走进化学科学教案.docx
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走进化学科学教案
走进化学科学
泰安一中高丽丽
走进化学科学
【教学目标】
知识与技能目标
1、使学生知道化学是在分子层次上认识物质和制备新物质的一门科学。
2、让学生了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学发展的趋势,明确现代化学作为中心学科在科学技术中的地位。
3、让学生了解现代化学科学的主要分支,在高中阶段将要进行哪些化学模块的学习,以及这些课程模块所包含的内容。
4、使学生了解进行化学科学探究的基本方法和必要技能,让学生了解高中化学的学习方法。
过程与方法目标
1、培养学生的自学能力和查阅相关资料进行分析概括的能力。
2、通过探究课例培养学生学会运用观察、实验、比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工,同时训练学生的口头表达能力和交流能力,激发学生学习的主动性和创新意识,从而悟出学好化学的科学方法。
情感态度与价值观目的
1、通过化学史的教学,使学生认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用。
2、介绍我国科学家在化学科学的贡献和成就,激发学生的爱国主义情感。
3、培养学生实事求是的科学态度,引导学生思考“化学与社会”、“化学与职业”等问题,激发学生的社会责任感,关注与化学有关的社会问题,引领学生进入高中化学的学习。
【教学重点、难点】
使学生知道化学是在原子、分子层次上研究物质的。
化学探究的一般方法。
【教学准备】
稀盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液澄清石灰水、碳酸钠溶液、石蕊试液、酚酞试液、铁钉、锌片、酒精灯、火柴、试管、胶头滴管、镊子、药匙、吹管、试管夹。
多媒体教学平台
【教学方法】
探究式教学
【教学过程】
[电脑展示]Chemistry——What?
Where?
How?
[引言]通过初中化学课程的学习,我们已经了解了一些化学知识,面对生机勃勃、变化无穷的大自然,我们不仅要问:
是什么物质构成了如此丰富多彩的自然界?
物质是怎样形成的?
物质是如何变化的?
怎样才能把普通的物质转化成更有价值的物质?
或许你也在思考,那就让我们一起来学习吧,相信通过今天的学习,你对化学会有一个全新的认识。
[板书]走进化学科学
情景一:
溶洞景观图片
[问题和思考]溶洞如何形成的?
[实验探究]在澄清石灰水中通入适量的二氧化碳,观察现象;再通入过量的二氧化碳,观察现象;反应后对溶液加热,观察现象。
学生实验记录:
实验内容
实验现象
结论
澄清石灰水中通入适量的二氧化碳
溶液浑浊
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
通二氧化碳至过量
沉淀溶解
CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2
溶液加热
溶液浑浊,有气泡生成
Ca(HCO3)2==CaCO3↓H2O+CO2
[结论]奇妙的溶洞的形成就是由于溶洞中含有浓度较高的二氧化碳气体与石灰石成万上亿年化学反应的结果。
情景二:
1、行走中的列车、轮船;
2、日常使用的铁锅、铁钉以及其它铁制用品;
3、桥梁和机械设备等。
[师生交流与思考]
1、它们都是什么物质做成的?
这些物质有什么样的性质。
2、它们从哪里来,如何得到它们?
[电脑展示]实验室用一氧化碳还原氧化铁制取单质铁,产生的气体通入澄清的石灰水,尾气点燃处理;钢铁厂炼铁的图片和动画模拟。
[结论]通过化学手段可以制取一些重要物质,它与我们的生活息息相关,有了它,我们的生活才会更精彩。
[思考]在生活中,你还知道日常生活中哪些与化学有关的问题?
[学生回答]1、黏结剂可以让不同物体黏结在一起。
2、摩丝、发胶、啫哩水等是我们每天都要用到的。
3、修正液对人体有害。
4、房屋装修后产生有害气体。
5、汽车尾气产生空气污染等等。
[交流与谈论]
通过初中化学课程的学习以及上面的介绍,你对化学科学有了哪些认识?
你能否用简短的几句话或几个词语描述一下你心中的化学?
