上海市中学化学课程标准
(实验稿)
上海市教委教学研究室2002.5.30
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目 录
一、导言 (一)学科定位
(二)课程理念 (三)设计思路 二、课程目标 (一)总目标 (二)阶段目标
三、内容与要求 (一)基础型课程 (二)拓展型课程 (三)研究型课程 四、实施意见 (一)教学工作
(二)教材编写 (三)保障措施 (四)课程评价
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上海市中学化学课程标准(实验稿)
一、 导 言
化学是一门研究物质组成、结构、性质和变化的科学,也是发明创造新物质的科学。化学与化工对农业、工业、国防和医药等的发展有重大的贡献,也跟现代人的衣食住行有密切的关系,因而广泛地影响着现代人的社会生活。在科学舞台上,化学一直是甘当“配角”,成为研究材料、能源、环境、航天和生命等科学的重要基础,化工还是21世纪上海市社会经济的六大主柱产业之一,也是上海市经济发展新的增长点。
(一)学科定位
开展中学化学教育,能使未来社会的公民更好地适应社会生活和社会发展的需要。
化学学科是中学科学教育的基础学科,它以科学探究为主线,帮助中学生了解科学,了解科学过程,了解科学、技术和社会的相互联系,学会运用化学知识和技能来解决实际问题,提高科学技术素养。
化学教育可以让学生从分子和分子临近层次(原子和超分子)上认识物质的运动和变化,可以让学生了解绿色化学思想。这是整个科学教育中的一个必要板块,化学教育有利于中学生全面地认识物质世界,形成正确的世界观。
接受过化学教育的人能够正视人类面临的环境问题,能运用化学知识对这些问题作出明智和负责任的决策,能够积极有效地提高人类的生存质量,使人与自然和谐相处。
在化学教育中,要研究物质宏观的组成、性质和变化,需要用化学语言进行描述,需要运用实验和观察的手段,进行探索与验证,需要通过文献检索收集信息,将众多的化学事实进行科学的概括和理论的思维;还要研究物质微观结构和反应历程,需要进行推理、类比、想象和创造性思维,从而了解微观粒子的变动所引起物质性质的显著变化;化学探究需要作方案设计和信息收集,需要归纳和演绎,需要反思和论证,这些科学探究活动的体验能使中学生的学力和人格有效地得到发展。
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(二)课程理念
中学化学教育必须从素质教育的需要出发,以德育为核心,以创新精神和实践能力为重点,不但发挥智育功能,而且在德育和美育方面发挥重要作用;应把培养人作为最重要的任务,通过提高学生科学素养来落实“科教兴国”基本国策和满足社会需要。
1.让学生学得生动、主动
化学课程要以学生的发展为本。要以学生为主体,改进学生学习活动的结构,让学生生动、主动地发展;要以学生的发展规律和身心特点为依据,抓住学生发展的关键时期,在培养学生基础性学力的同时,重视培养学生的发展性学力和创造性学力,使学生能适应社会生活和可持续发展;要不断激发学生的兴趣,满足他们的求知欲望,丰富他们的精神世界;要面向全体学生,正视学生的差异,尊重和发展学生的个性,增加课程的可选择性,满足学生发展的多种需求。
2.让学生亲自体验、手脑并用
化学课程要注意引导学生正确地了解科学,了解科学过程,了解科学、技术和社会的关系,了解人和自然的关系,形成正确的世界观、价值观和科学观;要注意联系化学科学的发展过程,让学生参与科学实践活动,学习科学知识是怎样获得的,学习科学知识是怎样应用的;要注意让学生通过化学课程的学习初步领会科学思想、养成科学精神、了解科学方法、形成科学态度;要加强实践和实验环节,注意联系实际,努力培养学生的实践能力。
3.让学生应用新技术、获取新信息
化学课程要努力克服传统学科课程的封闭性,注意反映现代化学的特点、反映化学科学的新发展,注意反映化学跟其他学科的内在联系,注意科学文化外延的扩大,注意职业导向,扩大视野;要积极改革课程的设置、内容、教学、评价,充分认识现代信息技术对科学教学改革的重要作用,应用现代信息技术整合学科教学内容和体系。
4.让学生参与教学、尝试成功
化学课程要为全体学生提供参与教学全过程的机会和氛围,使学生在参与教学中感受到自己有长处,只要自己认真投入,并跟他人互相合作,就会有新的发
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现和新的提高,就有可能取得成功,并能跟他人一起分享获得成功的快乐。本课程要为学生提供多样化的学习评价,即与目标和学习活动相对应的全方位的评价,还要强化教学评价的激励机制。
(三)设计思路
上海市中学化学课程标准是在课程理念指导下形成的一个整体系统,这个整体系统又是科学学科群中一个相对的子系统,它的结构和相互关系表述如下:
1.课程理念在本课程标准中是起指导性作用的核心组成部分,它决定了目标的制订、内容的取舍和教学实施的指向等。
2.课程目标划为科学态度、知识和技能及过程的方法和能力三个方面,要全面地认识课程目标的内容和意义,既要树立具有长远目标的意识,又要及时完成阶段目标的落实。
3.本课程中的内容可分为基础型课程、拓展型课程和研究型课程三种课程的教学内容,它们是由学科知识,科学、技术和社会,科学方法及科学实践经整合后形成的不同于知识点的一级和二级内容主题。
科学探究是本课程内容的重要组成部分,具体体现在内容与要求的“活动建议与说明”、化学实验探索和研究型课程三个方面。
教学要求用“学习水平”和“活动建议与说明”来表述,其中学习水平的A、B、C等级的界定参见科学学科群第一部分的表述。
