化學(xué)教學(xué)研究第一講

化學(xué)教學(xué)研究第一講教學(xué)結(jié)構(gòu)研究教學(xué)系統(tǒng)教師教學(xué)媒體學(xué)生教學(xué)內(nèi)容教學(xué)系統(tǒng)：由教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)媒體四個(gè)要素彼此相互聯(lián)系、相互作用而形成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體，結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的基本屬性。t(時(shí)間）C(內(nèi)容）S-T(師生互動(dòng)）過(guò)程結(jié)構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)師生互動(dòng)結(jié)構(gòu)一、認(rèn)知結(jié)構(gòu)（學(xué)生）知識(shí)結(jié)構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)教材學(xué)生頭腦中教學(xué)（學(xué)習(xí)者頭腦里的知識(shí)結(jié)構(gòu)，他們已有的全部觀念內(nèi)容和組織。）新知獲得的機(jī)制同化：同化是指把外部環(huán)境中的有關(guān)信息吸收進(jìn)來(lái)并結(jié)合到兒童已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)(也稱“圖式”)中，即個(gè)體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)的過(guò)程，就像消化系統(tǒng)就營(yíng)養(yǎng)物吸收一樣。順應(yīng)：順應(yīng)是指外部環(huán)境發(fā)生變化，而原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)無(wú)法同化新環(huán)境提供的信息時(shí)所引起的兒童認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生重組與改造的過(guò)程，即個(gè)體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)因外部刺激的影響而發(fā)生改變的過(guò)程。新知識(shí)的獲得是與已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生聯(lián)系的過(guò)程，是主動(dòng)認(rèn)識(shí)理解的過(guò)程，通過(guò)“同化”或“順應(yīng)”使新知識(shí)納入已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)。外面有許多新奇有趣的東西。比如說(shuō)牛吧，

它的身體很大，頭上長(zhǎng)著兩只彎彎的犄角，吃青草為生，身上有著黑白相間的斑塊，長(zhǎng)著四只粗壯的腿……哇，好神奇??！情境已有認(rèn)知平衡不能同化不平衡順應(yīng)新的平衡原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)不能用現(xiàn)有圖式去同化新信息新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式質(zhì)量守恒定律前認(rèn)知結(jié)構(gòu)化學(xué)方程式中“量的關(guān)系”前認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的一般方法認(rèn)知沖突順應(yīng)激活前認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化新認(rèn)知結(jié)構(gòu)依據(jù)元素守恒的計(jì)算兩種方法的比較從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化；依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的原理及方法；依據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算和依據(jù)元素守恒兩種方法的應(yīng)用小結(jié)聯(lián)結(jié)沖突1：制取4kg的氫氣需要多少水呢？沖突2：計(jì)算的過(guò)程應(yīng)如何表示呢？沖突3：能不能找到其它方法？請(qǐng)畫出劉芹“鎂的提取及應(yīng)用”的認(rèn)知結(jié)構(gòu)圖鎂原子的結(jié)構(gòu)鎂和氧氣、酸的反應(yīng)冶煉金屬銅、鐵、鈉前認(rèn)知結(jié)構(gòu)鎂的用途及存在前認(rèn)知結(jié)構(gòu)同化沖突順應(yīng)激活認(rèn)知同化工業(yè)提取鎂的流程鎂的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)工業(yè)上制備金屬的一般方法新認(rèn)知結(jié)構(gòu)小結(jié)聯(lián)結(jié)沖突1：如何把化合態(tài)的鎂轉(zhuǎn)化化單質(zhì)鎂海水中氯化鎂的兩次富集還原鎂的方法：電解熔融氯化鎂低成本：Ca(OH)2綠色化：Cl2循環(huán)使用保安全：防酸、防火鎂與CO2、N2、H2O的反應(yīng)沖突2：海水能不能直接用于電解？沖突3：工業(yè)生產(chǎn)需要考虎哪些因素？在真實(shí)的情境中進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)激活認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)知識(shí)由認(rèn)知沖突引發(fā)同化和順應(yīng)新的知識(shí)與已有的知識(shí)相互聯(lián)結(jié)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)起：情境和認(rèn)知沖突承：搭建認(rèn)知腳手架轉(zhuǎn)：承上啟下合：豐富認(rèn)知結(jié)構(gòu)二、過(guò)程結(jié)構(gòu)（縱向）1、起：情境和認(rèn)知沖突（1）真實(shí)性：取材于真實(shí)的生產(chǎn)、生活（2）關(guān)聯(lián)性：與本節(jié)核心知識(shí)密切相關(guān)（3）問(wèn)題性：能產(chǎn)生引發(fā)認(rèn)知沖突的問(wèn)題（4）可接受性：位于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)（5）全程性：能貫穿教學(xué)的主要過(guò)程2、承：搭建認(rèn)知腳手架已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)新的知識(shí)化學(xué)反應(yīng)方程式會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算

