高中化學課堂教學設計與實踐

熊啟芳

一、教材分析

“元素和化合物”是高中化學必修課的核心內容，也是高一學生應重點學習的化學知識之一。元素是構成世界的基本單位，它們存在于自然界中的各種化合物中。迄今為止，科學家已經發現了118種元素，其中92種存在于地球上。這些元素具有不同的性質和用途，有些對生命至關重要，如碳、氫、氧和氮等，而有些則對生物體有害，如鉛、汞和砷等。化合物則是由兩個或更多不同元素以一定比例結合在一起形成的具有固定化學組成的物質。化合物在自然界中廣泛存在，并在生活和科學研究中具有重要的應用價值。

根據《普通高中化學課程標準（2017年版2022年修訂）》，學習元素和化合物要求結合生活實際，深入探究元素和化合物在生產和生活中的應用，理解其存在的意義和價值。元素是構成世間物質的基礎，而化合物也廣泛分布在世間萬物之中，對生產生活、經濟發展、文明進步甚至生命都至關重要。深入了解元素和化合物的性質和規律，有助于優化生產過程，提高產品質量，甚至可以維持生命特征，促進社會發展。

二、學情分析

在初中階段，教材主要側重于基本概念和簡單應用，如原子、分子、離子等基本化學概念的介紹，以及常見元素和化合物的性質和用途等。而在高中階段，教材內容更加深入，涉及元素周期表的構建、元素周期律的應用、金屬和非金屬元素的性質及化合物制備等，強調理論與實際應用的結合。隨著課程難度的加深，部分學生對元素和化合物的理解容易出現模糊和混淆的現象，并對元素周期表和元素周期律方面的掌握不盡如人意，對金屬和非金屬元素性質及化合物制備的掌握程度較低。原因在于，這部分內容涉及的理論知識較多，且與實際生活聯系不緊密，導致學生學習興趣不高。這就需要教師在教學中加強初高中教材的銜接，梳理知識點，幫助學生建立完整的化學知識體系，提高教學手段的多樣性和趣味性，如引入實驗、案例分析等教學方法，激發學生的學習興趣。教師要重點講解元素周期表和元素周期律，引導學生理解其內涵和應用，提高學生的學習效果。注重理論與實際應用的結合，通過真實情境的創設，注重嚴密性、完整性、科學性及邏輯推理的重要性，引導學生更加系統、全面地處理化學問題，幫助學生更好地理解和掌握化學知識。

