解吸热反应和放热反应的涵义。反应热与焓变的涵义、盖斯定律等暂不作要求。 |
反应热与焓变的涵义、盖斯定律等内容在相关选修模块学习（见《化学反应原理》主题1）。 |
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3．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。 | ||
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3．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。 |
4.举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。 |
金属的电化学腐蚀等内容在相关选修模块学习（见《化学反应原理》主题1）。 |
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5.通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。金属的电化学腐蚀等暂不作要求。不要求构成条件及电极反应式。 | ||
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4．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。 |
6.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。 |
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5．通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 |
7.通过实验认识化学反应的速率。 |
化学平衡的特征、化学平衡常数、化学平衡的移动等内容在相关选修模块学习（见《化学反应原理》主题2）。 |
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8.通过实验认识化学反应的限度。化学平衡的特征、化学平衡常数、化学平衡的移动等暂不作要求。 | ||
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9.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 |
四、借助教材编写思路，充分理解课标要求
课标规定的是终态的基本学习要求，教材是对课标的具体化；同时提供了学习的序列，不同版本的教材提供了不同的学习序列；教材是更加情景化，更加教学化。充分理解教材内容、学习序列和学习背景、学习方式过程的处理。
例如，鲁科版化学教材元素化合物知识的整体思路可分析如下
这充分体现了课标必修1主题3常见无机物及其应用的基本理念和思想。
结合教材设计，实施单元整体教学
老师们教学的过程中，遇到的一个凸显问题是：教学时间不足，怎样由原来的一章内容变成一节内容的教学，怎样通过单元整体教学实现节省教学时间同时达到较好的教学效果。
教学案例：硫的转化（共3课时）
硫及其化合物教学中核心的知识是硫单质、二氧化硫和浓硫酸的性质，以及硫及其化合物知识结构的建立和应用。该三课时的教学案例通过多样化的教学方式，在三种背景素材下，让学生经历了六次硫及其化合物认识的建构和发展：六次核心认识框架的建构，螺旋发展同情境或背景下认识建构，多样化的学习方式实现认识建构。
第1课时
第2课时
第3课时
五、恰当处理《课程标准》和《考试说明》的关系
《考试大纲》在考试内容的范围方面是这样描述的：“《课程标准》规定的范围较大，《考试大纲》依据《课程标准》来规定考试范围，可以小于《课程标准》的范围。由于四个省区的教学情况不同，考试的内容也各不相同，所以各省市区依据《考试大纲》制定《考试大纲的说明》时，在考试范围上可以小于《考试大纲》规定的范围。”
认真比较《考试大纲》与《课程标准》及与教材对应关系
有机化学基础
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考试大纲的 考试范围和内容 |
鲁科版教材 对应关系 |
课程标准的内容标准 |
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㈠有机化合物的组成与结构 1. 能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。 |
第3章〔第2节〕
第1章〔第1节、第2节〕
第3章〔第2节〕
第3章〔第2节〕 第2章〔第3节〕
第1章〔第1节、各章节方法导引〕 第1章〔第2节、2章每节有体现〕 |
主题1 有机化合物的组成与结构 1.通过对典型实例的分析，初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能根据其确定有机化合物的分子式。 |
高一高二新授课教学与高三复习课中对《课程标准》和《考试说明》应各有侧重。
六、依据课标理念，积极实施探究性教学
《课程标准》中课程的基本理念要求：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。” 所以，课程标准中的内容标准部分对每个模块的每一个主题都给出了丰富的活动与探究建议。不同版本教材中也都安排了明确具体的探究活动栏目。无论是从现代的科学教育理念还是课程标准要求以及教材内容呈现都要求我们开展探究式教学。