结论:
化学科学就是研究各种各样的物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学,对于我们认识和利用物质具有重要的作用,她具有创造性和实用性
[板书]
—、化学是创造性的、实用的科学
[阅读与讲述]课本第2-4页内容,了解化学的发展历程。
情景三:
远古的地球、先民们生火取食、古代炼金场面、我国出土的青铜器;化学史上有名的科学家:
波义耳、拉瓦锡、道尔顿、门捷列夫。
[电脑展示]近代化学发展的里程碑。
1661年,英国化学家、物理学家波义耳提出化学元素的概念,标志着近代化学的诞生。
1771年,法国化学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说,使近代化学取得了革命性的进展。
1803年,英国化学家、物理学家道尔顿提出原子学说,为近代化学的发展奠定了坚实的基础。
1869年,俄国化学家门捷列夫发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。
[电脑展示]
1、二十世纪诺贝尔化学奖成果举例。
(附录一)
2、我国重大化学成就。
(附录二)
[交流与谈论]通过了解化学科学发展,谈一下你对现代化学的认识。
[板书]二、化学科学的形成和发展
化学科学就是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。
[板书]三、化学科学的探索空间
情景四:
由硅原子排列的两个汉字——中国,由分子构成的分子齿轮和分子马达
璀璨的分子明星(附录三)
[思考]化学科学与人类生活水平的提高和人类社会的发展密切相关,研究领域十分广泛。
你对化学科学研究的哪些问题感兴趣?
[电脑展示]与化学紧密相关的一些产品和职业,如:
新型药物、导电塑料、新型建筑材料、药物研制人员、化学科研人员、化学教师、化工厂工人、质检人员、环境保护工作人员、医生等。
[师生交流与思考]由学生自由发挥,自由发表自己的意见。
(可以让学生开展一分钟演讲)
[师生交流与思考]高中阶段,我们将学习哪些化学科学的知识和方法呢?
我们将走过怎样的化学学习历程呢?
[电脑展示和讲述]高中新教材体系
《化学必修一》、《化学必修二》
《化学与生活》:
了解日常生活中常见的物质的性质,探讨生活中常见的化学现象,体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用,形成合理使用化学品的意识。
《化学与技术》:
了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用;在更加广阔的视野下,认识化学科学与技术进步和社会发展的关系。
《化学反应原理》:
学习化学反应的基本原理,认识化学反应中能量转化的基本规律,了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用。
《有机化学基础》:
探讨有机化合物的组成、结构、性质及应用,学习有机化学研究的基本方法。
《物质结构与性质》:
了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法,认识物质结构与性质之间的关系。
《实验化学》:
通过实验探究活动,掌握基本的化学实验技能和方法,提高化学实验能力。
[板书]高中化学必修及选修科目
必修模块:
化学一化学二
选修模块:
《化学与生活》《化学与技术》《化学反应原理》、
《有机化学基础》《物质结构与性质》《实验化学》
[实验探究]通过以下实验体会化学探究的基本模式是什么?
