王磊-元素化合物教學(xué)研究-昌平區(qū)-2015-9

1、促進(jìn)學(xué)生無機(jī)物核心認(rèn)識和關(guān)鍵能力發(fā)展的促進(jìn)學(xué)生無機(jī)物核心認(rèn)識和關(guān)鍵能力發(fā)展的 必修必修1整體教學(xué)分析整體教學(xué)分析 王王 磊磊 北京師范大學(xué)化學(xué)教育研究所北京師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 2015年年9月月 無機(jī)元素?zé)o機(jī)元素化合物知識的課程設(shè)置化合物知識的課程設(shè)置 無機(jī)元素化合物知識的課程定位無機(jī)元素化合物知識的課程定位 課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的的 無機(jī)無機(jī)元素化合物知識的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求元素化合物知識的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求 核心核心知識方面：知識方面： 鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì) 氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物的主要性質(zhì) 過程與方法過程與方法方面：方面： 要求學(xué)生能夠基于實

2、驗和探究過程基于實驗和探究過程學(xué)習(xí)元素化合 物知識；運用物質(zhì)分類物質(zhì)分類的觀點、利用氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)和 離子反應(yīng)離子反應(yīng)的基本原理和思想方法指導(dǎo)對元素化合物性 質(zhì)的認(rèn)識，并運用所學(xué)知識解決有關(guān)問題。 情感情感態(tài)度態(tài)度價值觀（價值觀（STS）方面方面 通過學(xué)習(xí)元素化合物知識樹立一些基本的態(tài)度和 觀念，例如，了解化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作 用；認(rèn)識合成新物質(zhì)對人類生活的影響，以及化學(xué)在 自然資源綜合利用方面的重要價值；體會化學(xué)對環(huán)境 保護(hù)的意義，以及在化學(xué)合成中遵循“綠色化學(xué)思想” 的重要性等。 無機(jī)元素化合物知識的教材分析 必修必修1 1 第第3章章 自然界中自然界中 的元素的元素

3、第第4章章 材料家族中材料家族中 的元素的元素 第1節(jié) 碳的多樣 性 第1節(jié) 硅 無機(jī)非 金屬材料 第2節(jié) 氮的循環(huán) 第2節(jié) 鋁 金屬材 料 第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化第3節(jié) 復(fù)合材料 第4節(jié) 海水中的 元素 魯 科 版 硫的轉(zhuǎn)化 章節(jié)章節(jié)目錄目錄欄目欄目 第3 章第 3節(jié) 聯(lián)想 質(zhì) 疑 一、自然界中的硫 1.自然界中不同價態(tài)硫元素 間的轉(zhuǎn)化 2.認(rèn)識硫單質(zhì) 觀察 思 考 身邊的化 學(xué) 二、實驗室里研究不同 價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化 活動 探 究 方法導(dǎo)引 化學(xué)與技 術(shù) 人 教 版 必修必修1 第三章 金屬及其 化合物 第四章 非金屬及 其化合物 第一節(jié) 金屬的化 學(xué)性質(zhì) 第一節(jié) 無機(jī)非金屬 材料的主角硅 第

4、二節(jié) 幾種重要 的金屬化合物 第二節(jié) 富集在海水 中的元素氯 第三節(jié) 用途廣泛 的金屬材料 第三節(jié) 硫和氮的氧 化物 第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸 硫和氮的氧化物 硫酸、硝酸和氨 章節(jié)章節(jié)目錄目錄欄目欄目 第四 章第 三節(jié) 一、二氧化硫 實驗 學(xué)與問 資料卡片 二、二氧化氮和一氧化氮 科學(xué)視野 科學(xué)探究 科學(xué)視野 三、二氧化硫和二氧化氮 對大氣的污染 資料卡片 實踐活動 第四 章第 四節(jié) 思考與交 流 一、硫酸和硝酸的氧化性 實驗 資料卡片 二、氨 實驗 資料卡片 思考與交 流 蘇 教 版 必修必修1 專題專題2 從海從海 水中獲得的水中獲得的 化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì) 專題專題3 從從 礦物到基礎(chǔ)礦物到基