三、教學目標

1.讓學生可以深入理解元素和化合物的基本概念和定義，能夠區分元素和化合物，并能夠從現實生活中舉例說明。

2.幫助學生理解元素和化合物的組成和結構，深入剖析其本質現象。能夠使用化學符號和化學式表示元素和化合物，并能夠解釋元素和化合物的性質和特點，將其運用于生活中。

3.幫助學生根據不同依據進行元素和化合物的分類和歸納，并應用元素和化合物的知識解決相關問題。

4.培養學生的實驗操作能力、科學思維能力、團隊合作能力、創新能力和歸納總結能力。

四、教學重難點

教學重點：

1.元素的概念和特征。了解元素是由原子組成的，每個元素都有獨特的原子結構和化學性質。

2.元素的分類。了解元素可以根據其原子結構和化學性質進行分類，如金屬元素、非金屬元素和半金屬元素等。

3.元素的周期表。了解元素周期表的結構和排列規律，以及如何使用周期表查找元素的相關信息。

4.化合物的概念和特征。了解化合物是由兩種或更多種元素通過化學反應而形成的物質，具有獨特的化學性質和組成比例。

5.化合物的命名和化學式。根據化合物的組成元素和化學性質來命名化合物，并能夠根據化合物的名稱寫出化學式。

教學難點：

1.元素的原子結構和周期表的理解。學生可能會難以理解元素的原子結構和周期表的排列規律，需要通過實驗和圖示等方式進行輔助教學。

2.元素和化合物的區分。學生可能會混淆元素和化合物的概念，需要通過實例和練習來幫助學生理解兩者之間的區別。

3.化合物的命名和化學式的確定。學生可能會在化合物的命名和化學式的確定上遇到困難，需要通過大量的練習和實例來提高學生的熟練程度。

4.化合物的化學性質和反應。學生可能會難以理解化合物的化學性質和反應過程，需要通過實驗和案例分析等方式進行教學，幫助學生理解和應用化合物的化學知識。

5.溶液和膠體性質。溶液和膠體不是單一元素或者化合物，且二者之間存在聯系與區別，學生容易混淆，需要通過詳細分析其特點找出不同之處，才能優化學生的掌握情況。

五、教學過程

情景導入：教師可以通過多媒體展示日常生活中衣、食、住、行常見物質的視頻或者圖片，結合化學理論知識，引發學生思考，進而提高學生的學習興趣。例如，教師可展示一張饅頭圖片，提問：饅頭是怎么制作出來的？展示飛機起飛的視頻，提問：飛機是用哪些物質制造的？等等。這種情景導入，不僅能夠激發學生對物質結構的探索和好奇，還會激發其對元素和化合物的興趣，也為后續的學習奠定堅實的基礎。通過多媒體展示的圖片或視頻，學生能更直觀地了解元素和化合物在日常生活中的廣泛應用，這種直觀感受有助于拉近學生與學科內容的距離，起到理論結合實際的作用，有利于學生對課程知識的理解和掌握。

知識講解：教師可以通過板書或者PPT展示的方式，詳細講解元素和化合物的定義、特點、分類、性質以及二者之間的關系，系統性地介紹元素和化合物的存在形式和實際應用。元素通過大氣、水、土壤等多種形式存在于自然界中，它們是生物體生長、發育和生存的基礎。例如，碳、氫、氧、氮等元素是生物體中最常見的元素，它們構成了生命體的基本框架。此外，鐵、鋅、鈣等微量元素在生物體的生理功能中也起著至關重要的作用。化合物在自然界中廣泛存在，它們參與了生物體和環境之間的相互作用。例如，水是生物體生存的必要條件，沒有水，生命無法存在。此外，氧氣是生物體進行呼吸作用的必需物質。這些化合物在生物體的生長、發育和生存過程中起著至關重要的作用。在工業和農業生產中，元素和化合物的應用同樣重要。例如，鋼材的生產需要用到鐵元素；化肥的使用則涉及氮、磷、鉀等元素的供應。此外，化合物在醫藥、食品、化妝品等行業中也具有廣泛的應用。比如，藥品中的活性成分、食品中的添加劑、化妝品中的成分等，都是化合物的重要組成部分。在自然界中，元素和化合物之間通過各種相互作用相互轉化。例如，生物體在新陳代謝過程中會發生化學反應，從而使元素和化合物發生變化。同時，環境中的化學物質也會通過大氣、水、土壤等途徑影響生物體和環境之間的相互作用。通過舉例和發散思維，讓學生深入了解元素和化合物存在的意義和價值，豐富對元素和化合物的認知，使其在學科知識的整體性上有更全面的理解。

臨場練習：為進一步鞏固學生對理論知識的掌握，教師可以利用快問快答的形式，給出多組相同、相似或簡單易錯的元素和化合物組成的物質，讓學生進行搶答，答錯的讓其他人繼續搶答，并強調正確答案，答對較多的學生教師可以適當給予獎勵，如筆記本、鋼筆、套尺等，以活躍課堂氣氛，增加學生的參與感和融入度，加強對理論知識的理解。例如，教師給出一組“氧、氧氣、臭氧、一氧化碳、二氧化碳”，一組“硫、硫磺、硫酸、硫化氫、二氧化氯、亞硫酸”等，讓學生舉手搶答或者根據座位次序輪流作答，調動學生的學習積極性。這樣不僅提高了學生學習的熱情和效率，還促進了師生之間的互動交流，加深了學生對化學理論知識的認知。

