01高中化学《化学反应与电能》基于化学学科核心素养大单元说课视频(2023年国家级示范校成果展示课例视频)
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各位专家同行,大家好,我是新疆乌鲁木齐八一中学周靖,非常荣幸有机会与大家进行线上交流研讨。下面我将聚焦本次活动的主题,基于化学学科核心素养的化学选择性必修一、第四章化学能与电能与大家分享基于学科素养的大单元教学设计构想。化学学科中任何知识都不是孤立的,知识之间的关联性和逻辑性决定了我们在教学中可以采用大单元教学。大单元教学不是单纯的按照单元教材的内容开展教学,而是要求教师在对课程标准、教材等教学资源进行深入的解读和剖析后,根据自己对教学内容的理解以及学生的情况和特点,对教学内容进行分析、整合、重组后所形成相对完整的教学主题大单元。教学不仅是内容上的整合和进阶,也是方法上的进阶训练和学科思维及素养的发展。大单元教学目标不是某一课时能够实现的,它一定是经过若干课时或小单元教学逐步达成的。所以在开展大单元教学前,构建好整体框架更加利于学习目标的达成。这次教研活动,我们选择人教版选择性必修一化学反应原理。
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第四,单元化学反应与电能在整体内容分析的基础上,构建了大单元教学,进行了课堂活动的开发和实践。同时邀请三位专家,安徽省教科院教研员朱承东老师、新疆教科院教研员魏明老师、乌鲁木齐教研中心教研员范江文老师进行课程指导,取得了良好的效果。化学反应与电能大单元整体设计思路包括五部分,第一,引领性学习主题。第二,导向性素养目标。第三,大单元教学设计框架。第四,挑战性学习任务。
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第五持续性学习评价。首先我们来看引领性学习主题。首先我们来看引领性学习主题。依据一、基于新课标新课程,新高考 2017 版新课程标准中确立与化学学科核心素养发展为导向的课程目标,在新课标中要求通过了解化学反应中能量转化遵循的规律,培养学生运用电化学原理发展人类社会文明的能力,发展化学学科核心素养。在新课程中要求在必修二、化学反应与能量的学习基础上,基于化学学科核心素养选取组织选择性课程的教学,优化课程结构,提高课程的实应性和灵活性,促使知识向素养转化。基于课标要求,现行高考已经发出分项标。高考电化学试题以实际问题为测试任务,以真实工业生产情境为载体,以电化学知识为解决问题的工具,以核心素养为测试宗旨,实现学生知识考核向素养考核的转化,突出创新型人才的选拔和培养。
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所以在新课程改革中的教学,我们要针对教学实际问题,构建素养为本的课程教学体系,提供基于主题的教学策略、学习活动和情景素材,提高教学对生产生活实践的指导性。这里我们以选择性必修。一、第四章化学反应与电能为实践单元,基于化学学科核心素养进行大单元备课和授课。课程标准中对化学反应与电能的具体要求为内容要求认识化学能可以与电能等多种形式能量之间相互转化。能量的转化遵循能量守恒定律,认识化学能与电能相互转化的实际意义,即重要应用。了解元电池及常见化学电源的工作原理,认识电解在实现物质转化和存储能量中的具体应用。了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。学业要求能分析解释元电池和电解池的工作原理,能利用电化学原理解释金属辅食现象。选择并设计防腐措施,能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析解决实际问题。如新型电池的开发,本单元主要涉及的化学观念,微粒观。从微观本质角度分析,电化学、微观变化化学是在原子、分子等微观粒子水平上研究物质变化的实验性学科。化学变化意味着物质变化,而形成电流意味着带电粒子的定向移动。所以要搞清楚电化学中威力变化观,运用变化的观念解释电化学形成原理。
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在化学变化中,能都会伴随有能量变化,什么样的装置可以进行化学能与电能的相互转化?所以要搞清楚在电化学装置中微粒变化带来的能量变化平衡观,建立简单元电池、电解池到复杂电化学装置分析思路和一般方法,以平衡思想判断化学反应的主动性,以平衡思想理解能量守恒。
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所以要搞清楚电解池与原电池的动力学区别是什么?能量关,通过能量守恒建立电化学装置中化学能与电能之间的转化关系,通过电极材料、离子导体等要素的选择改变电化学反应过程,提高装置效率。所以要搞清楚电视差比、功率等交叉学科的联系依据。二、基于教材人教版选择性必修一第四章化学反应与电能的教学内容是在高中化学必修。二、第六章第一节化学反应与能量已经学了元电池相关知识的基础上进行深入和拓展。本单元重点通过发展对原电池原理和形成条件的认识,进一步理解实用电池,同时通过电解池的认识和建模,领会化学反应中能量的相互转化,并应用于金属的腐蚀与防护。该内容是高中化学重要的组成部分,和生产生活都有着密切联系,是对必修内容电化学知识的延伸、拓展和迁移应用依据。
02高中化学《有机分子空间结构与同分异构体》教学视频,2023年中国教育报“智慧校园”全国系列活动(杭州站)创新案例展示
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我们今天这节课的内容是关于有机分子空间结构与同分音构体,那么我们之前其实已经学到过一些知识,关于我们的研究有机化和物的一般步骤和方法,那我们一起来回顾一下,那我们知道有机物的研究方法当中,有机物是一个相对较复杂的一个体系。那在一系列的混合物当中,我们首先要将其进行分离提纯,得到纯净的物质再进行研究,那么在研究的过程当中,我们要去分析有机化和物中的元素关系,通过实验手段得到其中的元素比例,再根据相对分子质量得到它的分子式,那么最后结合我们的化学信息和仪器谱图得到它的结构,那么在结构分析过程当中涉及到这样三步。