5、礎(chǔ) 材料材料 專題專題4 硫、硫、 氮和可持續(xù)發(fā)氮和可持續(xù)發(fā) 展展 第一單元 氯、溴、碘 及其化合物 第一單元 從鋁土礦到 鋁合金 第一單元 含 硫化合物的性 質(zhì)和應(yīng)用 第二單元 鈉、鎂及其 化合物 第二單元 鐵、銅的獲 取及應(yīng)用 第二單元 生 產(chǎn)生活中的含 氮化合物 第三單元 含硅礦物與 信息材料 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 章節(jié)章節(jié)目錄目錄欄目欄目 專題4 第一單 元 二氧化硫的性質(zhì)和作用 你知道嗎 觀察與思 考 調(diào)查研究 硫酸的制備和性質(zhì) 交流與討 論 觀察與思 考 資料卡 交流與討 論 無機(jī)元素化合物無機(jī)元素化合物 元素元素 物質(zhì)物質(zhì) 類別類別 代表代表 物物 元素元素 之間之間 轉(zhuǎn)化關(guān)系

6、轉(zhuǎn)化關(guān)系 氧還性氧還性 類別通性類別通性 特性特性 推斷比較推斷比較 分析解釋分析解釋 描述說明描述說明 檢驗檢驗 存在存在 保存保存 分離分離制備制備 化學(xué)化學(xué) 性質(zhì)性質(zhì) 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 價態(tài)轉(zhuǎn)化價態(tài)轉(zhuǎn)化 類別轉(zhuǎn)化類別轉(zhuǎn)化 周期性周期性 預(yù)測證明預(yù)測證明 使用使用 必修階段無機(jī)元素化合物知識的內(nèi)容構(gòu)成系統(tǒng) 位構(gòu)性位構(gòu)性 B B實踐應(yīng)用實踐應(yīng)用 A A學(xué)習(xí)理解學(xué)習(xí)理解 C C探究創(chuàng)新探究創(chuàng)新 化合價化合價 物物 質(zhì)質(zhì) 組組 元元 素素 不同不同 元素元素 認(rèn)識認(rèn)識對象對象 類別通性類別通性 代表物類比代表物類比 周期律周期律 反應(yīng)原理反應(yīng)原理 認(rèn)識認(rèn)識角度角度 能能 力力 任任 務(wù)務(wù) 保保

7、存存 使使 用用 檢檢 驗驗 鑒鑒 定定 性質(zhì)性質(zhì) 分分 離離 制制 備備 問題表征問題表征 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 學(xué)生元素化合物整體認(rèn)識模型學(xué)生元素化合物整體認(rèn)識模型 （主題素養(yǎng)能力模型）（主題素養(yǎng)能力模型） B1 B1 解釋說明解釋說明 A1 A1 觀察記憶觀察記憶 C3 C3 創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維 A2A2 概括關(guān)聯(lián)概括關(guān)聯(lián) A3 A3 說明論證說明論證 B2 B2 推論預(yù)測推論預(yù)測 B3 B3 實驗設(shè)計實驗設(shè)計 C1 C1 復(fù)雜推理復(fù)雜推理 C2 C2 系統(tǒng)探究系統(tǒng)探究 無機(jī)元素及其 化合物 類別 價態(tài) 代代 表表 物物 分類表征 變化守恒 模型認(rèn)知 實驗探究 宏微結(jié)合 綠色應(yīng)用 學(xué)科素養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng) 學(xué)

8、生發(fā)展層級：無機(jī)物核心知識、認(rèn)識發(fā)展和能力表現(xiàn)的學(xué)習(xí)進(jìn)階 學(xué)段學(xué)段 基于結(jié)構(gòu)和價健認(rèn)識物質(zhì)世界 基于位構(gòu)性認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì) 基于原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識元素性質(zhì) 基于類別和價態(tài)認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)基于類別和價態(tài)認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì) 基于代表物及分類認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì) 化學(xué)鍵、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等 元素周期律、表等 原子序數(shù)、原子結(jié)構(gòu)模型、核外 電子排布、元素性質(zhì) 金屬、非金屬、氧化物、酸堿鹽 二維圖； 混合物、純凈物、元素、單質(zhì)、化合物 物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、化合價； 電化學(xué)、平衡、電離、水解等 解釋、論證 比較、預(yù)測 解釋、比較 預(yù)測、推論 解釋 描述、歸納、 分析、預(yù)測 設(shè)計、證明 描述 解釋、預(yù)測 認(rèn)識發(fā)展認(rèn)識發(fā)展核心知識核心知識

