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1、浙江省高中化学新课程培训 从矿物到基础材料教材分析与教学建议舟山市南海实验学校 李明专题概述本专题以矿物资源中获得的重要无机基础材料为主线，重点介绍基础无机材料中所包含的铝、铁、铜、硅等常见元素的单质的冶炼原理，单质及其化合物的性质和用途，金属材料的防护等内容。本专题内容主要涉及铝、铁、铜、硅元素的单质及其重要化合物的获得和应用，与生产生活，联系紧密，在教学中要通过创设贴近学生生活的问题情景组织教学，以提高学生学习本专题内容的兴趣。本专题还涉及氧化还原反应原理和酸、碱、盐、氧化物等物质间转化关系的应用，在教学中需要注意复习巩固相关化学原理，引导学生加深对物质转化关系和氧化还原反应原理重要应用的
2、认识。在教学中要重视通过探究活动使学生获得知识，发展能力。通过剖析从铝土矿制备铝的工艺流程，能让学生了解氧化铝的主要性质以及获得氧化铝的主要方法，了解偏铝酸钠与酸的反应；通过对铝与酸溶液或碱溶液反应的探究，学习科学研究的一般方法；通过对氢氧化铝是否为两性氢氧化物的活动探究，让学生在获得结论的同时，学习采用类比提出假说的方法；通过对Fe2+和Fe3+之间相互转化规律的探究，不仅能让学生进一步认识氧化还原反应的本质，更好地理解Fe2+和Fe3+之间的相互转化规律，还能帮助学生提高提出假说、设计探究方案、获得探究结论等科学探究能力。学习目标一、课标要求高中化学课程标准化学中规定的元素化合物知识主要有
3、以下内容：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。新课程标准没有明确给出和限定要学习这些元素的哪些具体的化合物，突破传统的物质中心模式，不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究有关的物质，而是从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值充分体现元素化合物与自然界和社会生活的密切联系，贯彻STS教育的观点；引导学生从
4、综合的观点去学习和认识有关的物质，通过对物质性质的学习加深对环境和社会生活问题的理解和认识，并做出思考和决策，使学生直接体会到了所学知识的价值，避免机械孤立地学习和记忆有关物质的知识，有利于激发学生学习的兴趣，促进学生科学素养的提高。二、课标落实于本专题的教学目标第一单元 从铝土矿到铝合金 1了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要存在形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。1 / 7 2知道铝、氧化铝和氢氧化铝的性质，了解铝及其化合物在生产生活中的重要应用，进一步认识化学与生产生活的关系。 3了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念
5、，知道氧化铝和氢氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物。 4通过相关探究活动进一步了解探究学习的一般过程和方法。 5尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识结构的常用方法。第二单元 铁、铜的获取及应用1了解自然界中铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。 2掌握Fe2+、Fe3+的性质及相互转化。学会用化学方法鉴别Fe2+与Fe3+。系统掌握铁及其化合物的化学性质。在“实验一反思一再实验一再反思”的过程中体验实验探究的方法和技能。通过列表比较和图示联系的方式，在了解、掌握Fe2+、Fe3+的性质的同时，学习科学的思维方法和
6、学习方式。 3了解金属腐蚀的利弊。应用已有的化学知识进行钢铁防护。通过查阅资料，了解合理开发、利用自然资源的重要性，同时形成珍惜、保护自然资源的意识。第三单元 含硅矿物与信息材料 1了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切关系。 2知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。 3认识单晶硅的使用给现代人类文明进程所带来的重大影响。激发学生研究、发现新材料的意识。教材知识比较及衔接1新旧教材比较新教材与现行高中化学教材相比，弱化了按照元素自然族来介绍元素化合物知识的传统做法，本单元所涉及的元素化合物知识内容在覆盖面上与现行课程的差别不大
7、，具体化合物知识内容的选取以及处理的深广度也基本相近，但是内容的组织线索、学习的重点和方式等都有较大的变化，如现行课程元素化合物知识都是按结构性质用途与制法的组织形式进行教学，而本单元的知识则是从工业制备性质应用的组织形式呈现，新教材跳出以单一物质为中心的学习模式，以元素层面看待元素化合物的学习。2各版本教材比较三套教材（山东版、人教班、苏教版）在铝、铁、铜、硅及其化合物知识的处理上，虽然阐释的角度不同，如山东版教材把铁及其化合物的知识放于氧化剂和还原剂的单元中，从氧化还原的角度进行学习；铝、硅及其化合物的知识则和苏教版处理类似，从材料这一角度归类学习。人教班对这些元素化合物知识的处理则沿用基