實例分析：教師給出一些實際案例，讓學生分析其中的元素和化合物，并說明原因。例如，鐵銹、鹽水、生鐵、小蘇打、海水、金剛石、汽車、玫瑰花、寵物狗、人等，通過實例分析，讓學生更清晰地理解元素和化合物的存在、應用和重要性，并對元素和化合物做進一步的區分。

實驗操作：用提前準備好的各種實驗器材，將鹽酸滴入碳酸氫鈉溶液中，并檢驗生成的氣體。高溫加熱固體高錳酸鉀，觀察反應變化并檢驗生成的氣體。各步驟均按照實驗要求嚴格執行，由教師輔助學生完成。此舉可以提升學生的動手能力和觀察能力，同時對學生規范使用化學儀器、掌握化學反應情況有直接幫助。

實驗討論：對實驗結果進行分析和討論，對比實驗前后物質的變化和元素化合價的變化，感受二者之間的區別和聯系。通過實驗對比，學生可以更直觀地了解元素和化合物之間的相互轉化，了解元素和化合物之間的相互作用，更好地理解化學反應的原理。在實際生活和科學研究中，掌握這些原理對解決實際問題具有重要意義。

歸納總結：通過對元素和化合物各方面知識的學習和理解，教師積極引導學生歸納總結出元素和化合物的定義、特點、性質、分類、關系等，形成屬于學生自己的知識體系，這對化學科目學習意義重大。

知識梳理：通過思維導圖的形式，梳理總結出本課程的知識脈絡，對課程的重難點做好特殊標記，為以后全書知識梳理和后期復習提供便利。學生做好思維導圖知識梳理，可以更直觀、清晰地了解所學內容，讓知識積累更有條理性、層次感，也能更好地理解其中的關聯，歸納總結能力和邏輯思維能力也能得到較大提升。

作業布置：通過本課程學習，要求學生完成課后相關習題，并總結出生活中常見的10種元素和化合物，分別舉例說明其特點和性質。通過作業鞏固課程知識，加深學生印象，真正讓學生把理論知識應用到解決生活實際問題中。

經由一系列精細的教學策劃，旨在借助多元化的教學手段，讓學生在輕松、愉快的學習環境中全面地理解元素與化合物的定義、分類、特性及應用。

六、教學反思

本教學設計從多個維度出發，緊密圍繞元素和化合物的相關知識，結合學生已掌握的理論知識，通過實際案例、多媒體展示、板書表述、實驗操作等形式，為學生提供全面、深入的學習體驗，極大調動了學生的學習積極性，促進學生掌握知識的同時，鍛煉了他們的動手能力、思考能力、合作能力、表達能力、整合能力等。

在“元素和化合物”的教學過程中，也發現了以下幾點需要反思和改進。

1.知識點的呈現方式。在教學“元素和化合物”的概念時，主要采用了講解和演示的方式。然而，這種方式可能會讓學生感到枯燥、乏味，難以引起他們的興趣和注意力。教師需要探索更多具有趣味性的教學方法，如猜謎、游戲和小組討論等，以激發學生的學習興趣。

2.知識點的深入理解。主要注重了學生對知識點的表面理解和記憶，而忽視了學生對知識點的深入理解。因此，在教學中，教師應注重培養學生的思維能力和解決問題的能力，如通過解決實際問題和設計實驗等方式，讓學生能夠將所學知識應用到實際生活中。

3.學生的參與度和反饋機制。學生往往只是被動地接受知識，而缺乏主動思考和表達的機會。因此，教師需要營造積極的學習氛圍，鼓勵學生提問、討論和分享自己的觀點，同時及時給予學生反饋和指導，幫助他們更好地理解和掌握知識。

4.教學資源的豐富性和多樣性。主要依靠教科書和課堂講解來傳授知識，而忽視了其他豐富的教學資源，如實驗室設備、多媒體教具和網絡資源等。教師要積極探索和利用各種教學資源，以提高教學效果和學生的學習興趣。

（作者單位：江西省修水縣第一中學）

編輯：趙文靜