資源簡介

高中化學必修第一冊緒言——走進改變世界的化學
教學設計
教學目標：
1. 感受化學在促進人類文明可持續發展中發揮著日益重要的作用，化學是揭示元素到生命奧秘的核心力量；
2.理解化學學科有 3 個特點：從微觀層次認識物質，以符號形式描述物質，在不同層面創造物質。
了解高中化學學什么，怎么學。感受化學學習的方法是，從物質類別和元素化合價的角度認識物質。從微觀層次理解反應規律。
了解高中化學怎么學。即要關注研究物質及其變化的角度與規律，關注學習路徑。
教學過程：
環節要點 教師活動 學生活動
引言 同學們好，我是廣州市第八十六中學的丁革兵老師。今天我們一起來學習“高中化學必修第一冊緒言——走進創造物質的化學”。
創 設 情境， 問題引入 【ppt 展示】2 張圖片 【引入】同學們好！圖片展示的，是“84 消毒液”和“醫用口罩”，它們在抗擊新冠疫情的戰役中功勛卓著。你知道它們的有效成分是什么嗎？ 【說明】“84 消毒液”的有效成分是“NaClO 次氯酸鈉”，“醫用口罩”的有效成分是“高分子材料聚丙烯(C3H6)n”。 【問題】這些物質都是自然界原本不存在的，它們是怎樣被制備出來的呢？與高中化學有什么聯系呢？ 思考
了解 學習目標 通過學習，我們將了解： 化學是什么 化學學科怎樣發展 高中化學學什么 高中化學怎么學
教學環節 1：了解化學是什么 【問題】根通過初三的學習，你了解化學是什么嗎？ 【回顧】化學是研究物質及其變化的科學，化學創造自新物質新材料。 例如我國制造高鐵的材料，制造“嫦娥五號”月球探測器的材料，制造航天飛機和航天飛機艙外航天服的材料。這套我國研制的艙外航天服，總重量達 120 公斤，造價約 3 千萬人民幣。
【問題】猜一猜，世界上已發現或合成多少種化學物質 【展示】美國化學文摘社（簡稱 CAS）宣布，從 2009年 9 月到 2015 年 7 月，收錄的化學物質的種數從 4000萬增長到 1 億萬，6 年時間增長了 5000 多萬。這新增的 5 千萬種物質都是化學創造的。化學是人類進步的關鍵。
教學環節二： 了解化學學科怎樣發展 【設問】新的問題來了，110 多種元素是怎樣組成上億萬種物質的呢？下面進入第 2 個環節，了解化學學科怎樣發展。 【講解】我們先來了解近代化學家們的努力。1661年波義耳建立起科學的元素觀，1777 年拉瓦錫提出了氧化學說， 1803 年道爾頓提出了原子論，1811 年阿伏伽德羅提出了分子學說，1869 年門捷列夫發現了元素周期律。 在 200 多年的時間里，化學家的研究，從宏觀的物質層面，進入到微觀的原子分子層面，從定性的分析，進入到從量的角度展開研究。 進入 20 世紀，質譜儀、X 射線衍射儀、核磁共振儀等多種高科技儀器，在化學研究中不斷被應用，化學家研究物質的角度由理論到實驗、由宏觀到微觀、由定性到定量縱深發展。 化學的發展，也促進了相關學科的發展。例如，1965年，我國科學家成功地合成了結晶牛胰島素，在世界上首次實現了蛋白質的人工合成。所以，化學是揭示從元素到生命奧秘的核心力量。 我國化學家為打破國外技術封鎖，提高國家建設實力，在化學的應用與創新上做出了巨大努力。例如，有民族化學家侯德榜先生，中國催化劑之父閔恩澤先生，
中國稀土之父徐光憲先生，中國高溫合金開拓者師昌緒先生，中國化學激光之父張存浩先生等待。 【總結】從化學發展史，我們得到下列啟示： 化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的一門基礎學科。 化學的特征是從微觀層次認識物質，以符號形式描述物質，在不同層面創造物質。 化學注重理論與實驗、宏觀與微觀、定性與定量、研究與應用的結合。
教學環節三： 了解高中化學學什么 【引入】下面進入第 3 個環節，了解高中化學學什么。先從 2 個案例說起。怎樣利用食鹽和水制備消毒液？怎樣利用石油制備醫用口罩的有效成分？以原料制備產品的有效成分，我們該怎么來思考呢？ 【回憶】我們先來回憶初中認識物質及其轉化的角度，也就是先給物質分類，再思考轉化路徑。 首先，要了解原料和產品中的有效成分是什么？這些有效成分含有什么元素，有效成分含有的各物質屬于酸、堿、鹽等哪些類別，可能發生哪些反應，反應類型是什么，比如是復分解反應還是置換反應等等。 這就是根據初中化學知識，我們得到的“利用原料制備產品的有效成分的思考路徑”。