1.探究式教学示例
课程标准内容分析示例
《课程标准》必修2对化学反应速率的要求是“通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用”。而在选修《化学反应原理》中的要求是“知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率；知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响；通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。”
分析如下：①严格掌握知识的深度，避免将统编人教版教材的要求一步到位，造成学生学习的困难。②要求学生通过实验，使学生从化学反应快慢和限度的视角研究化学反应，以便更好的利用化学反应，掌握比较反应速率的方法。
教学案例评析
教学案例：二氧化碳的密度与空气的密度比较
教学案例：“影响化学反应快慢的因素的探究”
案例1：教师将“影响化学反应快慢的因素的探究”这一核心问题分解为四个二级问题，依次抛给学生，在每一个问题的解决过程中逐渐加深学生对核心问题的理解。
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问题序号 |
问题内容 |
解决该问题时的教学过程和达成目标 |
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问题一 |
如何比较判断化学反应的快慢？ |
完成钠与水、钠与乙醇的对比实验 明确可用于判断化学反应快慢的实验现象 了解对比实验 |
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问题二 |
为什么钠与水的反应比乙醇与水的反应快？ |
明确参与化学反应的物质本身的性质是影响化学反应快慢的因素 进一步思考，并提出假设：还有哪些因素会影响化学反应的快慢 |
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问题三 |
探究温度对化学反应快慢的影响 |
完成如图实验，交流实验现象和结论
明确对比实验的方法 从生活中找相似事例作为“温度影响化学反应快慢”这一结论的旁证 |
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问题四 |
探究催化剂、浓度对化学反应快慢的影响 |
完成如图实验 将上述实验中加了催化剂的两支试管内容物分别平均分成两份，一份加水稀释一倍，另一份留作对照。观察实验现象，交流实验结论 |
，其中第一支试管为空白实验用于对照，交流实验现象和结论案例分析：在这份教学设计中，教师并没有把 “影响化学反应快慢的因素的探究” 这一核心问题直接抛给学生，而是自己先行对问题做了拆解，降低了学生开展探究活动的难度，为学生探究活动的有效开展搭梯子。同时教师关注到科学方法的指导，如对比实验的方法。教师还关注到证据的丰富性，引导学生从生活中寻找实例作为结论的补充证据。
案例2:
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教学环节 |
教学内容和达成目标 | ||
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分组实验 |
完成如图实验 | ||
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交流实验现象和结论 |
明确催化剂能影响化学反应的快慢 | ||
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提出问题 |
在前一结论的基础上提出：还有哪些因素能影响化学反应速率的快慢？ | ||
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教师提供分析素材 |
为了帮助学生有效思考上述问题，教师给出一些可供分析的素材： 食品保鲜方法、近几年酸雨对雕像腐蚀加剧、研磨后使固体药品发生化学反应、使用溶液替代固体药品进行实验 | ||
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课堂交流 |
交流要点有两个： 哪些因素影响化学反应的快慢？ 在前面进行分组实验时用到的科学方法：对比法、控制变量法 | ||
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分组实验 |
 ，
教师提示学生试管上加装气球可保证实验现象更加直观。 | ||
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交流讨论 |
交流实验现象和结论 讨论实验中如何有效控制变量 |
案例分析：前面两个教学设计体现出了探究水平上的差异。学生对实验的设计和控制程度是探究水
平差异的直观体现。一般而言，在实验探究活动中，教师交给学生完成的内容越多，探究水平就越高。一个实验探究活动通常包括提出问题、方案设计、方案的实施、证据的提取记录和分析、交流反思。第一个教学设计中除了问题是教师直接给出外，其它环节基本上都交给学生了。而第二个教学设计中，教师希望由学生设计方案，但是实际上没有放手，因此与第一个教学设计显示出了探究水平上的差异。
