1、高中化学远程研修专题五必修课概念原理内容教学实施策略及案例评析 高中化学远程研修专题五必修课概念原理内容教学实施策略及案例评析专题简介：在教学实施中，老师们都在自觉或不自觉地实行各种教学策略的选择、优化和使用。那么，概念原理教学中的实施策略有哪些？在教学实施中，该如何筛选、优化这些教学策略？在本专题中，将结合具体教学案例分别针对概念的引入、概念的建立和概念的巩固应用三个教学环节中常用的教学实施策略实行讨论、提出教学实施策略的选择和使用建议，以提升教学策略的实效性。此外，本专题还将围绕着必修模块概念原理内容教学的焦点问题从教学内容的分析、教学设计思路及教学实施策略等角度对物质的量浓度和核外电子运
2、动与核外电子排布规律两个教学案例实行综合评析，便于老师们从整体上把握必修模块概念原理内容的教学。（上部）本讲主题：必修课概念原理教学中常用的教学实施策略有哪些？在教学中该如何使用这些教学策略？主持人：北京师范大学化学教育研究所在读博士 北京市第三十五中学高级教师 支瑶 嘉宾：教育部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 教授教育部高中化学课程标准研制组核心成员 特级教师 王云生北京市第十五中学高级教师 徐敏背景资料：网络调查关于必修模块概念原理内容的教学模式与策略的各种观点观点1：能够用生产、生活中学生熟悉的例子创设问题情境，激发学生的学习兴趣。观点2：问题情景的创设
3、很重要,做起来可不一定容易呀。观点3：如何去创设情境？光用嘴来说，学生能否创设这个情境？观点4：实验教学在课改中占据了重要的地位，但是实现不好往往不能很好的配合教材要求。观点5：理论的学习对于学生来说很生动，所以实验最容易激发学生学习化学的兴趣，作为我们教师来说如何设计形象的实验激发学生认知从突，从而达到我们所要得效果?观点6：在概念教学中，老师要注重数据的使用。 一、概念引入环节教学实施策略的选择原则及使用建议1 教学案例 案例1：氧化还原反应概念教学引入片断本案例特点有二：一是在引入环节通过提问测查学生原有理解；二是以化学史为情境引入概念教学。教师活动学生活动提出问题请同学们给下列反应分类
4、：1.Zn + CuSO4 = ZnSO4+ Cu 2. 4Na + O2 =2Na2O 3.2Na + Cl2 = 2NaCl 4.H2 + CuO = Cu + H2O5.2NaHCO3= Na2CO3 + H2O + CO2 教师讲述从我们现在的角度，自然认为与氧化合的反应是氧化反应，但在18世纪时人们根被不知道氧元素是什么，而是持有一种错误的观点-燃素说，认为所有能够燃烧的物质中都含有一种叫燃素的物质，这种观点统治了化学界一百多年，但是其中有明显的错误。在18世纪末期，拉瓦锡通过反复观察和现象总结对此提出质疑，认为燃烧时得失的是周围的物质，在1777年完成了一个著名的定量实验证明了物质
5、的氧化过程是结合了空气中的一种成分，而通过度解又将成分还原，这种成分拉瓦锡称为氧，于是拉瓦锡不但发现了一个新元素还揭示了氧化的本质，完成了一场化学革命。通过刚才的叙述，希望同学们能够借鉴科学家的思维品质：敢于怀疑、用新的视角看问题，广泛、细致富于建设性的猜想，并在此基础上实行实证。思考、讨论，回答问题：1 置换反应、分解反应、化合反应2 氧化反应、还原反应聆听、反思 案例2：电解质概念教学引入片断特点：由生活问题引入概念教学，将生活问题转化为化学问题。教师活动学生活动教师介绍用电常识不用湿手扳开关、换灯泡、插拔插头，不站在潮湿的桌椅上接触火线。提出问题湿手更容易触电，原因是什么？归纳学生观点，