4.课程实施时,一是要强调现代信息技术跟教学内容的整合,关注学科间的综合,重视科学思想和科学方法的教育,科学、技术和社会的教育,适度地开展“双语”教学;二是要强调师资培训,教学媒体,教学设施和训练等的配套;三是要强化教学评价的诊断功能,导向功能,激励功能和发展功能。
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二、 课程目标
中学化学课程目标可以从两个维度考虑,一个维度是认知、动作技能和情感三个领域,另一个维度是学科发展、个体发展和社会发展三者的需要。现在将从这两个维度考虑的目标进行整合,从科学态度目标、知识和技能目标及过程的方法和能力目标三个方面进行阐述。
(一)总目标
通过中学化学课程的学习,要使学生认识化学是一门与经济发展和社会进步有密切联系的科学、是一门富有探索性和创造性的科学,具有较高的科技素养,适应未来社会生活和社会发展的需要,树立辩证唯物主义的科学史观,形成科学的人生观、世界观和价值观。
要有学习化学的兴趣、良好的学习习惯和自信心。关注人类面临的与化学有关的一些问题并勇于探索、提出建议和进行评价,从而培养学生的爱国主义、民族自尊心和民族振兴的意识,具有社会责任感、奉献精神和可持续发展的思想。 要理解科学和科学技术的本质,理解科学过程,理解科学、技术和社会的相互联系,树立坚定的科学信念。要有探究事物、尊重事实、积极参与并合作的科学精神、科学态度和创新精神。初步具有对化学科学整体的、逻辑的和简洁的美感体验。
要理解和掌握化学学科的基础知识,包括常见的元素、单质和化合物知识,以及有关的化学基本概念和基本原理。要学会化学实验的一些基本技能,掌握一些化学的计算技能,具有一定的设计实验和完成、评价设计实验的技能,及表达知识、感受和情意的技能。
(二)阶段目标 初中年段
1.科学态度
(1)能初步了解我国化学科学的主要成就,通过对资源和环境等有关知识的学习,能初步认识化学与生活、化学与生产、化学与自然及化学与社会发展的关系,确立关心与化学有关社会问题的意识,具有保护环境和合理使用自然资源的意识和社会责任感,初步树立可持续发展的思想,初步形成人和自然和谐发展的
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观念,初步树立正确的科学价值观。
(2)通过对中国和世界化学发展史的了解,增强热爱中国党、热爱社会主义祖国的情感,具有民族自尊心和民族振兴意识。通过对生活、生产和社会中的化学问题的初步了解,具有学习化学的好奇心和探究欲及创新意识。通过对化学基础知识和基本技能的学习,养成良好的学习习惯,初步养成尊重事实的科学精神和科学态度。初步树立辩证唯物主义的观点。
2.知识和技能
(3)能初步认识几种常见的单质和化合物的知识,知道有关的化学基本概念和基本理论,初步学会用最基本的化学语言表达常见的有关化学现象和化学事实。
(4)能认识常见的化学仪器,初步学会几种仪器的基本实验操作,初步学会做几种简单的化学实验和完成实验记录,初步学会设计简单的化学实验。初步学会有关的简单计算。 3.过程的方法和能力
(5)通过让学生摸拟和体验科学研究过程,能初步了解科学研究的一般过程,对观察和实验等科学研究的一般方法有初步的了解。通过物质基本成分和物质基本构成单元的研究,初步了解化学科学研究的一些特殊方法。通过对简单的化学课题的研究,对科学探究有初步的认识和尝试。
(6)通过阅读书籍、报刊,查阅文献和上网查询等获得信息,能初步具有收集和选择信息的能力、对信息进行推理和判断的能力及交流的能力。初步具有个体方式和群体协作方式的学习能力。
高一、二年段
1.科学态度
(1)能进一步了解我国化学科学的主要成就和发展趋势,通过对资源和环境的进一步认识,对材料、能源和营养的有关知识的学习,正确认识化学与生活、化学与生产、化学与自然及化学与社会发展的关系,具有保护环境和合理使用自然资料的意识,具有社会责任感和奉献精神,树立可持续发展的思想,形成人和自然和谐发展的观念,初步树立正确的科学价值观。
(2)通过对中国和世界化学发展史的进一步认识,增强热爱中国党、热爱社会主义祖国的情感,具有民族自尊心和民族振兴意识。通过对生活、生产和
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社会中的化学问题的关心和理解,具有学习化学的兴趣、积极参与科学实践的意识和强烈的创新意识。通过对化学知识和技能的系统学习,养成良好的学习习惯和自信心,具有尊重事实的科学精神和科学态度及自主探究愿望和创新精神。
2.知识和技能
(3)能进一步认识几种常见的单质和重要化合物的知识,理解物质分类的多角度,理解物质及其变化的多样性和规律性,知道有关的化学基本概念和基本原理,能用化学语言表达化学反应。
(4)能进一步认识有关的化学仪器和有关的基本实验操作,学会做有关的化学实验和完成实验报告,学会简单的化学实验设计,探索化学问题。学会一些化学的计算。
3.过程的方法和能力
(5)通过学生自主进行化学课题研究活动,进一步理解科学研究的一般过程。通过认识具体的化学物质的结构和性质,初步学会观察、实验、分析、综合、归纳和比较等科学研究的一般方法,及简单的化学科学研究的特殊方法。针对生活和社会中的化学问题,通过化学实验来解释和解决,有目的地对化学科学进行探究。初步树立辩证唯物主义的观点,形成科学的人生观、世界观和价值观。 (6)通过阅读书籍、报刊,查阅文献和上网查询获得信息,具有信息特别是专题信息的加工、处理和输出的能力。善于通过个体活动或群体合作进行学习和实践活动。
高三年段
1.科学态度
