专题1化学家眼中的物质世界教材分析.docx

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专题1化学家眼中的物质世界教材分析

专题1化学家眼中的物质世界

《化学1》是高中化学课程必修部分的第一个模块。

承担着与义务教育阶段化学教育衔接、为高中学生学习化学打好基础和全面提高学生科学素养的任务。

专题一“化学家眼中的物质世界”由3个单元组成，分别为“人类对原子结构的认识”、“丰富多彩的化学物质”和“研究物质的实验方法”。

通过本专题的学习，学生能够体验和感受化学家研究和认识物质的科学方法，了解化学学科研究的主要内容和基本方法：

（1）化学家通过假说一模型一实验一假说的方法研究物质的结构，特别是研究原子的结构；

（2）为了研究物质的性质和应用，化学家采用多种方法对物质进行分类，研究不同种类物质之间的转化关系；（3）无论是对自然界存在的物质还是化学家新合成的物质，化学家首先将他们分离提纯，然后对其结构、组成、性质等进行实验研究；（4）化学家需要通过定量研究的方法，研究物质的组成和物质的转化关系等。

本专题编写的基本出发点是：

（1）让学生在生动有趣的学习过程中，了解化学学科研究的基本范围，了解学习和研究化学学科的基本方法。

如本专题第一单元中安排“原子的构成”等内容，一方面是让学生明白化学学习和研究必须进入原子、分子等微观世界；另一方面为后续专题中有关钠、镁、氯、溴等元素及化合物内容的学习作准备。

再如，第三单元“研究物质的实验方法”，就是要让学生懂得实验方法不仅是化学家研究化学物质的一种重要的方法，也是高中阶段学习化学的最重要的方法，要学好化学必须亲自动手进行实验探究。

（2）让学生大致了解化学学科与人类发展的紧密关系。

让学生通过本专题的学习，体验到化学既是一门好学、有用、有趣的学科，又是一门与人类发展、人类生活有着紧密联系的学科。

如第二单元“丰富多彩的化学物质”，就是要让学生初步了解在人类发展的历史过程中，化学学科已经为改善人类的生活作出了重大的贡献，并还将起着更大的作用。

从而在高中化学学习的起始阶段就能让学生体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐，培养和发展学习化学的兴趣。

（3）作为《化学1》的第1专题，既是初中化学学习的总结和概括，又必须为高中化学的学习打下新的基础，这是本专题编写中选择素材的一个重要依据。

在本专题的学习中，学生将接触到有关原子结构、物质的分类和转化规律、氧化还原反应、分散系、物质的量和物质的量浓度等重要概念，将要进行过滤、萃取、层析等物质的分离实验，这些都是后阶段化学学习必要的基础。

所以本专题的学习将为后阶段的化学学习和高中阶段其他课程的学习及学生科学素质的提高，打下必要的基础。

在教学过程中要注意把握知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面教学目标的协调和统一，力求达到最佳的整体效果。

这是本专题教学中必须处理好的一个关键问题。

从认知性学习目标的水平考虑，由于这是高中化学的起始内容，加上初中阶段学生学过的化学内容要求较低，所以本专题教学一定要注意与初中化学衔接、把握教学难度。

本专题的许多教学内容只要求学生达到“知道、说出、识别、描述、举例”和“了解、认识、能表示、辨认、区分、比较”等水平。

像有关原子结构的学习中，本专题只要求学生了解原子核的构成、核外电子的分层排布、最外层电子与化学性质的关系等最基础的内容，要对原子结构方面的知识有更进一步的了解必须学完《化学2》和《物质结构与性质》等高中化学其他模块才能做到，教师不要片面提高认知性学习目标，使学生在起始阶段就产生畏难情绪，对后续教学产生影响。

