中学化学常见课型的基本教学结构(高中案例)

中学化学常见课型的基本教学结构（高中案例）广州市教育研究院化学科加涅认为，不同类型的学习结果需要不同类型的教学，因此我们根据化学学习结果的类型和教学要求，对中学化学新授课的类型进行分类，主要分为元素化合物课、概念课、原理课、基本技能课、高级技能课。一节课中可能涉及到几种内容的教学，那么这堂课的教学就可能具有多种课型的教学特征。其中属于化学认知策略部分的化学核心观念没有独立的课型，而是在具体内容的教学中进行渗透。皮连生综合运用多种理论提出了广义知识学习三阶段模型（见下图），该模型是我们利用科学取向教学论开展教学设计的核心理论依据。Ⅰ新知识习得阶段新知识进入原有知识网络Ⅱ．知识的巩固(或转化)阶（陈述性知识）通过复述和精加工等，知识网络重建与改组Ⅲ知识的提取（或迁移和应用）注意与预期激活原有知识选择性知觉陈述性知识被提取，回答是什么的问题（智慧技能）应用习得的概念和规则对外办事应用习得的概念和规则对内调控（认知策略）阶段广义知识学习三阶段模型将教学分为三个阶段，即新知识习得阶段、知识的巩固(或转化)阶段、知识的提取（或迁移和应用）阶段。其中程序性知识在第二阶段要实现知识的转化，转化为办事的规则；在第三阶段，程序性知识类型不同，应用的方向也不一样，智慧技能是对外办事，解决怎么办的问题；而认知策略是对内办事，监控自己的学习内化过程。不同的课型，教学的三阶段表现形式不同，知识的呈现方式也就要求不同，这种不同就构成了不同课型的基本教学结构。教学中把握了课型的基本教学结构，就能有目的有规律地优化课堂教学行为，提高课堂教学效率。一、元素化合物课元素化合物课的教学内容包括无机物和有机化合物，其特点是内容庞杂，易学难记。根据加涅的知识分类理论，元素化合物知识属于言语信息，而且是有组织的言语信息，是陈述性知识。其学习的内部条件是建构了一个有组织的网络，并且将新获得的事实能够与该网络1通过变式练习，命题转化为产生式系统（程序性知识）建立联系。学习的外部条件是提供“线索”，这些线索使学习者能够在以后成功地搜索并提取信息。元素化合物知识的组织“线索”就是“结构（组成）性质用途”，而获取这个组织“线索”的方法是“观察与分析反应现象性质理论模型”。预测预测获得反映建构反映决定决定元素化合物课显性教学任务有两个，一是获得常见物质的组成、结构、性质和用途等事实性知识，二是形成和运用提取元素化合物知识的“线索”，即“组成性质用途”，反映反映决定决定组成信息包括物质类别、核心元素化合价、官能团等。综上所述，元素化合物课一般的教学结构分三个部分：①唤起（或建立）学习新知识的“线索”。教师提供或学生回忆获取元素化合物知识的某种“线索”。②获得元素化合物知识的“三重”表征：通过阅读材料、观看多媒体素材、观察与分析实验现象或科学探究等活动获得宏观反应事实的认识；通过书写化学方程式或离子方程式获得符号表征；运用理论模型从微观角度分析反应获得微观认识。③认知图式的重建与巩固：通过分类、比较、归纳、概括等精加工活动，重组新旧知识，发展元素化合物的认知结构和认知模式，通过回答应用性问题等活动促进元素化合物知识的巩固。不同的学习阶段，对元素化合物知识认识“线索”的学习方式不同。初学阶段，重点在建立认识“线索”，教学中更多的是由②切入，先获得元素化合物知识的“三重”表征，在运用理论模型从微观角度分析反应事实时，帮助学生建立“线索”；随着学习的深入，教学由不断地主动运用认识“线索”预测物质性质，同时丰富认识“线索”。案例1：金属的化学性质（第一课时）[教学目标]1、通过回忆能够有序说出Na、Al、Mg等常见金属的物理性质。2、通过回忆，能够说出常见金属Mg、Fe、Cu与O2反应的反应条件和现象。3、通过观察Na、Al分别与O2反应的实验现象，写出相应的化学方程式，能够判断氧化剂、还原剂及电子转移方向，并能够从原子结构解释Na、Al的还原性。4、通过对金属通性和特性的学习，感受分类研究的重要性。[教学环节]环节一：回顾元素化合物知识的原有认知框架【提问】结合用途小结金属一般有哪些共同的物理性质？