怎样才能学好化学。
[分组实验]鉴别失去标鉴的盐酸、氢氧化钠水溶液、氯气化钠溶液
可选用试剂:
石蕊试液、酚酞试液、碳酸钠溶液、铁钉、锌片。
[师生交流与讨论]如何观察、思考、假说、验证、推理、判断得出结论,
[结论及板书]化学探究的基本模式是:
提出问题→观察思考→提出假说→收集证据、验证假说→表达交流→完善证据、得出结论。
学好化学要做到:
重视化学实验的作用;重视科学方法的训练;密切联系实际;多渠道获取知识。
[总结]通过今天的学习,我们深深地感到生活中化学无处不在。
今天,化学已发展成为材料科学、生命科学、环境科学和能源科学的重要基础,成为推进现代社会文明和科学技术进步的重要力量,并且在为解决人类面临的一系列危机,如能源危机、环境危机和粮食危机等做出积极的贡献。
可以说明现代化学已作为一门“中心科学”,她以崭新的观念与方式与国计民生各个方面密切联系,化学也将为每位同学的发展提供一个舞台,实现你心中的梦想。
【强化训练】
1、人类开始化学实践活动是从下列哪项活动开始的()
A、使用火B、制陶瓷C、酿酒D、炼丹
2、近代化学科学诞生的标志是()
A、1869年元素周期律的发现B、1803年原子学说的建立
C、1771年氧化学说的建立D、1661年提出了化学元素的概念
3、下列各项中,不属于化学科学研究内容的是()
A、寻找新的性能良好的材料B、治理环境污染
C、开发新能源D、研究质子、中子的结构
4、1803年提出原子学说,为近代化学的发展奠定了坚实的基础的科学家是()
A、英国化学家、物理学家——波义耳B、法国化学家——拉瓦锡
C、英国化学家、物理学家——道尔顿D、俄国化学家——门捷列夫
5、下列叙述中,不符合化学史事实的是()
A、法国化学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说使近代化学取得了革命性进展
B、英国化学家在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
C、以碳及其化合物为原料制成的芯片和光导纤维引领我们进入了信息时代
D、经过化学家们的不断努力,从自然界中发现以及人工制造出的化合物已经超过3500万种
6、19世纪中期,门捷列夫的突出贡献是()
A、提出原子学说B、发现元素周期律C、提出分子学说D、发现氧气
【交流研讨】
1、上网查询中国的科学院化学部委员(院士)名单,并了解他们的建树。
2、谈一谈自己喜欢的职业。
【课后反思】
1、本节采取问题探究、交流研讨、实验探究等多样化的教学形式,活跃了课堂气氛,提高了学生动手动及能力,调动了学生学习积极性,充分体现了教为主导,学为主体的教学思想。
2、采取多媒体等现代化教学手段,增大了课堂信息量,拓展了学生视野,感受了化学世界神奇美妙及化学科学无穷魅力。
3、通过本节课学习,激发了学生的民族自豪感,提高了学生化学学习积极性,引领学生关注化学科学与个人发展关系,增强了学生的社会责任感。
附录一:
诺贝尔化学奖获奖成果举例
1901年范特霍夫(荷兰)获奖:
发现溶液中的化学动力学法则和溶液渗透压的有关规律。
1903年阿伦尼乌期(瑞典)获奖:
提出电解质溶液理论。
1909年奥斯特瓦尔德(德国)获奖:
从事催化作用、电化学、化学平衡及反应速率的研究。
1911年居里夫人(波兰裔)获奖:
发现钋和镭,提纯了它们的化合物;从事元素蜕变系统的研究。
1913年维尔纳(瑞士)获奖:
研究分子中原子的配位,提出配位理论。
1914年理查兹(美国)获奖:
致力于原子量的研究,精确地测定了多种元素的原子量。
1918年哈伯(德国)获奖:
发明氨的工业合成方法。
1920年能斯特(德国)获奖:
研究热化学,提出了热力学第三定律。
1925年席格蒙迪(德国)获奖:
从事胶体的研究,阐明胶体的多相性。
1954年鲍林(美国)获奖:
将量子力学应用于化学,阐明了化学键的本质,解释了一些复杂的分子结构。
1965年伍德沃德(美国)获奖:
合成出甾醇、叶绿素、喹宁、麦角酸等许多存在于生物体中的物质。
1966年马利肯(美国)获奖:
用量子力学创立了分子轨道理论,阐明了分子的共价键本质和电子结构。
1995年克鲁林(荷兰)、莫利纳(美国)、罗兰(美国)获奖:
阐述了影响臭氧层厚度的化学机理,证明了造物质对臭氧层构成的破坏作用。