像氧化还原反应、物质的量、物质的量浓度和胶体等内容的教学过程中都存在类似的情况，需要教师严格把握教学难度。

教学过程中教师要充分挖掘教材内、外的各种素材，运用多种教学手段，创设情景。

这是本专题教学中要注意的第二个关键。

教学中教师要利用化学实验、录像材料、多媒体资料、网上资源及图书馆资料等多种资源，让学生进行多种方式的学习。

教师要着力利用、开发各种教学资源来创设有利于学生自主学习的情景，让学生在生动活泼的学习活动中理解化学基本概念、体验化学探究过程。

第一单元人类对原子结构的认识

一、学习目标

1．知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科的发展趋势。

2．通过从道尔顿原子结构模型到量子力学原子结构模型等原子结构模型演变的学习，了解科学家探索原子结构的艰难过程。

3．通过汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型等的学习，体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。

4．了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子分层排布的情况，知道这类原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。

通过氧化镁的形成反应初步了解镁跟氧气发生化学反应的本质。

5．了解原子是由原子核和核外电子构成，绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的。

能根据原子组成符号判断原子的构成。

知道同位素等概念。

二、课时建议

原子结构模型的演变1课时

原子的构成1课时

三、编写思路

首先，人类对原子的认识和探索已经历了2500多年的漫长历史。

到了20世纪80年代，科学技术的发展，使科学家能够用扫描隧道显微镜观察到物体表面的原子。

在人类对原子结构的探索过程中，很多科学家做了长期而艰苦的工作，其中的探索历程有很强的教育价值，可以引发学生进行多方面的思考，给学生留下多方面的启迪。

其次，化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化和应用的一门科学。

要研究物质的宏观性质，必须到微观世界去寻找原因，必须从微观粒子入手才能更好地加以理解。

化学学科中涉及分子、离子、原子、核内质子和中子、核外电子等多种微观粒子，但最重要的是研究原子。

因为，只要了解了原子的结构，就可了解分子和离子的结构；了解了原子的结构，就可更深入地认识物质的组成和结构，了解化学变化的规律。

学生经过初中化学的学习已初步了解一些化学物质的性质和应用，因此，非常有必要让学生进入微观世界去探索物质的奥秘。

编者以新课程标准为编写依据，以遵循学生的认知规律、培养学生热爱科学的情感为前提，从“原子结构模型的演变”切入，通过认识道尔顿原子结构模型、汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型、玻尔原子结构模型等几种典型的原子结构模型，引导学生了解人类探索原子结构的基本历程，让学生体会科学探究过程的艰难曲折。

在这个基础上学习有关原子构成的基础知识，形成原子核外电子是分层排布的等初步概念。

从前后联系分析，先安排原子结构模型的演变，让学生了解人类认识原子结构的历程也可以提高学生学习原子结构知识的兴趣。

了解原子的构成，了解核素、同位素的概念，了解质子数、中子数和质量数之间的关系，了解原子核外电子分层排布、化学反应中原子外层电子排布的变化是为后续单元、后续专题的学习打下理论基础。