6、把生活问题转化为化学问题化学问题：氯化钠溶液导电性研究聆听思考、讨论，回答问题：1 汗液中有氯化钠，氯化钠能导电；2 水能导电；3 水使氯化钠导电案例3：离子反应概念教学引入片断特点：由实验引入概念教学教师活动学生活动演示 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
7、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：因为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。2 案例点评及教学策略的选择与实施建议 王磊教授：注重概念引入的功能，并以此为依据选择合适的教学实施策略。概念的引入教学通常有三方面的功能。首先是注重学生原有理解，揭示学生原有理解，并让学生确认其原有理解存有不足，以激发学生的学习动力。此时，使用教学策略的主要目的是制造认知冲突，能够使用实验、新奇的现象、生活中的想象等为情境素材，让学
8、生实行解释，当学生不能顺利实行解释时，便会产生建立新概念的需要。概念引入教学的第二个功能是引出新概念，此时能够采用类比的策略。概念引入教学的第三个功能是扩展学生原有理解。徐敏老师：谈氧化还原反应教学引入。 教学案例中的老师在引入概念时首先通过对一组反应实行分类的活动测查了学生对氧化还原反应的原有理解，发现学生对氧化还原反应有一定的理解后，引入了化学史，以此说明科学家的实证精神，但本部分内容与本节课的核心问题有些脱节。建议老师进一步挖掘出化学史中蕴含的过程方法，也就是化学家是如何理解氧化还原反应的（从表象到本质），并把这种思路延伸到课堂教学中，用这个思路协助学生建立氧化还原反应概念。 王磊教授：
9、谈在概念引入教学中的化学史功能及使用时应注意的问题。在概念引入教学中，化学史素材主要有两方面的功能，一方面化学史真实地再现概念提出的历程，另一方面展示了在历史上人们对事物的理解有一定的局限性和阶段性，而这种阶段性与局限性与学生的理解常常是一致的，所以能够用这种阶段性和局限性来揭示学生错误理解。老师们在使用化学史素材时要注意解决好“如何将化学史与概念紧密结合？”这个问题。王云生老师：点评教学案例并提出建议。比较欣赏教学案例3中使用的教学实施策略。在该案例中，实验现象能够促动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个现象理解到溶液中有O
10、H-效果可能会更好。对于案例1，如果学生没有“得氧失氧”的概念，老师能够直接提供二组反应，引导学生观察它们的差异，直接从化合价变化的角度引入氧化还原反应概念。所以，概念引入教学的关键是在了解学生原有理解的基础上，通过具体例证、实验、生活中的现象等引发学生的思考。王磊教授：还能够用实验事实引入概念教学。在概念引入教学中的实验策略使用的关键点是建立实验事实与概念本质间的联系，案例3在这方面处理的比较好。此外，还需要用更宽阔的思路考虑学生的原有理解是什么。老师仅凭自己的想象（假设）确定学生的理解起点是不够的，能够在概念引入环节通过一些活动揭示学生原有理解的起点，如，案例1的教学处理。徐敏老师：概念引
11、入教学设计的难点是不了解学生认知发展脉络，我们不知道学生认知的起点在哪里。王云生老师：概念引入教学设计的难点还在于老师们不明白概念的产生，即不明白为什么科学家要引入这个概念。例如，化学反应限度概念的提出是为了揭示有些反应能够同时向正、逆两个方向实行因而不能实行到底这个事实，老师清楚这个点后，就能够利用一个很简单的例子向一杯水中吹入二氧化碳，不论吹多长时间，都不可能把水全部变成碳酸引入这个概念了。主持人：总结概念引入教学实施策略选择的原则及使用建议在选择和使用教学实施策略时，要首先会到原点，考虑概念引入的目的（或功能）是什么，根据不同的目的，选择相对应的素材和合适的教学策略。其实要考虑如何用好素