9、 能力能力表現(xiàn)表現(xiàn) 基于反應(yīng)原理認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì) 平衡 學(xué)生學(xué)生無機(jī)物無機(jī)物認(rèn)識認(rèn)識發(fā)展發(fā)展層級層級和能力提升進(jìn)階和能力提升進(jìn)階 層級層級1 1：基于代表物的認(rèn)識層級：基于代表物的認(rèn)識層級 層級層級2 2：基于物質(zhì)類別的認(rèn)識層級：基于物質(zhì)類別的認(rèn)識層級 層級層級3 3：基于元素價態(tài)的認(rèn)識層級：基于元素價態(tài)的認(rèn)識層級 層級層級4 4：基于位構(gòu)性的認(rèn)識層級：基于位構(gòu)性的認(rèn)識層級 層級層級5 5：基于反應(yīng)原理和價鍵結(jié)構(gòu)的認(rèn)識層級：基于反應(yīng)原理和價鍵結(jié)構(gòu)的認(rèn)識層級 性質(zhì)、轉(zhuǎn)化性質(zhì)、轉(zhuǎn)化 存在、使用、檢驗、鑒別、分離、制備存在、使用、檢驗、鑒別、分離、制備 識記辨認(rèn)、概括關(guān)聯(lián)、說明論證；識記辨認(rèn)、概括關(guān)聯(lián)、

10、說明論證； 分析解釋、推論預(yù)測、設(shè)計實驗；分析解釋、推論預(yù)測、設(shè)計實驗； 復(fù)雜推理、系統(tǒng)探究、創(chuàng)新遷移復(fù)雜推理、系統(tǒng)探究、創(chuàng)新遷移 明示、暗示、明示、暗示、主動；主動； 單一角度、多角度孤立、多角度關(guān)聯(lián)、多角度系統(tǒng)；單一角度、多角度孤立、多角度關(guān)聯(lián)、多角度系統(tǒng)； 原型、熟悉、近變式、遠(yuǎn)變式（陌生復(fù)雜）原型、熟悉、近變式、遠(yuǎn)變式（陌生復(fù)雜） 學(xué)生實測數(shù)據(jù) 69.60% 70.00% 60.40% 21.30% 38.80% 4.90% 2.30% 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 具體物質(zhì)代表物類比類別通性

11、氧化還原周期律反應(yīng)原理多角度 圖 學(xué)生無機(jī)物化學(xué)性質(zhì)認(rèn)識角度總體分布 10年級學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階研究年級學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階研究 于2014年9月至2015年4月對北京市昌平第一中學(xué)高一年級9班學(xué)生進(jìn) 行了5次跟蹤測試 10年級學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階研究 類別通性 水平2 半自主 氧化還原 水平2-1 半自主-關(guān)聯(lián) 周期律 水平2-2 半自主-系統(tǒng) 各認(rèn)識角度進(jìn)階情況 10年級學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階研究 學(xué)習(xí)理解能力-水平3 半自主-關(guān)聯(lián) A2 A3 實踐應(yīng)用能力-水平2 半自主-關(guān)聯(lián) 創(chuàng)新遷移能力-水平1 各能力要素進(jìn)階情況 基于高端備課的教學(xué)改進(jìn) 對學(xué)生認(rèn)識發(fā)展和學(xué)科能力影響的研究 元素化合物教學(xué)案例 項目學(xué)校：北京101