(1)通过对社会中化学问题的认识,能进一步理解中国和世界化学科学的主要成就和发展趋势,能正确认识科学、技术和社会的关系,形成人和自然和谐发展的观念,具有相对比较扎实的学力基础、社会责任感和奉献精神,树立可持续发展的思想和辩证唯物主义的科学史观,树立科学的人生观、世界观和价值观。 (2)通过对化学发展史的认识,增强爱国主义、民族自尊心和民族振兴的意识。通过对生活、生产和社会中的化学问题的理解、探索和研究,具有进行化学研究的能力。通过对化学知识和技能的系统学习和进一步完善,具有批判性和个性化的学习习惯,具有探究事物和尊重事实的科学精神、科学态度。勇于积极探
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索、建议和评价人类面临的与化学有关的一些问题,具有良好的创新精神和实践能力。
2.知识和技能
(3)能系统地掌握化学基础知识、基本概念和基本理论,完善化学认知结构。
(4)学会化学实验的操作、方法和定量实验中的误差分析。在探索化学问题中进行实验设计并控制实验过程。掌握有关的化学计算。
3.过程的方法和能力
(5)通过化学课题研究,初步掌握科学研究的一般过程,初步理解科学和科学技术的本质。通过系统的对化学物质结构和性质及其规律性的研究,初步学会科学研究的一般方法和化学科学研究的特殊方法。能有针对性地对化学科学问题进行科学探究。
(6)通过个体或群体的自主学习和实践活动,利用各种渠道获得有效的信息,具有较强的加工、处理和输出信息的能力,形成比较扎实的学力基础。
三、 内容与要求
(一)基础型课程 初中年段
一级主题 生活中的化学物质 二级主题 制取氧气、催化剂 水的利用、水资源保护 金属(铁、铜)、钢铁锈蚀和防腐 碳 一氧化碳、二氧化碳 身边的酸、碱、盐 常见的有机化合物 物质构成的奥秘 元素、元素符号 分子、原子、原子结构 9
物质种类和变化的多样性 化合价、化学式 物质的量(基本计算单位) 化学变化、化学性质 质量守恒定律、化学方程式 单质、化合物 氧化物、酸、碱、盐 走进溶液世界 物质的溶解分散 溶液 溶解度 结晶、结晶水合物 溶液的酸碱性、酸碱指示剂、pH 化学使我们的生活更精彩 清洁的气体燃料 食品的保鲜 多姿多彩的衣饰 洗涤剂 化学肥料 化学实验活动 一些酸碱盐的性质 二氧化碳的性质 铁及其化合物的性质 O2 、H2、CO2的实验室制法和收集 实验探索 提出问题、提出设想 制订计划、设计步骤、实施过程 收集信息、处理信息 填写实践记录
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1.生活中的化学物质
认识生活中常用的化学物质,并在探索这些物质的组成和性质等过程中,使学生逐步理解化学,激发对化学物质探究的兴趣和意识,初步学习探究事物的方法,体会生活中充满丰富的化学知识。
教 学 内 容 制取氧气、催化剂 水的利用、水资源保护 金属(铁、铜)、钢铁锈蚀和防腐 碳 一氧化碳、二氧化碳 学习 水平 B B B B B 活 动 建 议 及 说 明 1.探究二氧化锰、氧化铁和氧化铜对氯酸钾受热分解的催化作用 2.调查自来水的质量;饮用水的品种、来源和价格,并进行比较 3.调查黄浦江、苏州河的水质及市已实施了哪些治污措施 4.探究不同环境下铁钉生锈的难易 5.观察含有少量牛奶的水的变化状况 6.资料收集示例:食盐的产地和市售食盐的品种;碳酸钙用于建筑材料的各种途径;收集生活中的 酸碱盐物质,并将它们进行分类归纳 身边的酸、碱、盐 A 7.收集二氧化碳对人类影响的资料,评价它的功与过 常见的有机化合物 A 8.谈谈家庭生活中一些常见的含有有机化合物的物质 2.物质构成的奥秘
开始从原子、分子的层面来认识物质的构成,也为进一步从本质上认识物质的变化打下初步的基础,并使学生初步掌握化学语言的表达。
教 学 内 容 学习 水平 活 动 建 议 及 说 明 1.用高锰酸钾、氯化钠等溶于水,挥发物质(香元素、元素符号 B 水等)的扩散实验来讨论物质的可分性,同时使学生感悟物质的扩散(在一定条件下)总是向混乱度增加方向进行 2.用球棒模型来认识原子、分子间原子的连接和分子、原子、原子结构 A 进一步理解元素的概念 3.课堂教学中创造机会让学生用化学语言表述 氧气、氦气、二氧化碳、食盐等物质的组成(构化合价、化学式 A 成) 4.元素概念与《科学》衔接和提升,并扩大元 物质的量(基本计算单位) B 素符号的数量 5.只要求了解几种常用元素的原子结构及示意图
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3.物质种类和变化的多样性
用原子、分子的观点来讨论化学变化、理解质量守恒定律,初步认识化学变化中物质的量的比例关系,初步学会用化学语言来描述化学变化,书写部分简单的化学方程式。
教 学 内 容 化学变化、化学性质 质量守恒定律、化学方程式 单质、化合物 氧化物、酸、碱、盐 学习 水平 B B B B 的化学反应 2.化学变化:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应;氧化反应、还原反应 3.实验设计:化学反应前后反应物总质量和生成物总质量的关系 4.实验探究酸、碱溶液的主要性质 活 动 建 议 及 说 明 1.让学生用化学语言描述身边的物质发生了怎样 4.走进溶液世界
认识物质是以某种分散体系的形态存在于自然界中,溶液是一种重要的分散体系。学习其中有关的知识,知道溶解的限度、溶液的酸碱性及表示法,初步体验自然界中充满了“物质溶解成溶液,溶液中析出溶质”的现象,溶液在生活、生产和生命活动中具有重要的作用。