12、材、用好教学策略，其中很关键的一点是要充分注重学生的原有理解，另一点是要注重概念原理知识的功能与价值。王磊教授：谈其他概念引入策略。老师们在选择概念引入教学策略时，除了注重素材和情境的设计外，还要注重活动的设计。老师们能够通过设计预测性活动、分类活动、解释类活动、设计类活动引入概念。二、概念建立环节教学实施策略的选择原则及使用建议1 如何使用例证策略建立概念？教学案例：氧化还原反应概念建立教学片断教师活动学生活动提问1 根据钠和氯气的反应，请大家思考：NaCl中存有的微粒是什么？反应物中的微粒是什么？生成的微粒是什么？是如何转变的？2观察演示实验（碳棒和锌片一同放入硫酸铜溶液中，并用导线连接）
13、回答问题：锌片放入硫酸铜溶液中，现象是什么？上述实验中，碳棒上是否出现变化？根据实验现象分析所发生的化学反应。小结：这两个反应的本质完全相同。演示实验在碳棒和锌片的导线间串联电流计。提问电流计指针发生偏转，证明了什么？小结上述三个反应的共性都有电子转移；化合价都发生了变化；提问化合价发生变化的反应，是否都会产生电子转移？演示实验氢氧燃料电池小结氧化还原反应的特征：化合价的变化；氧化还原反应的实质：电子转移。思考、讨论，回答问题： 反应前钠以原子形式存有，反应后变为钠离子，失去电子；氯气在反应物中是分子形式，生成物中变为离子形式，得到电子。观察实验、思考讨论，回答问题：锌片与硫酸铜反应，锌片上析
14、出红色的铜。出现红色，证明铜在碳棒上析出。观察实验、思考讨论，回答问题：导线中有电子定向移动。聆听、记录思考讨论观察实验，思考聆听、记录案例点评及例证策略使用建议王磊教授：在教学案例中，老师成功地设计了具有层次性和针对性的例证系统。其中针对性体现在例证的选择和使用都是与学生容易产生的错误理解对应的，充分利用正例证和反例证纠正学生的错误理解。如钠和氧气的反应支持了学生从得氧失氧角度理解氧化还原反应；而钠和氯气的反应则是得氧失氧概念角度的反例证，促动学生反思这个类反应的本质到底是什么；锌和硫酸铜溶液反应的例证进一步突破了学生对钠和氯气反应理解的局限性（可能有些学生会认为只有化合反应才会有电子转移）
15、。主持人：在这个案例中，教师使用例证策略的成功之处还在于他直接使用形象的例子将氧化还原反应的本质与特征建立起了联系。例如，在通过钠与氯气、锌与硫酸铜等反应使学生理解氧化还原反应都伴随着电子转移、电子的转移将导致化合价的变化时，教师进一步提出问题“有化合价变化的反应是否都会发生电子转移呢？”，并以氢氧燃料电池为例说明。王磊教授：老师们在概念教学时要充分注重例证策略的使用，一个好的例证系统能够解决概念教学中的所用困难。因为概念的形成源于一组例子的共同本质特征的概括，概念的理解则是通过确定分析一组具有差异性的例证特征是否具有概念的本质特征来实现的，而概念的应用又是一个把概念的本质特征还原成具体事实去
16、归类、判断的过程。王云生老师：老师们在选择例证时要注意下列问题：所选择的例证要具有典型代表性；要选择一定数量的例证作为证据支持；所选择的例证要能够揭示事物的本质。王磊教授：例证的内容和形式是多样的，包括用语言表述的例证，包括具体的例子，也包括实验。如化学反应速率影响因素的教学中，就使用了大量的实验例证。2 如何在概念建立过程中使用数据策略？教学案例：化学反应限度概念建立教学片断问题线索问题设置的依据及思考1观察数据，分析什么时候二氧化硫与氧气的反应停止了？说明理由。提供的数据为二氧化硫、氧气、三氧化硫的浓度随时间的变化。2结合下述微观图示思考，各组分浓度不变时化学反应真的停止了吗？ (教师介绍