2H2O

2H2↑＋O2↑催化劑光制取4Kg氫氣需要消耗多少水呢？教師提問(wèn)1：觀察微觀示意圖，每?jī)蓚€(gè)水分子分解產(chǎn)生氫分子和氧分子的數(shù)目各是多少？教師提問(wèn)2：那么該反應(yīng)中，水分子、氫分子、氧分子的數(shù)目比是多少呢？教師提問(wèn)3：微觀粒子之間的數(shù)量關(guān)系其實(shí)就是什么數(shù)之比？教師提問(wèn)4：我們知道分子的質(zhì)量很小，所以我們?cè)谟?jì)算時(shí)一般使用？教師提問(wèn)5：那能否計(jì)算出這個(gè)反應(yīng)中三種物質(zhì)的質(zhì)量比？教師提問(wèn)6：那如何計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量之比呢？我們一起來(lái)感受一下化學(xué)變化中物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系。

2H2O

2H2↑＋O2↑催化劑光

粒子的數(shù)量比

化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

[活動(dòng)1]尋找化學(xué)方程式中“量”的信息2

∶

2

∶

1

物質(zhì)的質(zhì)量比

2×18

∶

2×2

∶

1×32相對(duì)原子質(zhì)量：H-1

O-16

與

乘積之比

化學(xué)計(jì)量數(shù)

相對(duì)分子質(zhì)量

18kg（）（）

物質(zhì)的質(zhì)量比

2×18

∶

2×2

∶1×32

2H2O

2H2↑＋O2↑催化劑光2kg

16kg72kg（)（）8kg64kg（可以參閱課本第107頁(yè)例題的解答格式。）計(jì)算的依據(jù)

()4kg

（）36kg32kg制取4kg氫氣，至少需要消耗水的質(zhì)量是多少？36kg。

3、轉(zhuǎn)：承上啟下學(xué)習(xí)任務(wù)1學(xué)習(xí)任務(wù)2學(xué)習(xí)任務(wù)3……尋找計(jì)算依據(jù)學(xué)習(xí)計(jì)算規(guī)范比較計(jì)算方法

化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系是我們進(jìn)行相關(guān)計(jì)算的依據(jù)之一，大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，最初的問(wèn)題已經(jīng)不知不覺(jué)被我們解決了。但是，答案雖然有了，過(guò)程該如何表現(xiàn)呢？請(qǐng)參閱課本107頁(yè)例題的解答格式，將該題的完整過(guò)程寫在學(xué)案上。大家有沒(méi)有其他方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢？你想到了嗎？首先，請(qǐng)大家回憶小時(shí)候搭積木的快樂(lè)時(shí)光，藍(lán)色磁釘代表氧原子，綠色磁釘代表氫原子，請(qǐng)?jiān)诎装迳洗畛鲈摲磻?yīng)的微觀示意圖。2H2O

2H2↑＋

O2↑光催化劑36

4X

4kg

解：設(shè)需要消耗水的質(zhì)量為X工業(yè)上電解氧化鋁制取金屬鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：：

2Al2O34Al＋3O2↑通電

電解10.2t氧化鋁，理論上可以生產(chǎn)鋁的質(zhì)量是多少？（相對(duì)原子質(zhì)量：Al-27O-16）

[活動(dòng)2]學(xué)習(xí)依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的一般方法小車行駛需要?dú)錃猓谥圃斓倪^(guò)程中需要金屬材料鋁。這是個(gè)工業(yè)上經(jīng)常遇到的問(wèn)題，相信大家一定能夠解決。學(xué)習(xí)任務(wù)1：還原鎂