1996年柯尔(美国)、克鲁托(英国)、斯莫利(美国)获奖:
发现球状碳分子即C60。
1999年泽维尔(埃及和美国双重国籍)获奖:
将飞秒光谱学(1fs=10-15s)应用于研究化学反应的过程。
2000年黑格(美国)、马克迪尔米德(美国)和白川英树(日本)获奖:
在导电聚合物领域发现和发展导电聚合物——聚乙炔。
2001年诺尔斯(美国)、野伊良治(日本)和夏普莱斯(美国)获奖:
在“手性催化氢化反应”领域做出贡献。
2004年切哈诺沃(以色列)、赫什科(以色列)和罗斯(美国)获奖:
发现泛素调节的蛋白质降解。
附录二:
我国重大化学成就
年代
大事纪要
约50万年前
“北京猿人”已会用火
公元前8~6千年
中国(新石器时代)开始制陶器
约公元前2千年
中国已会铸铜
公元前140~87年
中国发明了造纸术
公元前一世纪至公元一世纪
中国《本草经》成书,书中记载动物、植物、矿物、药物达365种
十世纪
中国(宋代)把火药用于制造火药箭、火球等武器
1942年
中国的侯德榜发明了联合制碱法
1965年
中国科学家合成出牛胰岛素,是首次人工合成蛋白质
1981年
我国科学家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸
附录三:
璀璨的明星分子
在19世纪和20世纪上半叶,发现新元素及其化合物是化学研究的前沿之一。
从20世纪下半叶起,化学的主要任务不再是发现新元素,而是合成和研究新分子,其中许多分子由于具有特殊功能而备受注目,成为分子世界的“明星”。
在无机化学方面,首先成为分子“明星”的是氨分子(NH3)。
1909年,德国化学家哈伯首次在实验室催化合成出氨,之后德国化学工程专家博施完成了工业化设计。
1913年德国建立了年产1000吨氨的生产装置,用氨氧化法可生产3000吨硝酸,利用这些硝酸可制造3500吨烈性炸药TNT。
这大大助长了德皇威廉二世征服欧洲的野心,他悍然发动了第一次世界大战。
哈伯既是合成氨的发明者,又是毒气战的元凶。
赞扬他的人说:
他像天使一样为人类带来丰收和喜悦;诅咒他的人说:
他像魔鬼一样为人类带来灾难和痛苦。
在有机化学方面,诺贝尔在1867年用硝化甘油制成了安全且爆炸力很强的黄色炸药,直接应用于工业,使硝化甘油成为19世纪60年代的分子明星。
诺贝尔一生发明甚多,获专利255项。
他还是建立跨国公司的先驱,在20多个国家建立了90多座工厂或公司。
他临终将约920万美元的遗产几乎全部作为诺贝尔奖基金。
硝化甘油具有抗心绞痛的作用,是心肌炎新病人的随身携带的口服良药。
诺贝尔患有严重的心脏病,医生曾建议他服用硝化甘油,但被诺贝尔拒绝。
1896年,他因心脏病逝世。
硝化甘油能缓解心绞痛的机理,曾困惑了医学家、药理学家100余年,直到20世纪80年代才被人们所认识。
原来硝化甘油能缓慢释放一氧化氮(NO),而NO能使血管扩张,是一种传递神经信息的“信使分子”。
1992年NO被science评为明星分子。
研究表明,NO是广泛存在于各类细胞中的独特的信息因子和效应因子,参与机体心血管系统、神经系统、免疫系统等多方面生理活动。
1998年,三位科学家因发现NO在心血管系统中的重要作用而获得诺贝尔生理学和医学奖。
C60是一种璀璨的“明星”分子。
1985年化学家进行激光蒸发实验,合成出C60、C70等分子。
美国著名建筑专家富勒设计的穹形圆顶,使化学家们深受启发,他们提出了C60的结构假设。
实验证实:
C60是由于60个碳原子构成的球形32面体,即由12个五边形和20个六边形构成。
有趣的是,C60的分子结构酷似足球,因此C60有了“足球烯”的雅号。
1996年,诺贝尔化学奖颁给了C60的发现者。
继C60的发现之后,科学家们又合成出多种形式的碳元素组成的物质如碳纳米管、碳纳米颗粒、“巴基洋葱头”等,这些物质将在信息社会发挥不可估量的作用。
其中,碳纳米管是正在冉冉升起的分子“明星”,其大小处于纳米量级,可用做极细的分子导线和超小型的电子器件等,是极具潜在应用价值的纳米材料,科学家甚至设想用它制作攀登月球的“太空天梯”。
20世纪,化学家们主要是在分子层次上认识物质和合成新物质,为了人类的幸福和发展去研究分子和创造分子。
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