教 学 内 容 物质的溶解分散 溶液 溶解度 结晶、结晶水合物 溶液的酸碱性、酸碱指示剂、pH 学习 水平 A B B A B 液) 2.实践活动:甘蔗→甘蔗汁→蔗糖 3.调查:唾液、血液、汗液、饮料、调料、水果 和蔬菜等汁液的酸碱性,并将它们分类 4.寻找和展示生活中能见到的各种晶体 5.制备一种小晶体 活 动 建 议 及 说 明 1.收集资料和生活中的实例,交流各种分散体系(溶 5.化学使我们的生活更精彩
化学的发展极大地丰富了人类的物质生活,这里选择城市气体燃料、化学肥料以及简单的实用化工产品:食品保鲜剂、衣料、饰物、洗涤剂等,学习其中有关的化学知识,知道物质属类、使用原理等。这不仅克服了传统学科体系的封闭性,同时反映化学的新发展,化学课程和其他科学课程的综合。使学生体验化学使我们生活更精彩。
教 学 内 容
学习 活 动 建 议 及 说 明 12
水平 清洁的气体燃料 食品的保鲜 多姿多彩的衣饰 洗涤剂 化学肥料 A A A A A 1.讨论固体燃料煤和气体燃料煤气能源价值并进行比较 2.观察天然气或液化气完全燃烧和不完全燃烧现象 3.收集食品包装中各种保鲜剂,并加以比较;对不同衣服饰品的材料加以分类 4.探索温度、浓度、时间对同一种洗涤剂去污效果的影响;不同洗涤剂的洗涤功能比较 5.调查市郊农村常用的化肥,并探究其酸碱性及肥效 6.化学实验活动
通过观察物质和动手实验,加深对物质世界的认识,同时获得科学方法的体验,养成实事求是的科学精神和严谨的科学态度。在实验操作中,要求能比较规范地使用常用仪器和正确地进行基本实验操作。
教 学 内 容 学习 水平 A 活 动 建 议 及 说 明 1.观察二氧化碳跟石灰水的反应现象 一些酸碱盐的性质 2. 查阅资料,讨论、尝试设计实验室制取CO2的装置 二氧化碳的性质 铁及其化合物的性质 O2 、H2、CO2的实验室制法和收集 A A A 3.试管、烧杯、酒精灯等化学仪器和物质的取用、称量、溶解、加热等操作在《科学》中出现的, 均未列入,其学科实践技能教学要求提升为B;化学仪器中增加烧瓶、锥形瓶、长颈漏斗, 操作中增加结晶和酸碱指示剂的使用,其学科实践技能教学要求为A 7.实验探索 化学问题探索是重要的化学学科实践。通过实践活动,激发学习化学的兴趣,增进对化学的理解并初步学会探究的方法,初步形成科学探究的能力。
科学探索活动包括社会调查、探究、小制作等。对简单的化学课题,初步学会设计步骤和收集信息,初步学会撰写简单的实践报告。
教 学 内 容 提出问题、提出设想 制订计划、设计步骤、实施过程 收集信息、处理信息 填写实践记录
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活 动 建 议 及 说 明 在教师指导或辅导下: 1.探索催化剂对化学反应速率的影响。要求提 出设想、设计步骤、实施和完成报告 2.讨论空气中二氧化硫、尘埃含量的变化和哪 些因素有关。收集两周本地区空气质量数据,分析气温、雨量和数据变化的关系,展开讨论 (实验探索主题的学习水平,可参见科学学科群的科学探究标准6-9年级部分的要求,下同。)
高一、二年段 一级主题 物质的微观世界 二级主题 同位素、原子结构 同素异形体 化学键 离子键、离子化合物 共价键、共价分子 物质的变化及其规律 物质变化中的能量变化 化学反应速率和影响化学反应速率的因素 化学平衡和平衡移动的规律 元素周期律 一些重要的元素及其化合物 氯气、一些重要的含氯化合物的性质和用途 卤素的应用 硫及其重要化合物的性质和用途 氮及其重要化合物的性质和用途 铁、铝及其重要化合物的性质和用途 常见的有机化合物及其来源 有机化合物的特点 甲烷、乙烯、乙炔 苯、苯酚 乙醇、甲醛、乙酸、乙酸乙酯 天然气、石油、煤 糖类、蛋白质 常见高分子 物质分离 14
化学实验活动 物质的制备 物质的检验 定量实验 实验探索 提出问题、提出假设 制订计划、设计步骤、过程实施 收集信息、处理信息 撰写实践报告 1.物质的微观世界
本部分进一步从原子、分子层面认识物质的结构,理解原子结构的复杂性和物质结构的多样性。初步掌握用电子式来分析离子化合物和共价物质形成过程及其差异,获得科学中应用模型方法的体验。
教 学 内 容 同位素、原子结构 同素异形体 化学键 离子键、离子化合物 共价键、共价分子 学习 水平 B B A B B 例的报告 2.观看有关同素异形体的录像或影片资料 3.收集C60等碳的同素异形体的资料,了解其 发现和应用的过程 4.部分学生可尝试用电脑制作典型离子化合 物(NaCl)和共价分子(HCl) 形成过程的小软件 活 动 建 议 及 说 明 1.寻找同位素的有关资料,完成同位素应用实 2.物质的变化及其规律
研究物质变化中的能量变化,化学反应的快慢和进行程度,进一步理解化学在认识自然界和促进社会生产力发展中的重要作用。元素周期律在化学发展史中有重要的地位,要求通过学习原子结构、核外电子排布的周期性关系、元素性质递变的周期性,让学生体验“结构决定性质,性质反映结构”的学科特点和量与质之间的辩证关系。
教 学 内 容 学习 水平 活 动 建 议 及 说 明 15
1.了解生活中热能利用情况并完成调查报告 物质变化中的能量变化 B 2.用PowerPoint制作成演讲稿,举行我国能源的贮量、分布和开采的能源问题专题讨论会 化学反应速率和影响化学反应速率的因素 3.在互联网上收集资料并调查周围环境中金属B 腐蚀的情况,并提出防范措施 4.实验:修补不规则晶体 5.探究:纯水中通入CO2,观察pH变化的幅化学平衡和平衡移动的规律 B 度,在pH约为7.3-7.4的H2CO3和NaHCO3水溶液中加入少量的碱或酸溶液,观察pH变化的幅度,并 作讨论和分析 元素周期律 B 6.查找元素周期表的多种形式,讨论其与科学理论和科学技术发展的关系 3.一些重要的元素及其化合物