17、化学平衡状态的概念)3化学平衡状态的特点是什么？原来学生认为其中一种反应物被完全消耗后反应就停止了，当学生理解到可逆反应中任何一种反应物都不可能被完全消耗时，会想可逆反应是不是永远不会停止？于是提出“可逆反应是否会停止，该怎样判断”这个问题，并由此引出化学平衡状态的概念。根据问题4、5的分析，学生很容易归纳出化学平衡状态的特征。为化学反应原理模块的学习留下接口。案例点评及数据策略的使用建议徐敏老师：我在实行这个内容教学时，也用到了数据，但教学处理与上述案例略有不同，教学思路如下：王云生老师：在使用数据策略时，从概念本体出发，提出适当的问题，激发、引导学生的思维活动，使用逻辑推理、逻辑论证等思维
18、方法，领悟接受概念。主持人：上面谈到的例证、实验、数据等教学策略，其实构成了一个证据系统，而这个证据系统在概念形成过程中的作用主要是转变学生的原有理解。当需要转变学生的原有理解时，需要提供挑战其原有理解的证据；当需要巩固学生的原有理解时，需要提供支持其原有理解的证据。所以，给出证据后要提出相对应的问题，引导学生积极思考。三、概念巩固应用环节教学实施策略的选择原则及使用建议主持人：当前在概念教学应用巩固环节中，绝大部分采用的是习题策略，即通过解决具体问题来达到概念巩固和应用的目的。也有少部分老师精心设置了问题情境，请学生对情境中的某些问题实行判断、解释，以此来巩固应用概念。王云生老师：在概念的巩
19、固应用阶段，教师要首先预测学生可能还存有哪些模糊或错误理解，针对这些模糊理解设计问题，进一步纠正学生的模糊或错误理解。也能够给出一些新的情境，看学生能否在新的情境中应用概念，以达到巩固提升的目的。徐敏老师：概念的巩固阶段要进一步体现概念原理知识的功能与价值。如学完元素周期律、表后，能够围绕着元素周期律、表在生产中的应用、在整合元素化合物性质中的应用来实行概念的巩固教学。王磊教授：在概念的巩固阶段首先是对概念的进一步深入理解；其次要注意对概念实行整合，构建一个概念知识网络，例如学完化学键之后，要把化学键与物质构成、化学反应中物质变化能量变化的本质联系起来，让学生在概念联系中丰富对化学键概念的理解
20、；第三要注重概念的间接应用，也就是注重概念原理知识的功能与价值，如学完电离概念后，要让学生描述某物质在水溶液中的行为，看学生是否能够用电离的观点理解物质在水溶液中的行为。主持人总结：在选择概念原理知识的教学实施策略时，老师们要清楚实施教学的目的是什么；在应用教学实施策略时，老师们要注重学生学习过程中理解发展的障碍点和发展点，要注重概念原理知识的功能与价值。（下部）本讲主题：综合必修模块概念原理教学讨论的焦点问题，从教学内容的分析、教学设计的思路和教学实施策略等角度对案例物质的量浓度和核外电子运动与核外电子排布规律实行评析，以便老师们从整体上了解、把握必修模块概念原理内容的教学。主持人：北京师范
21、大学化学教育研究所在读博士 北京市第三十五中学高级教师 支瑶 嘉宾：教育部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 教授教育部高中化学课程标准研制组核心成员 特级教师 王云生北京市第十五中学高级教师 徐敏一、物质的量浓度教学案例及专家点评教学案例：物质的量浓度（片断）在实行下列教学活动前，学生通过对化学方程式计算的比较确定使用物质的量比使用质量更为便利。教师活动学生活动演示实验向10mL硝酸银溶液中加入10mL氯化钠溶液。提问1 在实验中实现向0.001mol的硝酸银中加入了0.001mol的氯化钠，如何配置溶液能够实现取出10mL溶液中含有0.001mol的氯化钠？2