【自学】阅读图片3-2，写出对应的化学方程式，并判断是否为氧化还原反应，标出还原剂。【小结】金属可与非金属化合；可与酸置换；可与盐溶液置换；金属单质均作还原剂，有还原性环节二：建立金属与氧气反应的“宏观”、“微观”、“符号”三重表征之间的联系【讨论】金属单质的还原性和其结构有什么关系？画出Na、Mg、Al的原子结构示意图，2找出它们的共同特点。【过渡】大多数金属作为还原剂都可以和氧气反应，是否所有的金属都可以和氧气反应，反应的现象是否都相同，反应的条件是否都一样？【学生实验1】Na与O2反应。【小结】金属Na与O2在不同的条件下生成不同的产物。4Na+O2==2Na2O（白色）2Na+O2==Na2O2（淡黄色）【学生实验】探究Al与O2能否反应？【小结】金属Al极易与O2反应生成氧化膜。4Al+3O2==2Al2O3（熔点很高）环节三：形成金属与氧气反应的一般规律（新的认识框架）【归纳】请列表比较几种常见金属（Na、Mg、Al、Fe、Cu、Au）与氧气反应的条件、现象、反应方程式。【讨论】根据表格所提供的信息，你可以得出什么结论？请利用原子结构或金属活动性顺序知识解释你的结论。案例2：苯酚（第一课时）[教学目标]1、通过观察苯酚样品及相关实验，能够有序说出苯酚的主要物理性质。2、通过分析苯酚的结构特点，并与醇、苯进行比较，预测苯酚的性质，再通过实验或文字资料提供反应事实验证预测是否正确，分析断键、成键位置，书写反应方程式，判断反应类型。3、感受官能团之间的相互影响，再次丰富“结构决定性质、性质反映结构”的学科思想。[教学环节]环节一：认识苯酚的物理性质【学生实验】观察苯酚样品，归纳苯酚的物理性质【演示实验】向盛有少量苯酚晶体的试管加入2mL蒸馏水，振荡，水浴加热，再冷却至室温。环节二：苯酚的结构及性质预测【展示苯酚的模型】预测苯酚在化学反应中可能的断键位置，说出预测的根据。【过渡】在学习甲苯的性质时，我们对比甲烷和甲苯的性质，发现苯环可以使甲基更活泼，甲基更容易发生反应，那苯酚的羟基和苯环也会互相影响呢？环节三：认识苯酚的酸性，了解苯环对羟基的影响，建立苯酚酸性的三重表征。【学生实验】苯酚与氢氧化钠反应。浑浊消失，溶液变澄清，说明生成了新的易溶于水的物质，这种物质就是苯酚钠，下面请同学们书写方程式，看看根据反应原理，还有什么物质生成？3【学生实验】苯酚钠与盐酸反应【演示实验】苯酚钠与二氧化碳反应苯酚浑浊液变澄清，说明生成了可溶性的苯酚钠，根据反应原理，另一种物质是什么呢？既然书上说是碳酸氢钠，应该是没错的，那如果是碳酸钠会出现什么情况呢？【演示实验】苯酚与碳酸钠溶液混合环节四：认识苯酚的取代反应，了解羟基对苯环的影响，建立苯酚取代反应的三重表征。【过渡】苯环对羟基（-OH）的影响使O-H的共价键更容易断开，那么羟基（-OH）对苯环有影响吗？【知识回顾】苯与溴水混合，苯把溴水中的溴萃取到苯层，没有发生化学反应，苯与液溴在铁做催化剂条件下才发生取代反应。苯酚能与溴水反应吗？【学生实验】向盛有少量饱和溴水的试管里逐滴加入少量苯酚稀溶液，边加边振荡。出现白色沉淀，这是生成了难溶性的三溴苯酚，根据反应原理，另一种物质是什么呢？环节五：了解苯酚的特性【学生实验】向盛有少量苯酚稀溶液的试管里逐滴滴入2-3滴FeCl3稀溶液。环节六：总结学习有机物一般经历以下过程（新的认知框架）展示结构↓分析官能团，预测可能的断键/成键位置↓预测或学习性质｛有机物的性质由官能团决定取代基之间也会互相影响↓实验验证↓分析讨论↓得出结论环节七：运用新的认知框架【作业】1、归纳整理苯、甲苯、乙醇、苯酚性质2、比较苯、甲苯、苯酚的性质3、比较乙醇、苯酚的性质二、基本概念课概念是指具有共同特征的一类事物或性质，属于程序性知识。加涅按习得方式将概念划分为具体概念和定义性概念。中学化学概念绝大多数是定义性概念。定义性概念学习的内部条件是提取包含在定义中的所以组成的概念，包括代表它们之间关系的概念；概念学习的外部条件是：①确定将要学习的概念。