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第一步是关于官能团和机团的一个分析,那么在这个分析过程当中需要我们运用到化学知识以及对普图的认识。第二步是将这些官能团和集团拼接组装在一起,就像一幅拼图一样,我们要按照正确的方式拼接,拼接之后最后去检测这个结构是否正确。那这就是我们研究有机化合物的一般布置和方法。那我们今天呢,为大家创设了一个环境,更好地、更真实地去理解这样子一个有机物研究的过程。
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那在这儿呢,我简单跟大家介绍一下,我们搭建了这样子一个平台。那么这样子一个实验平台当中涉及到了大量的实验,包括我们的传统实验和我们的仪器分析实验,那当然也有一些是大家没有学习过的,那没有学习过的同样子里面也提供了资料阅览的功能。所有的知识包括你学习过的,没有学习过的,在这里都能找到。那么基于这样子一个平台,大家可以更真实的去理解一个未知化合物的研究过程。
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那我们现在一起来讲一下我们今天这堂课的一个几个阶段啊。那么第一个阶段是确定分子式这个阶段,刚才我们说了整个有机化合物当中最核心的也是最关键的一个问题是分子式的确定。那么今天这堂课当中,如果我们等一下分好组,我们等下分好组之后,前两组确定分子式的将会获得一次额外的权利,这个权利等一下我会介绍包含什么,那么第二步进行结构分析,也就是说你要得到有机化核物当中的结构片段。
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那么每当有一组得到一个片段的时候,这一组也能额外获得一个权利,那么当所有的有机化合物的片段结构全部出现的时候,我们就开始进行它的结构的预测了。那首先去预测它的结构检视,那么测完结构检视之后,每一组刚才的权利其实可以分为求助机会。或者你可以选择去检验你的这个结构,那么你去检验你的结构,如果你结构的普图和我们等一下平台当中的普图是一致的,那么你的结构就是正确的,那这一组就算挑战成功了。
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所以在这儿我们要注意一下整个过程当中是这样子的四个过程,那么我们现在来看一下,今天我们会涉及运用到的一些软件。第一个是我们的 Kindle 软件,涉及到我们的界限式绘画结构绘画的一个软件,当然里面包括我们分子 3D 结构的观看这个之前我们已经用到过了,所以这里我们简单的回顾一下。当然如果不会用的同学,我们后面也会有说明,在我们的这个资料预览室里面也有对应的说明。
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第二个是这个全能计算器,因为我们今天创建的是一个真实的实验室环境。那因为是真实的,所以里面的数据不会像大家平时见到的数据都是凑好的,它是一个真实测量和称量的数据。那么同样子的,在这里面我们创建了两个平台,一个平台是学生活动,那这个学生活动我们等一下会简单介绍一下。
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那么同样子还有一个就是我们资料阅览室两个平台。那么我们讲一下这个活动当中我们的人员分工,主要涉及到第一个我们有流程记录员,那么在每个组的桌子上面有一有两张纸,上面是记录你每走一步的对应的流程的。第二个在整个平台当中,刚才讲了有两个平台,大家有这个平台操控的人员需要两名,除此以外资料查阅的人员。因为我们这个谱图,注意普图不要去切换你这个资料,你普通停在那里之后,另外一个同学可以用平板打开资料,可以快速的查阅信息,通过信息的比对去得到你想要的答案。
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那么当然还有就是 Kindle 的一个使用,这里强调我们最后会有一个小组汇报,这个小组汇报过程当中你需要把你的流程从头到尾走一遍,所以你需要去记录流程。第二个你要把你每个流程当中涉及到你画出的结构放在我们的 Kindle 这个板上,等一下你要展示给我看,你们分别想到了哪些结构?拼出了哪些结构?那么拼出的结构有哪些?最后你如何确定你的这个答案就是最正确的这个答案,这个结构是如何确定的?那么最后就是汇报的过程了,汇报我们需要一到两个人来汇报,那么这是我们的第一个人员分工,第二个是今天这个游戏的游戏规则,这个活动的游戏规则我们注意一下,等一下大家会点击到这个平台里面去,平台当中有红色框的部分,就像我们下面这里一个下一步有红色框的部分,你是可以点击的,没有红框的部分就像现在这个样子,你点击它是无效的。
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那么第二个是游戏开始 5 分钟之后,每一组有一次可以直接使用的权利,就是我们的求助权,如果你在整个探索过程当中遇到了障碍,你也可以求助,当然这个求助注意我是根据你们组的进程给你在这个进程当中一个突破的关键信息,但每个组只有一次免费的啊。注意免费的后面的都要通过刚才我们说的这几个条件,你第一个先得到分子式,你去获取,所以在这一定要注意一下,有这样子一个求助的机会。
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这个求助机会一定要把握好,那么除此以外,求助所得的信息可以选择是否共享,因为在这我们要注意一下,在科研这条路上,大家不是孤军奋战,它是一个共同努力的过程,我们既是对手,其实也是队友,所以信息可以选择共享给别人,当然这个共享的过程当中我们也可以选择进行交换信息。
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那么除了这几个可以获得这个我们的这个权限权利以外,我们其实还有就是如果当你得到所有结之后,你写出满足该结构的,就是我们这个结构片段写出满足该结构的同分异构体达到 5 种的时候,你也可以兑换一次权限,那么这个权限主要是用来检测你最后的结构的,因为这个同分异构可能有几十种。那你最后可能一下子画出几十种,其中满足的你可能还有三四种无法确定的,那我们要通过软件去匹配,所以要到我的电脑上进行操作的。
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