案例3:
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教学环节 |
教学内容和达成目标 |
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创设问题情境 |
以楼房爆破、钢铁生锈、溶洞形成、牛奶变质等实际生活中的化学反应为例，感知化学反应有快慢之分。强调人类需要采取措施调控化学反应的快慢。 |
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提出探究问题 |
哪些因素可能影响化学反应的快慢？ |
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明确探究任务 |
1．预测影响化学反应快慢的因素 2．明确教师提供的试剂 教师向学生提供3组试剂： 制O2组：5%H2O2、0.5% H2O2、MnO2粉末、 热水、冷水 制CO2组：3mol/LHCl、0.5mol/LHCl、CaCO3块状、CaCO3粉末、热水、冷水 制H2组：1mol/LHCl、0.1mol/LHCl、镁条、镁粉、铁粉、热水、冷水 每个小组只拿到一组试剂 3．设计实验方案 4．思考：通过什么说明化学反应的快慢 5．如何处理有多个影响因素的情况 |
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小组合作探究 |
学生依据探究任务开展小组合作探究活动 |
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交流研讨 |
学生按照教师提供的汇报框架进行交流： 1． 你们小组预测的影响化学反应快慢的因素有哪些？ 2． 教师向你们小组提供的试剂是什么？ 3． 你们小组设计的实验方案 4．通过什么现象说明化学反应的快慢 5．如何处理有多个影响因素的情况 6．实验现象和实验结论 在实验探究活动和交流研讨过程，每个小组都至少发现一个影响化学反应速率的因素，研究同一个化学反应的小组能发现影响本化学反应速率的多个因素，全班共同找出了影响化学反应速率的大部分因素，且互为证据 |
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总结提升 |
教师对学生的交流结果总结提升，明确探究结论，强调科学方法，并引导学生将探究结论应用于生产生活实际，提升学习价值 |
案例分析：实验探究教学按照教师控制程度通常可分为教师控制型、半开放型、完全开放型三种类
型。相比较而言，第三个教学设计开放度较大。在学生刚开始接触探究活动，初次进实验室做实验时，教师可以控制多一些，给出明确的指导，甚至可以让学生预先设计好一个学案后再进实验室。随着学生探究经验的不断积累，教师可以逐渐减少对学生的控制。有些年轻老师感觉在实验室上课不好控制所以惧怕上实验课。我们应该逐步锻炼学生的实验能力，从一开始让学生完成少量实验后教师再讲课，到最终教师对学生实验和自己讲授收放自如。
高考试题展示
07年广东化学22题，07年海南高考17题，08年广东化学20题等，鲁科版必修2第2章第2节练习与活动题4。（以上题目可展示出来）
2.探究性教学的核心-------问题情景的设计（案例多，可适当删除）
在设计问题情景时，要注意选取的素材一定要贴近核心的教学内容，不要在枝节上做文章，更不要一味贪图素材的丰富，而忽略了素材的作用，素材与教学内容、教学目标的关系；另外，选取的素材一定要贴近学生，选取学生较熟悉，并且对其学习有帮助的素材，能够引起学生的共鸣；此外，选取的素材要贴近现实，有新鲜感，能够引发学生的兴趣。
要关注教材中的素材，尤其是教材中的资料性栏目，如化学与生活，身边的化学，拓展视野，为老师提供了大量的素材。现在有三套教材，关于同一个教学内容，不同教材提供的素材可能不一样。例如关于硫及其化合物，有的教材以硫在自然界中的循环转化为背景，有的教材以硫及其化合物的功与过为背景，有的教材以空气质量报告或酸雨为背景，这为教师开拓思路提供了很好的素材。
教学案例1：硝酸的问题情景设计
2004年7月31日下午，福州市福马路鼓山附近路边，突然腾起红棕色的“浓烟”，带着一股浓烈的刺激性气味。红棕色烟冒出的地方，是一个存放着很多浓硝酸的仓库。 消防队员经过近1小时施救，大面积硝酸泄漏得到控制。据现场的消防指挥官吴发辉介绍，在现场，根据嗅觉判断，“烟”气里含有硝酸。“硝酸是溶解在水中的，所以我们用水雾来压住并稀释烟气，让这些腐蚀性的气体沉降到地面，不至于在空气中扩散。”吴告诉记者，控制住毒气后，另一个问题出现了，大量酸液向大路涌去,流经之处，水泥地面都被腐蚀。消防员紧急调来大量的沙子，在酸液流经之处垒起一个小堤坝，然后迅速运来石灰。险情再次得到缓解。
事发仓库的老板马某已被警方控制。马某说，他原以为用一般的卧罐来装盛这种危险的液体没有问题。一位环保人员告诉记者，装浓硝酸的容器不但要耐得住压力，还得耐得住腐蚀，一般的金属根本挡不住这种酸性剧烈的物质。
问题1.“根据嗅觉判断，‘烟’气里含有硝酸；用高压水雾来压住并稀释烟气”，通过现场消防指挥官说的这些话，可以看出硝酸具有什么物理性质？
问题2.再抢险过程中，运来的石灰起什么作用，体现了硝酸的什么化学性质？
问题3.“红棕色的气体”可能是什么物质？为什么会产生这种物质，说明硝酸具有什么性质?