12、中學(xué) 模塊：必修1（10年級上學(xué)期） 課題：氯及其化合物（1課時） 氮及其化合物（1課時） 基于高端備課的教學(xué)改進(jìn) 對學(xué)生認(rèn)識發(fā)展和學(xué)科能力影響的研究 顯 著 性 差 異 水 平 差 異 半自主自主 比較前后測各水平人數(shù) 前測后測 基于高端備課的教學(xué)改進(jìn) 對學(xué)生認(rèn)識發(fā)展和學(xué)科能力影響的研究 核心教學(xué)理念 基于高端備課的教學(xué)改進(jìn) 對學(xué)生認(rèn)識發(fā)展和學(xué)科能力影響的研究 利用二維圖（氧化還 原、類別通性角度） 研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化 不提示認(rèn)識角度 無機(jī)元素化合物知識的教學(xué)原則和策略無機(jī)元素化合物知識的教學(xué)原則和策略 創(chuàng)設(shè)豐富的聯(lián)系生活和生產(chǎn)實際的學(xué)習(xí)情境 利用化學(xué)實驗調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 基于實驗觀察和啟發(fā)思考

13、策略支持元素化合物的教學(xué) 運用預(yù)測推斷、設(shè)計實驗、檢驗證明的實驗探究活動 發(fā)揮物質(zhì)分類、氧化還原反應(yīng)等概念理論的指導(dǎo)作用發(fā)揮物質(zhì)分類、氧化還原反應(yīng)等概念理論的指導(dǎo)作用 發(fā)展學(xué)生的元素觀、分類觀和轉(zhuǎn)化觀發(fā)展學(xué)生的元素觀、分類觀和轉(zhuǎn)化觀 基于學(xué)生發(fā)展進(jìn)階進(jìn)行單元整體教學(xué)設(shè)計基于學(xué)生發(fā)展進(jìn)階進(jìn)行單元整體教學(xué)設(shè)計 氧化還原 物 質(zhì) 組 元 素 不同 元素 認(rèn)識對象 類別通性 具體物質(zhì)性質(zhì) 周期律 反應(yīng)原理 認(rèn)識方式 保 存 使 用 檢 驗 鑒 定 性質(zhì) 分 離 制 備 化學(xué)問題 無機(jī)物性質(zhì) 轉(zhuǎn)化 單角度-多角度 被動-半自主-自主 孤立-關(guān)聯(lián)-系統(tǒng) 物 質(zhì) 能 力 任 務(wù) B1 解釋說明 A1 辨識記

14、憶 C3 創(chuàng)新思維 A2 概括關(guān)聯(lián) A3 說明論證 B2 推論預(yù)測 B3 實驗設(shè)計 C1 綜合復(fù)雜 問題解決 C2 系統(tǒng)探究 認(rèn)識角度認(rèn)識方式類別 基于高端備課的教學(xué)改進(jìn) 對學(xué)生認(rèn)識發(fā)展和學(xué)科能力影響的研究 基于高端備課的教學(xué)改進(jìn) 對學(xué)生認(rèn)識發(fā)展和學(xué)科能力影響的研究 1.教學(xué)因素對于學(xué)生無機(jī)物學(xué)科能力的進(jìn)階有著 重要影響； 2.基于認(rèn)識模型系統(tǒng)設(shè)計凸顯認(rèn)識角度自主運用 的教學(xué)，能夠有效促進(jìn)學(xué)生無機(jī)物學(xué)習(xí)進(jìn)階。 您進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時通常會考慮哪些什么？您進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時通常會考慮哪些什么？ 化學(xué)教學(xué)設(shè)計的系統(tǒng)化學(xué)教學(xué)設(shè)計的系統(tǒng) B B實踐應(yīng)用實踐應(yīng)用 A A學(xué)習(xí)理解學(xué)習(xí)理解 C C探究創(chuàng)新探究創(chuàng)新 化合價化合價 物物 質(zhì)質(zhì) 組組 元元 素素 不同不同 元素元素 認(rèn)識認(rèn)識對象對象 類別通性類別通性 代表物類比代表物類比 周期律周期律 反應(yīng)原理反應(yīng)原理 認(rèn)識認(rèn)識角度角度 能能 力力 任任 務(wù)務(wù) 保保 存存 使使 用用 檢檢 驗驗 鑒鑒 定定 性質(zhì)性質(zhì) 分分 離離 制制 備備 問題表征問題表征 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 學(xué)生元素化合物整體認(rèn)識模型學(xué)生元素化