资源的开发和利用需要采用化学技术,更须认识物质的化学性质。本部分选择典型的有重要用途的氯、硫、氮、铁和铝元素,感受物质的性质和用途的内在联系。学习中可以进行结构推测性质,性质拓展用途的尝试,提高学生的发展性学力。
教 学 内 容 学习 水平 活 动 建 议 及 说 明 1. 通过参观、或采访、或收集资料,完成对本氯气及一些重要的含氯化合物的性质和用途 地区自来水生产过程的调查报告 B 2.收集以食盐为原料的化工产品的资料,并进行交流 3.寻找生活中含卤素的物质,分类汇总,形成 一份专题报告 卤素的应用 A 4.查阅有关臭氧层空洞的资料,讨论防范措施 5.用元素周期律的知识推测某一些元素的性质,并用实验加以证明 6.举出海洋资源名称,提出分类办法,发表某硫及其重要化合物的性质和用途 C 些资源的开发方法的见解,提出重要资源的用途 7.设计从海带中提取碘的实验 8.调查我国酸雨分布的资料,分析形成酸雨的 氮及其重要化合物的性质和用途 原因,提出减轻酸雨危害的对策 B 9.取用少量N、P、K化肥施入盆栽植物中,观察和记录植物的生长情况,讨论其正、负面影响 10.观看“金属钛的性质及应用”的录像,讨论A 金属钛的发展前景 11.收集我国金属资源富与贫的状况 铁、铝及其重要化合物的性质和用途 16
4.常见的有机化合物及其来源
开始学习一些有机化合物,包含几种重要的烃如甲烷、乙烯、乙炔和苯,以及几种重要的烃的衍生物乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。学习中注意从碳的原子结构来认识有机化合物的结构特点,进而认识它们的性质。初步掌握用结构式和结构简式来表示有机化合物。
教 学 内 容 有机化合物的特点 甲烷、乙烯、乙炔 苯、苯酚 乙醇、甲醛、乙酸、乙酸乙酯 天然气、石油、煤 糖类、蛋白质 常见高分子 学习 水平 A B B B A A A 活 动 建 议 及 说 明 1.设计一些小实验,证实有机化合物的特点 2.了解上海地区乙烯生产基地 3.调查或收集上海地区油气使用和资源开发情况 4.设计实验:验证乙烯具有催熟水果的功能 5.举办“苯酚类防腐剂的功与过”的评价活动 6.讨论“假酒”的危害 7.调查家具甲醛超标的情况并完成报告 8.用电脑制作“可燃冰”电子版报并展示评比 9.石油加工产品的价格比较 10.收集“青少年每日摄入糖类、蛋白质的合理 数量”资料,开展“健康指标与体重指标的和谐统一”讨论 11.通过网络,收集高分子材料的发展情况并进行交流 5.化学实验活动
物质的分离、制备、检验和定量分析是化学实验的基本内容,实验应选择易于操作,获得结果的各类课题:如碳酸钙、氯化钠分离(固固分离)、氨的制备、多种离子的鉴别、中和滴定等。在定量实验中,注意数据的准确性限度(有效数字)。
教 学 内 容 学习 水平 B 活 动 建 议 及 说 明 1.化学仪器中增加分液漏斗、滴定管、容量瓶、瓷坩物质分离 埚和研钵,学习水平为A 2.CO32-、SO42-、Cl-、Na+、Mg2+、Fe3+的检验 物质的制备 B 3.物质分离:固固分离如碳酸钙、氯化钠,固液分离如二氧化锰和氯化铵溶液,液液分离中包含萃取、分液操作如碘水中萃取碘 物质的检验 B 4.配制一定物质的量浓度的溶液 17
5.测定酸或碱的浓度(中和滴定) 定量实验 A 6.测定结晶水合物中结晶水含量 7.测定反应的热效应 6.实验探索 进一步使学生学会科学探索的方法。在探索过程中提高实践能力,发展创新能力。
教 学 内 容 提出问题、提出假设 活 动 建 议 及 说 明 1. 探究:醋酸或氨水是弱电解质 2.归纳设计:归纳气取、收集的方法,设 3.收集信息,处理各种信息,进行一次“神秘 的肽键”的专题讨论 4.写科普小论文:过渡元素X的性质及其特殊 功能 制订计划、设计步骤、过程实计制取乙炔的装置 施 收集信息、处理信息 撰写实践报告
(二)拓展型课程
本课程内容的修学形式有三种:拓展型课程[Ⅰ]是进入必修教材中的可选择性学习内容,拓展型课程[Ⅱ]修学形式是选修,可供部分学生选择部分内容学习,拓展型课程[Ⅲ]修学形式是限定在高三年级开设,仅供部分学生必修。
拓展型课程[Ⅰ] 初中年段
学习拓展性教学内容目的是提高学生的发展性学力,拓展知识视野,认识丰富多彩的物质世界,理解世界上物质及其变化的多样性,尝试有效地利用这些物质,初步认识某些社会热点问题的概况。
教 学 内 容 碳的同素异形体 原子结构 溶解度曲线 稀有气体 学习 水平 A A A A 活 动 建 议 及 说 明 1.收集有关单质碳的资料并进行交流 2.调查我国金属资源分布、利用和价格的关系 3.了解生活中的金属制品,并比较其性能、价格 4.了解本地区废气来源,讨论如何用实验方法测定废气的成分 18
金属的用途 金属资源的局限性 污染、燃料、酸雨 A A A 5.调查本市酸雨发生的情况及有关资料,从互联 网上收集我国酸雨的分布情况及形成原因,写出 短文,说明酸雨的危害性 高一、二年段
本部分内容学习是为了提高学生的发展性学力,拓宽知识视野,理解物质世界的某些规律(包括发展史),认识更多的物质及其应用,为开展研究性学习提供课题和背景,体验化学和社会发展的关系。
教 学 内 容 元素周期表 胶体 卤族元素单质及其化合物的性质 有干扰离子存在时检出Cl-离子和SO42-离子 硫的综合利用 大气污染、酸雨 化学肥料 钛及其他金属 非再生资源、铝的回收 苯及苯的同系物 蛋白质、糖类 常见高分子化合物 石油与经济 我国能源的状况 学习 水平 A A A B A A A A A A A A B A 活 动 建 议 及 说 明 1.选择几位与化学元素周期律发现有关的化学家,介绍他们的研究成果、研究方法及局限性 2.了解各种饮用水中含钙量 3.关于吸烟的化学问题的研究:了解吸烟产生 的有害成分结构、性质及危害程度,要求实验 设计、实验记录、分析及分析报告 4.对各种不同食用油成分及产生烹调油烟污染 的调查、分析 5.有选择地采用调查或资料收集的方法,了解 本市不同工矿企业(电力、冶金、化工、农药等) 排放的主要污染物,用短文的形式表达个人对空 气污染的见解 拓展型课程[Ⅱ]