【講解】根據這一思考路徑，我們來看第 1 個案例，怎樣利用食鹽和水來制備 84 消毒液的有效成分？ 首先明確有效成分。84 消毒液的有效成分是次氯酸鈉，食鹽的有效成分是氯化鈉； 第二步思考元素類別。次氯酸鈉含有鈉、氯、氧 3種元素，氯化鈉含有鈉、氯元素。 第三步思考物質類別，次氯酸鈉、氯化鈉都屬于鈉鹽，水屬于氧化物。 最后思考反應類型。NaCl 溶于水，在常溫下 NaCl 與水不能反應。 因此，利用初中的化學知識無法解決。
【問題】怎么解決呢？高中化學將增加物質分類與轉化的新視角，元素化合價視角。
教學環節三： 了解高中化學學什么 請大家標注次氯酸鈉、氯化鈉、水中各元素的化合價，找找哪些元素的化合價發生了變化？ 【講解】這 3 種物質中，氯化鈉和水是我們熟悉的物質，其中，鈉元素為+1 價，氯元素為-1 價，氫元素為 +1 價，氧元素為-2 價。在次氯酸鈉中，鈉元素為+1 價，氧元素為-2 價，設氯元素的化合價為 X。 根據化合物中元素化合價的代數和為 0 的原則，則有（+1）+X+（-2）=0，求得 X=+1 價。 氯元素的化合價由-1 價變化為+1 價，氯元素的化合價發生了變化。 【講解】通過標注發現，在反應前后，氯的化合價發生變化。元素化合價為什么會發生變化？其變化要遵循什么規律呢？我們將在高一化學必修第一冊學習。
【簡介教材內容】在高一必修階段，我們將學習兩冊化學教材，這是必修教材的部分目錄。 第一章將從離子、電子的微觀視角，揭示化學反應的規律； 在第二章、第三章、第五章中，我們將根據第一章的化學反應理論，從物質類別和元素價態的視角，學習鈉、氯、鐵、硫、氮及其化合物的性質和轉化規律。 在第四章，我們將學習“物質結構和元素周期律”，從而增加預測并比較物質性質變化規律的另一途徑。 在第六章，我們將學習“化學反應速率與能量”，從化學反應的快慢與能量變化角度，增加認識化學反應的新視角。
【問題】我們再來看第 2 個案例，怎樣利用石油制備醫用口罩的有效成分？ 【講解】根據思考路徑，我們首先要明確石油和醫用口罩的有效成分。醫用口罩的有效成分是高分子材料聚丙烯，石油的有效成分是多種碳氫化合物組成的混合物。這些混合物要先通過化學反應得到丙烯，丙烯再通過化學反應轉化為聚丙烯。 丙烯、聚丙烯都屬于有機物。與無機物相比，有機物的性質、轉化規律有什么不同的特點呢？ 高中化學將增加有機化合物的學習。
教學環節三： 了解高中化學學什么 這是必修第二冊第七章的內容，我們將學習常見的乙烯、乙醇、乙酸等有機化合物知識，了解有機化合物與基本營養物質的關系。我們將利用球棍模型和空間填充模型，從微觀視角認識有機化合物的結構，從原子、分子水平去認識有機化合物的轉化規律。
如果你對化學還有探究興趣的話，準備把化學作為高考科目，可以在高二時，選擇“物質結構與性質”“化學反應原理”“有機化學基礎”等 3 門選擇性必修課程，繼續學習。如果你還有興趣，可以選修“實驗化學”“化學與社會”“發展中的化學科學”課程。
教學環節四： 了解高中化學怎么學 下面進入第 4 個環節，了解高中化學怎么學。
根據剛才的分析，與初中化學相比，高中化學學習有哪些不同的特點呢？ 對了，是要關注研究物質及其變化的角度與規律。例如，在“利用食鹽和水制備 84 消毒液”的案例中，要從氯元素的價態角度，去預測氯化鈉、次氯酸鈉的性質，設計轉化路徑，并用實驗驗證。 這是第 1 點。
第 2 點，要關注學習路徑。我國著名化學家傅鷹先生說過，化學是實驗的科學，只有實驗才是最高法庭。 例如，從元素類別看，與氯化鈉相比，次氯酸鈉僅僅多了氧元素，次氯酸鈉為什么有消毒殺菌作用？怎樣從微觀層次解釋？如何設計實驗證明？預計會出現哪些實驗現象？選擇哪些實驗現象為證據進行論證推理？ 這就是同學們要關注的學習路徑：宏觀與微觀、實驗與探究、論證與推理。
另外，在高中，我們還要關注與化學學科有關的職業發展。例如，化學家、化學工程師、環境學家、材料工程師等等都是我們關注的對象，他們為化學的應用與
創新做出了許多努力。 我國自主研制的“嫦娥五號”月球探測器和“蛟龍號”潛水器，都含有化學科研工作者的心血與貢獻。
課堂總結 同學們，通過本節課的學習，你有哪些收獲呢？ 主要有 3 點，感受了“化學創造物質”的重要價值，概覽了高中化學的學習內容，了解了認識物質及其轉化的新角度——元素化合價角度。
結束語 愿高中化學必修課程，助你開啟探索物質的新學習旅程！為你的職業規劃助一臂之力！ 本節課到此結束， 再見！

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