8、本的元素分类方法，从金属和非金属的角度进行阐释。但三套教材都遵循了课标的要求，将物质性质的学习置于一定的社会或生活背景中，从更具有实际应用价值的层面切入物质性质的学习。关于具体的元素化合物知识的深度和广度，各教材处理基本一致，如铝及其化合物都着重介绍了铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，只是在细节上略有不同，如苏教版、山东版教材介绍了铝热反应的知识，而在人教版并没有涉及。3前后知识联系本专题涉及的概念有两性氧化物和两性氢氧化物，在初中科学中具体学习了酸和碱的概念及性质，对两性氢氧化物概念的学习有较好的知识铺垫，但在科学标准及教材中均未涉及酸性氧化物、碱性氧化物的概念，因此在学习两性氧化物的概念及性质前
9、，应该让学生明确酸性氧化物、碱性氧化物的概念。在初中科学中学习了金属的物理性质和基本的化学性质如与氧气、酸的反应及金属间的置换反应；也介绍了铁、铜等金属材料冶炼（高炉炼铁、湿法炼铜）的化学原理、合金的知识及金属的锈蚀，介绍了无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷）和新型材料的知识。这些对于本专题知识的学习起了很好的铺垫作用。本专题中涉及的金属铝冶炼的原理、精炼铜的原理、钢铁的腐蚀等有关STS内容将会在相关后续模块中进一步学习，在教学设计中要注意处理好这些内容的深广度，不能太过于关注细节，要从生产生活实际、科学技术发展、化学实验等多角度去思考相应的STS内容，将STS内容与学生的学习紧密结合，让学生进
10、行主动的学习和体验，增进对联系生产生活实际的学习内容的理解。教学建议一、课时分配建议单元名称内容建议课时第一单元、从铝土矿到铝合金从铝土矿中提取铝1铝的氢氧化物1铝的性质1第二单元、铁、铜的获取及应用从自然界获取铁和铜1铁、铜及其化合物的应用1钢铁的腐蚀1第三单元、含硅矿物等信息材料硅酸盐矿物与硅酸盐产品1二氧化硅等信息材料1专题回顾和小结1合计9二、教学要求及具体知识点第一单元 从铝土矿到铝合金基本要求了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要的存在形式，了解从铝土矿获得铝的方法，从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。通过实验探究，理解铝的重要性质，如与酸、碱反应，钝化现
11、象等。了解铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，例举铝合金的应用，进一步认识化学与生活的关系。以铝的氧化物和氢氧化物为例了解两性氧化物，两性氢氧化物的概念和一般性质。发展要求知道明矾的组成和净水作用。对铝热反应进行拓展，了解用其他金属氧化物如Cr2O3、MnO2等代替氧化铁也可发生铝热反应，并可用以冶炼铬、锰等金属。了解铝及其重要化合物之间的转化关系。说明不要拓展到明矾以外的其他净水剂不要求介绍其他种类合金铝热反应的放热不需定量计算，化学反应热等在化学2会详细介绍实施建议：一、 从铝土矿中提取铝1 铝土矿制备铝的工艺流程（解释每一步操作的物质成分变化，掌握相关反应的化学方程式。）2 氧化铝的两性介绍（与
12、酸性氧化物、碱性氧化物对比。）3 铝合金、氧化铝的用途（复习合金的知识。）二、 铝的氢氧化物1氢氧化铝的两性（利用实验探究并与酸、碱进行对比得出两性氢氧化物的概念。）2明矾的净水作用（了解净水原理和复盐的概念。）三、 铝的性质1 铝的化学性质（可安排学生进行实验探究，分析结果。）2 铝的钝化（结合初中科学涉及的知识和实验。）3 铝热反应（做铝热反应的演示实验，并进行适当的拓展。）建议：本单元的核心知识是铝及其化合物的性质，在结束本单元知识的学习后，应该对铝及其化合物的性质进行归纳，了解各物质间的转化关系，形成知识网络。第二单元 铁、铜的获取及应用基本要求了解自然界铁、铜的存在形式和冶炼方法，体
13、会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。通过生产、生活中的应用实例和实验探究，了解铁、铜、Fe2+、Fe3+的性质，Fe2+、Fe3+的相互转化，了解铁、铜及其化合物的重要应用。了解钢铁腐蚀的原理和危害性，应用已有知识进行钢铁防腐，了解合理开发自然资源的重要性，同时形成珍惜、保护自然资源的意识。发展要求了解Fe2+、Fe3+的常用检验方法。知道铬和镍与不锈钢的联系，并简单介绍不锈钢的重要用途。说 明不拓展到铜的电解精炼，有关内容到化学2中介绍实施建议：一、 从自然界获取铁和铜1 自然界存在的铁、铜的形式及其矿石的主要成分（通过介绍了解铁、铜的存在及常见矿物。）2 炼铁的原理（结合初中所学炼铁的基本原理
14、，介绍炼铁过程中所涉及的主要反应及原理。）3 生铁和钢（简单介绍生铁和钢的性质。）4 铜的冶炼（简单介绍其过程。）二、 铁、铜及其化合物的应用1 铁、铜的物理性质与应用（通过回顾初中所学金属物理性质及应用学习。）2 铁、铜的化学性质（可结合初中科学知识对铁与铜的化学性质比较、归纳。）3 Fe2+ 、Fe3+ 的转化（通过探究Fe2+ 、Fe3+ 的转化，形成“铁三角”的知识网络，对铁元素的性质进行总结。）4 Fe2+ 、Fe3+的检验（可以补充演示实验。）三、 钢铁的腐蚀1 铁腐蚀的条件（在初中科学介绍的基础上适度拓展。）2 铁生锈的原理（了解腐蚀过程，对原理不做过多解释，不要求介绍电化学腐蚀