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初中年段
本部分内容有学科知识拓展,课题型的化学实践和社会热点问题研究,主要是发展学生的创造性学力,促进兴趣,培养特长。
教 学 内 容 同素异形体 有关化学方程式的简单计算 原油加工和石油产品 能源、能源的价格和能量的转化 物质的检验 化学变化产物的探究 学习 水平 A C A A B A 交流 2.讨论:实验室用KMnO4、KClO3(MnO2)、H2O2 (MnO2)制取O2装置设计的异同 3.通过某些碱或酸的性质实验,概括碱或酸的 通性 4.探究孔雀石[Cu2(OH)2CO3]受热分解的产物 活 动 建 议 及 说 明 1.收集有关能源的种类及其开发的资料,并进行 高一、二年段
本部分以专题形式展开,进一步为研究性学习提供背景和资料,发展学生的创造性学力。
教 学 内 容 热化学方程式 胶体的应用 芯片材料与作用 货币金属 金属材料的性能比较 电池的发展、废电池与环境 合成材料的结构、特点和发展趋势 学习 水平 A A A A A A A 活 动 建 议 及 说 明 1.收集有关电池的资料,寻找电池演变跟技术、 需求之间的关系,在有分工、有合作的基础上, 集体撰写一篇“电池的发展”论文 2.比较植物纤维、动物纤维、粘胶纤维、合成 纤维的结构和性质特点,论述并分析“合成纤 维是20世纪人类最重要的发明之一” 3.收集各类货币金属的组成和含量 拓展型课程[Ⅲ] 高三年段
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一级主题 微观世界的数据说明了什么 原子光谱 元素的电负性 二级主题 键长、键角、键能 纯碱和烧碱的化工生产 苏氏制碱法原理 侯氏制碱法和简单流程 氯碱工业原理 自然界中的氮循环 氮气 氮氧化物 、盐 合成氨 氮肥 金属腐蚀与防护 原电池 金属腐蚀 金属的防护 石油化工使生活丰富多彩 石油化工主要产品(乙烯、丙烯、丁二烯) 石油化工主要衍生产品(乙醇、乙二醇、乙酸、乙酸乙酯、聚乙烯、腈纶、涤沦、聚氯乙烯、聚丁二烯) 催化剂的讨论 实验探索 物质的检验 定量实验 1.微观世界的数据说明了什么
现代物理测试技术的发展促进人们对物质结构的认识。本部分从能量及稳定性的角度来学习原子核外电子的排布,理解离子键、共价键的本质,发展学生的
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逻辑思维,感受物理、化学综合的体验。
教 学 内 容 原子光谱 元素的电负性 键长、键角、键能 学习 水平 A B A 活 动 建 议 及 说 明 1.介绍原子光谱在确定元素种类中的应用 2.在原子光谱内容中融入原子核外电子排布内 容 3.用元素电负性来深入理解共价键和离子键 4.在键长、键角、键能内容中用能量观点来理解物质的稳定性 2.纯碱和烧碱的化工生产
我国的侯氏制碱法在制碱史及化学工艺学发展史上有重要地位。在氯碱工业上,我国化学工程技术人员对食盐水电解糟的工艺技术也有巨大贡献,通过本部分学习,学生不仅理解其中的化学原理和知识,体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系,同时接受爱国主义的熏陶,增强民族自豪感。
教 学 内 容 苏氏制碱法原理 侯氏制碱法和简单流程 氯碱工业原理 学习 水平 A B B 活 动 建 议 及 说 明 1.比较苏氏制碱法和侯氏制碱法,从现代社会发展的观念讨论侯氏制碱法并尝试提出改进的 设想 2.查阅资料,了解我国氯碱工业的发展 3.根据实际生产进行有关计算 3.自然界中的氮循环
在自然界中氮循环的背景下学习有关氮及其化合物的性质,同时学习化学平衡,理解化学平衡在合成氨中的应用,体验化学科学除观察实验外,还有理性思维的重要特征。
教 学 内 容 学习 水平 A A B 泼性 2.查阅资料,调查上海汽车尾气对上海空气的污染情况 3.理解及其盐类的不稳定性和氧化性 4.误食亚盐的原因和危害性分析 活 动 建 议 及 说 明 1.比较N、P的非金属性及氮气、单质磷的活氮气 氮氧化物 、盐 22
合成氨 氮肥 B A 5.用平衡移动的原理理解工业上制取合成氨的条件 6.用平衡常数来理解平衡的移动 7.介绍合成氨的新方法 4.金属腐蚀与防护
金属的腐蚀和防护在社会生产和工农业生产中有重要现实意义。使学生从原电池原理来理解电化学腐蚀的机理和防护原理。
学习 教 学 内 容 水平 原电池 金属腐蚀 金属的防护 B B A 1.通过师生共同实验探究原电池 2.用金属活动性讨论原电池电极材料的选取 3.能用有关小实验简述析氢腐蚀和吸氧腐蚀 4.了解生活生产中金属防护的方法 活 动 建 议 及 说 明 5.石油化工使生活丰富多彩
通过石油化工的学习,认识更多的有机化合物的性质、制法和用途,石油加工及石油化工产品的制取,催化剂的使用。
教 学 内 容 石油化工主要产品(乙烯、丙烯、丁二烯) 石油化工主要衍生产品(乙醇、乙二醇、乙酸、乙酸乙酯、聚乙烯、腈纶、涤沦、聚氯乙烯、聚丁二烯) 催化剂的讨论 A A 学习 水平 A 的概况 2.介绍石油化工加工的几种方法及催化剂的应用 3.烃和烃的衍生物的相互转化 4.用化工基础原料设计制取化工产品 活 动 建 议 及 说 明 1.参观或请有关专业人员介绍上海的石油化工 6.实验探索