问题4.“装浓硝酸的容器不但要耐得住压力，还得耐得住腐蚀，一般的金属根本挡不住这种酸性剧烈的物质”，通过这句话可以看出硝酸对金属具有强烈的腐蚀性。那么硝酸能与铜、铁反应吗？如能反应，产物是什么？
案例分析：这是一份非常优秀的教学情景设计，选取的素材来自于真实的新闻事件，贴近核心教学
内容。更为可取的是，老师设计了几个核心问题，与提供的素材紧密结合展开硝酸性质的教学。对于学生基础较差的学校，这位老师的设问方式也很值得借鉴，在题干中老师已经帮助学生提取了有效信息，学生的讨论重点集中在对有效信息的分析上，减少了交流讨论的难点。如果对于基础很好的学生，老师可以设计更具有开放性的问题，让学生从寻找有效信息开始。
教学案例2：《化学键》教学设计
设计1：Q1：“原子间是通过化学键结合在一起的”，从字面意思解读“化学键”
讲解： 字典中“键”的含义（借助图片）
Q2：关于化学键，你想知道什么？阅读教材，画出思维导图，提出问题。
师生交流（学生的收获与问题）
设计2：Q1：钠原子和氯原子如何作用形成氯化钠？
钠原子和氯原子的得失电子的成键过程。
Q2：氯化钠中离子中的如何相互作用？
离子间的静电作用，吸引和排斥作用的平衡。
Q3：“键”字的含义。
Q4：哪些元素之间可以形成离子键？
Q5：形成离子键的过程的能量变化。
案例分析：这两种不同的教学设计都达到了概念教学的基本要求，思路清楚，运用了多种教学手段，
设置了相应的问题并展开学生活动。两者有一个共同的特点，就是直接进入化学键定义的教学。上述教学设计反映出概念原理教学设计的一种常见范式——概念定义中心教学。这种教学设计思路的优点是能够保证知识与技能的落实。这两个案例的不足之处是都没有问题情景，即为什么要学习化学键没有交待。缺少观念的形成和方法的感悟，容易忽略概念原理知识的功能与价值。
与第1个案例不同，第2个案例先讨论微粒间的作用，后给出定义。但教学中始终围绕化学键的本体来讨论，关于化学键的功能价值的体现有一些缺乏。
设计3：Q1-1 初中化学中曾经讨论过的化学反应的实质是什么？请以 2H2 + O2 === 2H2O 为例说明。
Q1-2 下面两个反应是你熟悉的放热反应，但是这两个反应只有在点燃的条件下才能发生，你能猜测一下这是为什么吗？
天然气（甲烷）的燃烧 氢气在氯气中燃烧
请同学们根据图片信息，从微观的角度思考：
水的沸腾，条件：加热到100℃
水的分解反应，条件：通电或加热到2000℃以上
Q2-1 水分解成氢气和氧气时为什么要吸收热量？
Q2-2 液态水变成水蒸气时要吸收热量，这些能量的作用是什么？
Q2-3 这两组数据说明了什么？
Q3 请你从微观的角度，借助化学键的概念分析，化学反应中物质变化的实质是什么？
请利用原子结构的相关知识分析：
Q4-1 Na原子与Cl原子是怎样形成氯化钠的？
Q4-2 H原子与Cl原子是怎样形成氯化氢的？
案例分析：这一节课的逻辑结构设计的比较合理。①用一个比较生动的情景，让学生体会原子之间的确存在强烈的相互作用，当形成这种作用的时候能量降低，通过学生的思考得出这样的结论，而不是教师强加给学生的。②如何形成强烈的相互作用，为何能量会降低。③如何用语言和符合表达化学键的形成过程。④从化学键的观点去看待反应的实质。
教学案例3：《氧化剂和还原剂》第2课时
Q1 在以下的氧化还原反应中，哪些元素的化合价升高了？哪些元素的化合价降低了？
Cu + Cl2 == CuCl2
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
Cl2 + H2O== HCl + HClO
氧化剂：所含元素的化合价降低的反应物
还原剂：所含元素的化合价升高的反应物
Q2 请标出变价元素的化合价，并指出氧化剂、还原剂。
Cu + Cl2 == CuCl2
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
Cl2 + H2O== HCl + HClO
氧化剂具有氧化性，化合价降低，发生还原反应。
还原剂具有还原性，化合价升高，发生氧化反应。
Q3 请从化合价变化的角度分析KMnO4和KI的氧化性与还原性。