22、 完成配制100mL含氯化钠0.04mol的溶液，需要解决什么问题？小结精确的配制溶液使用容量瓶。布置任务配制100mL含氯化钠0.04mol的溶液，在过程中思考配制的细节问题。提问如何表达溶液的浓度？小结使用第三种表达更容易求出需求溶液的体积，这种浓度称为物质的量浓度。提问反思配制的浓度是否精准，配置的过程中是否影响了n和V？回答问题： 配制100mL含有0.01mol的溶液；能够通过天平称量5.85g的氯化钠。1回答问题：需要称取多少g氯化钠；如何配成100mL2交流讨论：3回答问题：称取2.3g氯化钠放入量筒中配制成100mL；称取2.3g氯化钠放入烧杯中配制成100mL。学生实验：以小
23、组为单位实施实验。回答问题：氯化钠溶液2.32%100mL氯化钠溶液0.04mol/100mL氯化钠溶液0.4mol/L1 案例介绍徐敏老师：本节课采用了鲁科版教材的设计思路。首先，让学生配制含有一定物质的量浓度的溶液；其次，表示这个溶液的浓度，协助学生建立起物质的量浓度的概念。在对教材的理解上，我认为教材希望通过实验的配制过程协助理解这个概念，这与传统的教学方式相反，传统的方式中概念的建立与实验分割，实验只能深化对概念的理解。采用鲁科版时通过思考如何使实验协助概念建立，我将这个过程分为四个环节：第一个环节是驱动性任务配制一定量体积一定物质的量的氯化钠溶液，在这个过程中学生会注重如何保证体积和
24、物质的量固定，但学生对体积和物质的量的理解是孤立的；为了实现融合，进入第二环节，提出任务将溶液分装，如何在标签上表达浓度，在这个过程中通过引导学生理解浓度固定，使得学生理解到物质的量和体积的关系，初步协助学生建立起物质的量浓度的概念；第三个环节，引导学生反思配制过程中操作是否准确，是否会引起浓度的误差，通过反思加深学生对概念的理解，同时培养学生实验的技能；第四环节开拓学生视野，使得学生理解到浓度有多种表达方法。在确定环节后，进一步思考学生的认知起点是什么，思维的障碍点、空白点是什么？例如在第一个环节，学生的思维起点是初中的质量百分比浓度溶液的配制，障碍点是不知道加水一百毫升还是加至一百毫升，空
25、白点是没有容量瓶的概念。针对难点，让学生表述如何配制100mL含0.04mol氯化钠的溶液，使障碍点显现，保证配制的大思路准确；通过引导学生理解烧杯配制溶液不够精确，进一步填补学生思维的空白点，介绍新的仪器容量瓶。通过这个教学设计能够看出，我们主要要把握教学的大脉络，沿着学生的认知脉络去设计细节化的问题。2 案例实施过程中教师的转变王磊教授：从课程中能够看出教师在概念原理教学中从学生的角度考虑学生的起点、障碍点和空白点，与原来的教学相比，最大的转变是什么？徐敏老师：在接触鲁科版教材前，沿用的是先建概念再配溶液的思路，通过使用鲁科版教材内容理解到这个实验的功能能够协助学生建立概念。在整个过程中也
26、有一些转变：一是最初实施时先让学生配溶液，然后马上实行讨论步骤，之后表达浓度，但是配制的过程依然不能协助学生建立概念，之后将后两个步骤掉换，能够确实协助学生建立概念；二是引导学生表达物质的量浓度的时应更加细节化。3 案例点评及教学建议王磊教授：通过徐敏老师的介绍，我们能够看到：一是实验在概念原理教学中的作用；二是如何架起实验事实和概念特征之间的逻辑思维的链条。此外，按照传统的教学策略，建立物质的量的概念、学习容量瓶的使用、学习配制技能需要三课时的时间，在课时不允许不降低要求下需要实行整合处理，这样一个活动能否承担起概念建立和形成发展的作用？存有两种策略：一是常见的先建概念后实验，二是徐敏老师的