我們需要的是單質(zhì)鎂，但自然界中存在的是+2價(jià)的鎂，那就需要把+2價(jià)的鎂轉(zhuǎn)化成單質(zhì)鎂，這是一個(gè)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，那么怎樣實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化？學(xué)習(xí)任務(wù)2：提取氯化鎂通過(guò)剛才的分析我們知道熔鹽電解法是現(xiàn)在較為普遍的冶煉鎂的方法，那么如何獲得電解所需要的鹽——氯化鎂呢？學(xué)習(xí)任務(wù)3：實(shí)現(xiàn)企業(yè)追求我們已經(jīng)完成了兩大任務(wù)了：從海水獲得了電解所需的氯化鎂，又知道用電解熔融的氯化鎂可以得到鎂和氯氣，那我們就可以進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)了，但工業(yè)生產(chǎn)不太等同于化學(xué)實(shí)驗(yàn)，你知道辦一個(gè)企業(yè)考慮什么？概括要點(diǎn)前后聯(lián)系4、合：豐富認(rèn)知結(jié)構(gòu)老師：所以，當(dāng)物質(zhì)中的元素沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為一種物質(zhì)，而是分散在多種物質(zhì)中，我們?nèi)匀灰^察化學(xué)反應(yīng)方程式來(lái)判斷出元素的變化情況。不管用哪種解法，都要明確計(jì)算的依據(jù)。大家回憶一下，解一的計(jì)算依據(jù)是什么？學(xué)生：物質(zhì)的質(zhì)量比老師：好，那解二的計(jì)算依據(jù)呢？學(xué)生：元素的質(zhì)量不變老師：其實(shí)這些依據(jù)，都來(lái)源于化學(xué)方程式給我們提供的化學(xué)反應(yīng)中量的關(guān)系，明確這些量的關(guān)系，我們可以對(duì)化學(xué)變化進(jìn)行定量的研究，從而解決生活、生產(chǎn)以及科學(xué)研究中的具體問(wèn)題。課后，請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)自己的定量研究之旅?！耙罁?jù)化學(xué)方程式”課堂小結(jié)（復(fù)分解反應(yīng)型）離子反應(yīng)酸、堿、鹽等電解質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)表示：離子反應(yīng)方程式條件：生成氣體、沉淀或水寫：基礎(chǔ)拆：關(guān)鍵刪：途徑查：保障意義：（1）特定反應(yīng)（2）一類反應(yīng)（3）反應(yīng)實(shí)質(zhì)“離子反應(yīng)”課堂小結(jié)化學(xué)反應(yīng)按反應(yīng)物和生成物的種類及類別分按反應(yīng)前后化合價(jià)是否變化分按有無(wú)離子參加反應(yīng)分化合反應(yīng)分解反應(yīng)置換反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)離子反應(yīng)非離子反應(yīng)有一條清晰的教學(xué)線索貫穿知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展具有邏輯教學(xué)環(huán)節(jié)完整，時(shí)間分配合理各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，過(guò)渡自然促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的豐富和發(fā)展過(guò)程結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)認(rèn)知沖突認(rèn)知階梯三、師生互動(dòng)結(jié)構(gòu)（問(wèn)題結(jié)構(gòu)）核心問(wèn)題1核心問(wèn)題2核心問(wèn)題n問(wèn)題1.1問(wèn)題1.2問(wèn)題1.3問(wèn)題1.n問(wèn)題2.1問(wèn)題2.2問(wèn)題2.3問(wèn)題2.n問(wèn)題n.1問(wèn)題n.2問(wèn)題n.3問(wèn)題n.n核心知識(shí)n核心知識(shí)2核心知識(shí)1問(wèn)題層次具體內(nèi)涵思維操作實(shí)例記憶對(duì)化學(xué)上的定義、公式、定理、具體事實(shí)和概念等的回憶辨認(rèn)，提取（1）什么是氧化還原反應(yīng)？（2）氯氣具有什么化學(xué)性質(zhì)？理解用個(gè)性化的語(yǔ)言對(duì)所學(xué)過(guò)的知識(shí)和概念進(jìn)行表述，作出合乎邏輯的解釋和推斷，比較和對(duì)照內(nèi)容或事件的異同等解釋，示例，分類，概括，比較，說(shuō)明，推斷

……（2）SO2屬什么類型的氧化物？（2）為什么氯氣具有強(qiáng)氧化性？應(yīng)用將所學(xué)到的概念、原理、方法、規(guī)則等，運(yùn)用到新的情境中去解決問(wèn)題聯(lián)系，重新組織，預(yù)測(cè)……（1）能否預(yù)測(cè)SO2具有什么化學(xué)性質(zhì)？（2）實(shí)驗(yàn)室配制氯化鐵溶液時(shí)通常加入少量鹽酸，為什么？分析將材料分解為它的組成部分，確定部分與部分、部分與整體之間的關(guān)系，弄清事物間的聯(lián)系或前因后果區(qū)分，選擇，分解，整合，歸因……為何碳酸氫鈉、碳酸鈉與相同濃度、相同體積的鹽酸反應(yīng)，前者的速率大于后者？評(píng)價(jià)依據(jù)某項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，在諸多選擇中做出最具合理性的判斷。根據(jù)特定的目的對(duì)觀點(diǎn)、方法、資料作出價(jià)值判斷判斷、驗(yàn)證，決定，證明……根據(jù)氯堿廠原料和產(chǎn)品的性質(zhì)，你認(rèn)為在生產(chǎn)過(guò)程中