15、包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀。）3 金属的防护原理（了解防腐的方法，对涉及电化学的保护法不从原理上深入讨论。）4 Fe(OH)2 与Fe(OH)3（介绍Fe(OH)2 与Fe(OH)3的转化，补充有关实验。）第三单元、含硅矿物与信息材料基本要求了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物（以二氧化硅和硅酸钠为例）的重要性质。知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品。了解工业上高纯硅的制备方法。了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。发展要求了解分子筛的化学组成、结构和作用。对光导纤维的组成和作用有初步了解。说明不要拓展到硅的晶体结构，原子晶体在
16、化学2会介绍实施建议：一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品1常见硅酸盐矿物的组成及写法（设计习题练习改写。）2硅酸钠的性质（通过基本反应了解性质，补充硅酸的有关知识。）3水泥、玻璃的原料、成份（在初中科学的基础上巩固，适度拓展反应原理。）二、二氧化硅与信息材料1二氧化硅的性质与用途（以介绍为主，抓住基本反应方程式。）2工业上硅的制法（了解提纯的步骤及相关化学反应。）3硅的性质与用途（适当补充硅的化学性质及反应。）教学中应注意的问题1准确把握知识深广度，领会教材设计意图 新课程中元素化合物知识的要求层次和水平与传统的课程相比都有了较大的变化，教师要深刻理解课程标准和教材对内容的深广度要求；要面向全体高中学
17、生，目标指向学生学习最终达到的最低水平；一项学习目标的达成，不要求一步到位，倡导通过多次的学习，螺旋上升，逐步实现。在教学实施中，有的教师仍用高考的标准和旧课程的要求处理教材中出现的内容，无限地拓展和提高教学要求，教学中由于受到传统知识教学的影响，随意扩展内容，追求知识的“一步到位”，这样会给学生带来额外的负担，不能按课时完成教学内容。本单元的知识与现行的教材相比在深广度上变化不大，但知识组织顺序发生了变化，要求教师改变教学过程中的具体问题，要重新设计相关问题。教师要严格控制必修课程知识内容的深广度与进度，排除原教材知识体系的影响，不能简单地将原有教学处理进行“搬家”，而要根据现在知识的位置和
18、组织方式，进行新的处理，设计合理的教学问题和教学活动。2加强与其他相关知识的联系（1）结合初中科学相关知识，认识铝、铁、铜和硅的性质。（2）本单元内容中涉及较多的酸、碱、盐、氧化物间的转化关系。在教学中帮助学生归纳总结酸、碱、盐、氧化物的转化关系，并尝试用这种转化关系解决化学中的问题。（3）结合前面专题学习的活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁，了解铝、铁、铜、硅和它们的异同，逐步建立元素周期律的基础。（4）本单元涉及不少氧化还原反应，通过对这些反应的归类，进一步巩固氧化还原及电解质的有关概念。（5）本单元4种元素的单质和他们的化合物与工业生产及我们的生活有着密切的联系。建议以我们周围常见的一些物
19、质入手介绍它们，从而培养学生全面研究物质、分析问题的能力。3正确处理STS知识，改变教学策略 本单元不是以单纯的元素化合物知识为简单的内容组织线索，而是通过工业提取金属、材料的应用等一系列STS知识将知识有机地串联起来，对于STS知识也不能随意扩展或者“一步到位”。新课程教材利用丰富的栏目承载相应的STS内容教学任务，通常会出现一些课程标准不作要求的核心知识内容，教师在教学设计中要注意处理好这些内容的深广度，不能太过于关注细节，而违背了这些内容设计的初衷。如工业提取铝的方法，新课程将其作为具有STS功能和意义的内容出现，教学中教师会去关注工业提取铝的具体工业流程及发生的化学反应的实质，一下子就
20、落实到核心化学知识教学的路子上。4注重实验作用，培养学生的探究意识新课程中元素化合物知识的学习主要从实验现象出发分析物质的性质，因此，实验对于本单元知识的学习有着举足轻重的作用。在高中新课程中，没有明确规定哪些是学生实验、哪些是演示实验。一般来说，教材中活动探究的实验内容属于学生实验，观察思考的实验内容属于演示实验，但不是不能改变。教师可以根据学校的硬件和教学的情况，改变实验类型。但是，总的原则是，应该让学生有尽可能多的机会进行实验活动。5合理运用教材中各种栏目 本单元设计了各种栏目30多个，这些栏目的设置，蕴含着教与学的方法，体现了新课程的理念，有助于教师驾驭教学过程。在实际教学中，教师并非所有内容都要亲自解释，要分析教材的微观结构，结合自身特点和学生的实际情况，确定重点，可以选择性地利用这些教材资源，如各栏目对应的活动，课本上留待思考的问题等，有效地开展教学活动，促使学生主动学习，培养学生独立获取知识解决问题的能力；补充的内容也应围绕教学重点而展开。 -温馨提示：如不慎侵犯了您的权益，可联系文库删除处理，感谢您的关注！