在学生学会实验基本操作后,能根据化学的原理设计一些实验进行定性和定量实验探究,进一步提高学生的科学探究能力。
教 学 内 容 物质的检验 学习 水平 B 活 动 建 议 及 说 明 1.纯碱样品中碳酸钠含量的测定 2.金属镀锌厚度的测定 23
定量实验 B 3.利用纸上层析法分离离子,完成离子的检出 4.设计实验:测定碳铵、硝铵或硫铵样品中的含氮量 (三)研究型课程 1.研究型课程的意义
研究型课程是由学生自主修习为主有计划的教学活动,采用研究性学习方式的课程,它的主要功能是培养创造性学力。通过本课程的修习,让学生在自主参与研究的实践活动中,发展探究化学问题的意识,体验科学的发生和知识形成的过程,感悟科学的思想和方法,培养合作意识与创新精神。
2.研究型课程的内容
研究型课程的内容可以不拘泥于知识结构的完整性和系统性,在内容选取上应强调探究性、开放性、实践性、综合性和可行性。本标准提出若干研究内容和实施建议,教师或学生可根据实际情况从中选用合适的项目,也可以另设课题进行研究。中学化学研究型课程的具体内容一般可以分为以下四类:
(1)科学探究 主要是通过实验活动探究化学原理、探究物质的性质,解释化学现象,并尝试解决联系生活、生产和社会中的实际问题。
(2)文献研究 主要是围绕本课题收集来自各方面的信息,并对这些信息资料进行筛选和整理,获得能说明本课题观点的证据,形成有观点、有证据、有推论的报告。
(3)社会调查 主要是围绕本课题选择有代表性的调查对象,通过调查获得的第一手材料,将这些材料作分析和整理,形成调查者的观点。通过本课题的社会调查,要求写出有真实素材,有观点、分析和结论的调查报告。
(4)作品试制 根据某种需求和有关原理,由学生自行设计、挑选仪器药品和有关材料,通过在实验室里制取或合成,最终完成一件化学的科技作品。
这四类研究型课程的内容,有时也会有交融,根据研究的主要活动,仍可判定归属于某一类。
3.研究型课程的实施
(1)研究型课程的实施原则
研究型课程的实施过程,应体现学生的主体性、选择性、参与性和合作性,教师则应提供指导、参谋、服务。课程内容的实施可以在课内和课外由学生自主
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进行,少量课内活动可用作教师辅导、讨论交流和集中展示。实施过程的组织方式要注意培养学生学习和探究的能力,还必须十分注重合作和互助的方式,可组成项目小组,通过分工合作完成课题。
(2)研究性学习
研究性学习是模拟科学研究实践而设计的一种学习活动,这是一种不同于讲课传授知识的学习方式,它可以是部分被选用在基础型课程、拓展型课程的教学活动之中,也可以大部分被选用在研究型课程的教学活动之中。研究性学习的学习水平也有层次高低之分,主要表现在课题提出、过程设计和研究实践三个方面程度上的差异。
在研究型课程中的研究性学习,一般是较高层次的研究性学习,学生在自选课题、自行设计和研究时自主成分比较大,研究所需的时间比较长,自主学习空间也比较大,所以,学校必需创设宽松的学习环境,让学生在校内外开展这种方式的学习活动。
在基础型课程和拓展型课程中的研究性学习,一般是课题小一点、教师的引导多一点、完成时间短一点的较低层次的研究性学习。探究性学习实质上也是研究性学习,由于低年级学生一般还不会寻找研究课题,可以由教师提供研究的专题,让学生展开讨论和探究。
(3)研究性学习的顺序结构
因为研究性学习是一种开放性较大的有计划的学习活动,这种学习活动不限定研究哪一个课题,哪一种内容。这里要提供的是研究性学习通常要参加的几项实践活动环节,也是作为实施的建议。
课 题 课题要有提出的背景情况和材料,这是提出课题的基础。还要有课题名称以及完成课题要达到的具体目标。
方案设计 方案设计包括:①准备 对仪器、药品、资料等方面的筹划。②基本步骤 基本步骤规定在不同阶段实施者应该做什么以及如何做,③日程安排 明确完成每个步骤的时间节点。
实施和记录 按操作步骤和时间顺序记录实施的主要情况,如参与人员的他工、活动的时间地点、活动的过程、采集的证据和数据、对证据和数据进行加工和逻辑思维、从而获得阶段结论和最后结论等。
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课题评价 在课题研究的中期和终期,通过交流展示、反思总结等方式,对上述三个方面进行自评与互评。
课题拓展 在实施过程中,如果有了新的发现,那么原课题可以向广度和深度拓展,形成相关的新课题。
4.研究型课程的评价
研究型课程的评价,主要着眼于对学生活动过程的评价,为此,不仅要考察学生最终的研究成果,更重要的是对学生在实施过程中的表现要进行观察和分析,应保存活动全过程的记录和报告,作为评价的主要依据。在集中展示或研讨交流时,不仅要展示结果,还要展示研究活动的过程资料和交流研究活动的进行过程,用自评和互评相结合的评价方式。
5.研究型课程选题示例
以下选题,可以安排在研究型课程教学活动之中,若要求的层次稍低一点,也可以安排在拓展型课程或基础型课程的教学活动之中。
分类 实 践 探 究 课题 人呼出的气体全部是二氧化碳吗 探索二氧化锰、氧化铁和氧化铜对氯酸钾分解的催化作用 金属跟酸溶液的反应 孔雀石受热分解的产物是什么 探索不同食品的酸碱性 铁钉在不同环境下生锈的难易 自来水余氯的测定 探索过氧化钠的性质 催化剂的筛选 中和滴定指示剂的选择 探索醋酸(或氨水)是弱电解质 碳酸氢钠纯度的测定 适用年级 初三 初三 初三 初三 初三、高一 初三 高一 高一 高一~高三 高二~高三 高二~高三 高三 备注 案例1 案例2 案例3 案例4 案例7 26