本专题的编写与以往的传统教材有很大的差别。

传统教材中，有关原子结构的内容是与元素周期律和元素周期表等内容编排在一起的。

原子核外电子排布和元素周期表等内容要在《化学2》中进行系统学习。

将原子结构等最基础的内容编排在《化学1》的第1专题中，这是考虑到后面将要学习“物质的量”、“氧化还原反应”等内容，物质的量的学习中要涉及分：

子、原子、电子、中子和质子等微观粒子，氧化还原反应学习中要涉及原子最外层电子变化等，要理解和掌握这类概念都需要原子结构的初步知识。

四、教学建议

在进行教学设计前，教师必须深刻理解《普通高中化学课程标准》的精神和教材编写者的编写思路，这样才能提出符合实际的教学设计。

《普通高中化学课程标准》中与本单元有关的要求是：

（1）知道元素、核素的含义。

查阅资料并讨论：

放射性元素、放射性同位素在能源、农业、医疗、考古等方面的应用。

（2）知道化学科学的主要研究对象，了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学的发展趋势。

查阅20世纪化学发展过程中重大事件的资料（或观看录像），与同学交流讨论。

（3）发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

（4）从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣。

教学设计过程中可以采用学生自主讨论的方法，多创设情景让学生自主学习、自主得出结论。

多考虑利用多媒体手段给学生提供丰富多样的素材，深入浅出地向学生介绍科学家对原子结构的最新认识成果。

教学设计中要把握好教学的深度，千万不要在知识上再作过多的拓宽和深化，以免加重学生负担。

有关原子核外电子排布的内容，只要求学生了解原子核外电子是分层排布的这一基本观点。

可以引导学生经过自己的探索得到许多原子有达到“8电子稳定结构”的倾向等规律，为学生理解化学反应过程中原子外层电子结构的变化打下基础。

这些内容的教学，可结合教材中的素材，让学生自主讨论，自己完成并得出结论，教师不宜过多的包办代替。

从知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观等教学目标角度分析，各部分内容的编排都为教师在教学过程中达到不同的教学目标留下了自主发挥的余地。

教学设计中要注意把握这个特点。

像“原子结构模型的演变”中，展示了人类历史上几种具有代表性的原子结构模型，以帮助学生了解为探索原子结构作出过重大贡献的科学家、原子结构模型探索的大致历程、各种原子结构理论的要点等。

教材上的这种呈现方式可以让学生体会到，科学研究的道路不是一马平川，人类对原子结构的认识经历了漫长的过程，人类对原子结构认识的每一点进展都是建立在许多科学实验的基础之上，人类对原子结构的认识还在不断深入。

这一内容为在课堂教学中进行科学史教育、利用人类对原子结构的认识达到情感态度和价值观教育提供了便利。

1．教学设计思路

“人类对原子结构的认识”可以通过创设问题情景一学生阅读自学一教师引导学生发现问题一总结归纳形成结论的思路来组织教学。

例如，可通过—下面的方法创设问题情景：

化学家已经发现和创造了2000多万种化学物质，这么多的化学物质是由什么微粒构成的?

请同学们观察图1—l，分析金属铜、氯化钠、水是由什么微粒构成的。

原子，是大家非常熟悉的一个名词，但人类对原子的认识和探索已经历了2500多年的漫长历史。

直到20世纪80年代，科学家用扫描隧道显微镜观察到物体表面的原子，才对原子结构有了进一步的认识。

为什么人类早期对原子结构的探索如此艰难?

能否选用适当的素材创设出问题情景、能否将学生的注意力集中到要研究的课题上来、能否激发学生自己提出问题等是教学设计中首先应考虑的问题。

在创设问题情景时，教师应通过多种途径积累足够的素材，如“硅晶体和用扫描隧道显微镜观察到的硅表面的硅原子”图像、“原子内部结构”图像、有关科学家及其生平的录像资料都是很好的有关“人类对原子结构的认识”的教学素材。

培养学生学会从微观角度思考问题的能力是本单元教学设计中的一个重点。

在初中化学学习中，学生已经积累了一定的化学基础知识，了解了一些化学物质的宏观性质和应用。

在这个阶段，我们必须通过本单元的教学，推动学生从物质的宏观性质的学习和研究转入从微观角度分析研究问题，这是化学思维继续提升的一个关键，也是教学设计中的一个重点和难点。

教学设计中要充分考虑学生的知识基础，研究学生在学习过程中可能会遇到的障碍。

在教学设计中，应把思维能力的培养、科学方法的养成、科学精神的体验等作为——个整体来考虑。

如当学生阅读到“原子结构模型的演变”中关于汤姆生原子结构模型的内容时，教师可以向学生适当介绍汤姆生通过阴极射线实验发现电子的事件，并向学生提出下列问题：

（1）从道尔顿原子结构模型到汤姆生原子结构模型，时间上相隔了近100年。

汤姆生是根据什么实验事实对道尔顿的原子结构模型产生怀疑的?

（2）汤姆生原子结构模型和道尔顿原子结构模型相比较，汤姆生作了哪些改进?

为什么认为汤姆生原子结构模型使人类对原子结构的认识更深入了一步?

在“原子结构模型的演变”的教学设计中，也要重视基础知识的落实。

如教材第4页中，在介绍了几种典型的原子结构模型后，简明地归纳出下列结论：

人们已经知道，对于多电子原子，可以近似认为原子核外电子是分层