②呈现概念的定义。③呈现正例和反例。④提供练习，4广州化学教研内部资料，谢绝复制、转载、传播。让学习者对概念的正例与反例进行分类，并给以矫正性反馈。⑤提供间隔练习以促进保持与迁移。概念课显性的教学任务有三个，即：知道概念是什么（名称、定义、属性和例证分析）；运用概念去办事（分类、属性的运用）；辨明新概念与有关概念的关系，形成概念系统。根据建构主义学习理论，概念的学习方式主要有概念形成和概念同化。因此化学概念课一般的教学结构分三个部分：①获得概念。提供尽可能充足的实验事实、数据或生活经验，加以归纳、概括形成概念（概念形成）；或通过复习原有概念，并分析与新概念的关系，用演绎的方法形成概念（概念同化）。②转化阶段。将概念转化为对外办事的技能，明确运用概念的情景和程序。初步建立概念后，通过解释、判断正反例、主动举例等变式训练，理解概念的本质属性，明确其适用范围和条件等。③概念的迁移与运用。运用概念对外办事，通过在新的情景中运用概念进行分类、解释、比较新旧概念、运用概念的属性作出推论等变式训练，巩固、内化新概念，形成概念系统。案例3：物质的量的单位——摩尔[教学目标]1、知道“物质的量”是描述微观粒子集体的一个物理量，摩尔（mol）是其计量单位；知道1mol任何粒子的粒子数约为6.02×10个，其质量在数值上等于该粒子的相对原子（或分子）质量；1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数（符号为NA）。2．通过对具体物质组成的分析，理清构成物质的微观粒子（包括原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子）之间的数量关系，实现计量单位从个数到摩尔的转变。3、能够以熟悉的具体物质为例，进行质量、摩尔质量、物质的量、粒子数之间的换算，领会上述各种量之间换算的关键是经过“物质的量”这一“桥梁”来实现的。4、通过联系日常生活中的“打”、“盒”、“箱”等计量单位的使用情景，感受用“摩尔”作为微观粒子计量单位的便利性，体会计量标准的设置对计量的重要性。[教学环节]环节一：形成概念。重点突破对“单位”的理解【创设情景】某校需用2756张A4打印纸打印材料，采购员小黄来到文具店购买纸张，如果你是售货员，将怎样满足小黄的要求？一张张数吗？（最好不以1张为单位来数，可采用100张、200张或500张等数目为单位来计量）【提出问题】如果你想数出原子个数，设定什么样的单位来计量比较合适呢？（应该采用一个非常大的数字来计量）【提供事实】科学家通过长期的实验测量，提出以6.02×1023为单位来计量，这当然是一个非常巧妙的数据。523微观粒子粒子数目质量H2O分子6.02×102318gAl原子6.02×102327gCu原子6.02×102363.5gCO2分子6.02×102344g【设问】1、你能感受到这个计量单位的巧妙吗？2、请猜测下列物质的质量：（1）6.02×10个S原子（2）6.02×10个C原子（3）6.02×10个HCl分子（4）6.02×10个H2CO3分子【讲解】与200张纸计为1包，10包计为1箱类似，6.02×10个微观粒子计为1摩尔（mol），也就是说用摩尔这个单位来计量微观粒子数目。环节二：表述概念。模糊具体表述，突出意会。【讲解】摩尔是国际单位制的7个基本单位之一（阅读资料卡片），正如“米”这个单位对应的物理量是“长度”，“摩尔”这个单位对应的物理量是“物质的量”。【阅读】教材11页1~14行及，回答问题1、6.02×10这个数值是如何得到的？2、6.02×10个任何粒子的质量在数值上等于其相对分子（或原子）质量，原因可能是什么？3、6.02×10、0.012kg12C中所含的碳原子数、阿伏伽德罗常熟三者的关系是什么？【展示表格】理解粒子数、质量与物质的量之间的关系。（也可采用投影图片的方式）微观粒子质量18g1mol27g1mol63.5g1mol44g1mol物质的量粒子数目H2O分子6.02×1