27、先配制后抽提概念。徐敏老师在本课中精致化的整合策略使用的非常好。王云生教授：徐敏老师的课中有几点成功之处，一是这个部分实验的主要目的应确定为协助概念的建立，在实施的过程中徐敏老师目的明确；二是抓住了最核心的概念，配制一定物质的量浓度溶液的关键是如何保证所配制溶液的溶质质量（实际是物质的量）、溶液体积的准确性，让学生思考用什么方法表示溶液的组成，对判断反应完成情况更简便？通过溶液的配制操作、分析溶液的组成，理解为什么要要使用容量瓶来配制溶液？配制溶液要怎样操作才能保证所取溶质数量、所配得的溶液体积的准确性？而不是要求学生按照详细的步骤实行配制。但是讨论物质的量浓度的概念和实际操作这两个过程如果把
28、握得当能够节约一课时，如果没有安排好，学生可能一个都无法接受。如果学生基础不是很好，建议老师提出任务，学生分析，教师演示，之后再带领学生分析。这样的设计中要注意容量的问题，使得学生容易接受。主持人：通过各位专家的分析，对于徐敏老师的课我们有了进一步的理解，收获一是保证流畅的课程需要实行精致化的处理，这种精致化处理缘于教师对于学生脉络的发展和障碍点的准确把握，二是通过实验的功能化对知识实行了整合，这个点在必修一的教学中非常必要。二、核外电子运动及其排布规律的初步理解教学案例及专家点评教学案例：核外电子运动及其排布规律(教学流程)王磊教授：这节课脉络清楚，有以下优点：一是引导学生初步建立核外电子运
29、动特征，在此基础上讨论核外电子排布的初步规律，采用的给出数据，归纳规律的归纳法；之后在直接巩固的基础上进一步迁移应用，提升了本节课的高度。二是引出核外电子排布首先希望学生建立准确的核外电子运动特征的理解发展，通过类比的策略，并通过巧妙过渡告诉学生探索过程艰难和有意义，而之后的学习是在整个过程中一个较基本的水平上，并不是最前沿的水平。本节课将一个具体知识置于开阔的现代化学的背景下，不是孤立的静态的学习，而是要发展性的看待，此外，告诉学生知识要应用而不但仅是记住。核外电子运动及其排布规律案例片断展示教师活动学生活动问题1：疑问一：电子的绕核运动有没有固定的轨迹？疑问二：电子的绕核运动有没有规律？教
30、师讲述：射击比赛运动员打出一枪不能判断打在哪里，但打出去一百、一万枪能够大致判断打出去的几率。问题2：在哪里出现的几率大？教师小结：核外电子的运动研究表明也是这样，能够统计出在离核较近的地方出现几率较大，这将在选修模块中进一步学习教师讲述：我们研究了十分钟，而科学家经历了一个世纪，让我们踏着科学的足迹，重温这段曲折、坎坷、震撼世人的科学探索过程！本节课研究电子运动，主要回顾电子运动的内容。1、 最早提出“原子”一词的是古希腊哲学家德谟克利特，他认为万物都是由原子组成的，原子是不可分割的最小微粒。但是很可惜，因为种种原因，这个伟大的学说没有为人们所重视，被忽视了20多个世纪这是科学界的一大憾事！
31、2、 直到1803年英国科学家道尔顿通过对当时化学实验的现象分析：创立了近代原子学说，第一次将原子学说从推测转变为科学概念。很长一段时间，人们都认为原子就像道尔顿说得那样，是一个小得不能再小的实心球，里面再也没有什么花样了。3、英国科学家汤姆生在研究阴极射线时，发现了居然从氢原子中跑出了一个比它质量小1700倍的带负电的粒子来，这说明原子内部还有结构。电子的发现，使得汤姆生于1897年提出了“葡萄干布丁”原子结构模型。电子的发现，犹如给当时的科学界注入了一支兴奋剂，一大堆新问题摆在了科学家们的面前：原子中除电子外还有什么东西?电子到底是怎么待在原子里的? 原子中什么东西带正电荷? 正电荷又是如何分布的? 带负电的电子和带正电的东西是怎样相互作用的?根据科学实践和当时的实验观测结果，物理学家发挥了他们丰富的想象力，各种不同的原子模型，如雨后春笋般涌现出来。例如，1904年日本物理学家长冈半太郎提出：土星模型等这些模型，在一