Q4 请以Na2SO3为例，请分析如何判断某物质具有氧化性还原性。
［资料］ 常见的硫元素的化合价为-2、0、+4、+6
Q5 请用实验证明Na2SO3所具有的氧化还原的性质。
备选试剂：Na2SO3溶液、KI溶液、Na2S溶液
KMnO4溶液、稀HCl、NaOH溶液
案例分析：让学生建立氧化剂和还原剂的认识是学生认识发展的第1阶段。Q3、Q4旨在帮助学生建立分析氧化性和还原性的思路。Q5要解决预测之后如何证明物质的氧化性和还原性。问题线索设计具有认识特点，打破了纯概念辨析的教学设计。
教学案例4：《离子反应》概念教学引入片断（特点：由实验引入概念教学）
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教师活动 |
学生活动 |
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[演示] Ba(OH)2溶液、H2SO4溶液及二者反应后溶液的到导电性实验。 [提问] 请你描述并解释实验现象。
[小结] 1．本节课研究视角：从粒子及其相互作用的角度分析酸、碱、盐溶液间的反应。 2．酸、碱、盐溶液反应的实质是离子反应，离子反应是指有离子参加的反应。 |
[观察并描述实验现象] 当电极插入Ba(OH)2溶液、H2SO4溶液中时，小灯泡发光；将硫酸加入Ba(OH)2溶液后，小灯泡熄灭。 [小组讨论] 从微粒及其相互作用的观点分析、解释实验现象，并获得结论： 1．小灯泡发光是因为Ba(OH)2溶液中含有Ba2+和OH-、H2SO4溶液含有H+和SO42-。 2．小灯泡熄灭：由于Ba2+与SO42-结合生成BaSO4白色沉淀，H+与OH-结合生成H2O，溶液中无自由移动离子。 |
案例分析：在该案例中，实验现象能够促进学生进一步思考产生现象的微观本质。在实验中如果能够先在氢氧化钡溶液中加入几滴酚酞，使学生通过酚酞变红这一现象认识到溶液中有OH-效果可能会更好。
教学案例5:化学平衡常数（片断）
在进行下列教学活动前，教师为学生提供了丰富的数据，学生通过对数据的分析和处理建立了化学平衡常数的概念，认识了化学平衡常数的特征。
设计1：结束了化学平衡常数的教学，进入巩固练习环节；
设计2：介绍了浓度商的概念，及如何运用浓度商与平衡常数的关系判断平衡移动。
设计3：
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教师活动 |
学生活动 |
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问题1：在某温度下，某一时刻测得二氧化硫、氧气、三氧化硫的浓度分别为：0.2mol/L、0.1mol/L、1.8mol/L，已知该温度下，K=1620（mol/L）-1，请你判断： ⑴ 在该温度下，该时刻反应是否为化学平衡状态？ ⑵若非化学平衡状态，反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态？ 教师小结： 1 浓度商（Q）的表达式； 2 通过比较浓度商和化学平衡常数得知可以判断反应是否达到平衡状态及平衡移动方向 问题2：对于任意可逆反应，如何表达Q和K？如何利用Q和K的关系判断平衡移动方向？ 教师小结：如何利用Q和K的关系判断平衡移动方向 |
1 运用已知数据进行计算，并在小组内交流讨论 2 回答问题： 由计算结果知，该反应未达到化学平衡状态； 根据计算结果分析，若使反应达到化学平衡状态，各组分浓度幂次方之比要增大，即三氧化硫浓度增加，二氧化硫和氧气浓度减小，也就是反应将向正反应方向进行。
1 交流讨论 2 回答问题： Q=K时，平衡状态 Q<K时，平衡正向移动 Q>K时，平衡逆向移动 |
案例分析：三种教学处理方式反映了教师对于“浓度商”教学价值的不同理解，即是否体会到“浓度商”对于判断平衡移动问题的功能。建议老师在讲完“可逆反应”后先引入浓度商指标，然后看可逆反应在一定条件下达到限度时，浓度商有什么特点，此时即为平衡常数；再来看当条件改变时，浓度商会怎么变、平衡常数会怎么变。这样的思路会使概念原理知识更加具有功能。
教学案例6:《盐类的水解》（片断）
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教师活动 |
学生活动 |
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通过实验测定不同盐溶液的pH，归纳出盐类的水解规律后，提问：解释盐类水解规律，即：为什么有的盐溶液显碱性？有的显酸性？有的显中性？以醋酸钠溶液为例说明。
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思考、讨论后，回答： 学生1：溶液显碱性是由于[H+] < [OH-]，加入了碱性溶液，中和了溶液中的H+； 教师提示：醋酸钠溶液显碱性的原因是由于破坏了水的电离平衡，学生继续讨论后，回答： 学生2：没有表达出分析思路； 学生3：Ac-与H+结合，使溶液中[H+] 减小，[OH-]不变； 教师进一步提示后，学生继续思考、回答： 学生4：盐电离出的离子有一部分是弱碱或弱酸的话就不能溶解在水中，使[H+]或 [OH-]有一部分损失，使[H+] 和 [OH-]不能达到平衡； 学生5：思路基本正确。 |
案例分析：我们在教学过程中也遇到了类似的问题。例如，学生在学习盐类水解时会经常与弱电解质的电离混淆；又如，在比较溶液中各离子浓度时，尽管老师提供了多种方法和许多规律，但学生仍然很难建立起分析问题的思路。因此，在教学中不要把盐类的水解和弱电解质的电离看作是两个孤立的问题，而要将二者联系起来。盐类的水解和弱电解质的电离在本质上相同的，弱电解质的电离是弱电解质的解离过程，而盐类的水解是生成弱电解质的过程。
在教学中可以设计如下问题线索：溶液中存在哪些微粒？哪些微粒可能发生相互作用？溶液显酸碱性的原因是什么？通过上述问题为学生搭设思维台阶，使学生在解决问题的过程认识盐类水解的本质，形成分析问题的思路。
也可以设计如下问题线索：向学生展示H2O、NaOH溶液、HAc溶液、NaAc溶液，请学生分析这些体系中存在的微粒以及它们之间的相互作用；学生自己设计实验证明在水中加入某种物质后，水的电离增强了；教师的总结分析，给出盐类水解的概念；让学生分析NaCl、Na2CO3、NH4Cl溶液中存在的微粒，微粒间的相互作用，存在的相互作用对水电离平衡的影响，得出盐溶液的酸碱性。
教学案例7:《水的电离平衡》（片断）
【观察思考】
（1）有人对经过28次蒸馏的水进行实验，测得水的电导率为6.3×10-8 Ω-1cm-1
[电导率(G)--电阻(R)的倒数]
思考：纯水中有没有自由移动的离子？
点评：通过科学实验说明纯水可以电离，但电离程度很小（电导率小）。
（2） 经过精确实验得到纯水在不同温度下的有关数据：
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t/0c |
0 |
10 |
25 |
50 |
80 |
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[H+]/10-7 mol·L-1 |
0.366 |
0.54 |
1.00 |
2.34 |
5.00 |
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[OH-]/10-7 mol·L-1 |
0.366 |
0.54 |
1.00 |
2.34 |
5.00 |
|
[H2O]/ mol·L-1 |
55.54 |
55.53 |
55.39 |
54.89 |
53.99 |
|
K/10-16/ mol·L-1 |
0.241 |
0.526 |
1.82 |
9.96 |
46.3 |
[问题1]相同温度下，[H+]与[OH-]两者之间有什么关系？
[问题2][H+]、[OH-]与[H2O]大小有什么差别？
[问题3]水的电离程度如何？是否可逆？
点评：通过给定图表数据让学生感受到水的电离是微弱的，一定温度下产生的H+、OH-浓度相同，并且是可逆的，一定条件下可以达到电离平衡：