果汁中Vc含量的比较 温度对碳酸氢钠水解的影响 文 献 研 究 地球上的水循环 我国酸雨的分布状况 氢能源 煤、煤气、天然气能源价值的比较 臭氧空洞的形成和防范 硫资料的收集、加工和交流 元素周期表的发展 我国矿物能源的贮量、分布和开采 我国金属资源分布与主要金属矿藏的现状 过渡元素X的性质及其功能 电池的现状与展望 社 会 调 查 饮用水的品种、来源和价格比较 黄浦江、苏州河(或支流)的水质和治理措施 市郊常用化肥肥效的比较 卤素化合物在日常生活中的应用 室内甲醛污染 吸烟的危害 20年来服装面料发生的变化 作 品 试 制 制作硫酸铜的大晶体 试制硫酸亚铁铵复盐 用IT技术制作NaCl、HCl形成过程的软件 用IT技术制作“可燃冰”电子文稿 做酒酿 高三 高三 初三 初三、高一 初三、高一 初三 高一 高一 高一 高一~高二 高二 高二、高三 高二、高三 初三 初三~高二 初三 高一 高一~高三 初三、高一 高二 初三 高一~高三 高一 高二 高二 案例8 案例5 案例6 27
6.研究型课程教学活动的案例
为了便于教师理解和掌握研究型课程的类型、内容和操作,现以案例作说明如下:
案例1(实践探究案例):人呼出的气体全部是二氧化碳吗? 人从肺部呼出的气体是不是全部都是二氧化碳?其中还会有氧气吗? 课题 假设 查找关于空气成分的资料,经过思考,提出猜想。
方案设计 1.取一支100 mL吸入10 mL石灰水,用嘴向注射器中吹入90mL
气体,用钻有小孔(不要钻透)的橡皮塞把注射器小口塞住。
2.复振荡注射器一分钟,观察石灰水是否混浊、还有没有剩余的气体?如果有,剩余气体的体积是多少?这意味着什么?剩余气体中可能有什么物质? 3.把注射器小口浸在水中,拉动推杆小心地吸入水,直到推杆快要全部拉出注射器时为止。然后用带火星的细木条伸入注射器内,试验火星是否立即熄灭、剩余气体是否支持燃烧,判断剩余气体中有哪些气体。
4.总结呼出气体的成分,尝试说明本方案步骤1~3的原理,写出探究报告。
讨论 人从肺部呼出的气体为什么会(或不会)全部都是二氧化碳?
案例2(实践探究案例):探索二氧化锰、氧化铁和氧化铜对氯酸钾
受热分解的催化作用
提出课题 是否只有二氧化锰能催化氯酸钾受热分解呢? 思考思路 寻找与二氧化锰类同的物质(氧化铁、氧化铜等)。
设计对照实验:分别将被试验的氧化物和氯酸钾混合后加热,并设计方案 收集产生的氧气。
条件控制:等量的被试验的氧化物和氯酸钾,相同的加热温度,相同时间收集的气体量或收集相同量气体所需要的时间。
实施方案 实验:氯酸钾和二氧化锰混合后加热,收集氧气。计时。
氯酸钾和氧化铁混合后加热,收集氧气。计时。 氯酸钾和氧化铜混合后加热,收集氧气。计时。
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收集证据 在相同时间里,比较收集到气体的多少。
比较这三种不同氧化物对氯酸钾催化作用的强弱程记录结论 记录实验数据,度。
讨论交流 1.在这个比较试验中,不使用催化剂做氯酸钾分解的对照实验是
否必要?
2.在这个比较实验中,产生氧气前是否需要先排掉空气? 3.介绍本组同学在本实验探究过程中各自所起的作用。
案例3(实践探究案例):探索过氧化钠的性质
提出课题 似曾相识的过氧化钠(NaO) 22,它具有怎样的性质呢? 1.Na2O2跟Na2O的组成相似,性质是否相似?
思考思路 2.Na-O-O-Na跟H-O-O-H的结构相似,性质是否相似?
设计方案 1.由Na2O+H2O联想Na2O2+H2O反应,用红色石蕊试纸(或酚酞试液)测试Na2O2+H2O反应后的溶液是否具碱性?
2.由Na2O+CO2联想Na2O2+CO2反应,用上一步反应后的溶液,通入CO2再检测是否形成了碳酸盐?
实施方案 实验:1.Na2O2+H2O反应,蘸取溶液,用红色石蕊试纸测试,观察试 纸是否变色(是否还有其他现象)?
2.在Na2O2+H2O反应生成的溶液中,通入CO2,观察现象,并用带有余烬的木
条试验这种气泡是哪一种气体?
3.第2步反应结束后,在该溶液中滴入盐酸,观察现象(如何验证该溶液中
有碳酸盐)。
收集证据 1.Na2O2+H2O能使溶液呈碱性,有气泡。
2.Na2O2+H2O+CO2能反应,有气泡,能产生碳酸盐。 1.2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2↑ 记录结论 2.2Na2O2 + CO2 → 2Na2CO3 + O2↑ 3.Na2O2可以做氧化剂。
讨论交流 1.Na2O2有类似碱性氧化物的属性。
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2.Na2O2可以做氧化剂。
3.Na2O2+CO2反应时,H2O能起到类似催化剂的作用。
4.介绍本组实验2,余烬木条有时复燃、有时熄灭的原因,交流如何控制CO2通入量。
(本案例采用上海市七宝中学 朱 越的公开课内容作素材撰写)
案例4(实践探究案例):催化剂的筛选
背景 在学习了使用催化剂的几个化学反应,理解元素周期律以后,引 导学生分析讨论“催化剂与化学反应的关系”,大多能提出如下问题:催化剂与化学反应是否有一一对应的关系?催化剂是如何加快化学反应速率的?催化剂在化学反应中有什么特点?
课题 首先要总结问题,选取一个可以切入的角度,即哪些催化剂(以 氧化物为主)对应哪些化学反应?其次进一步引导学生回顾已经学习过的使用催化剂的反应。如:KClO3加热分解,SO2转化为SO3,合成NH3等均使用催化剂。从可行性方面确立了:
MnO2
2KClO3 → 2KCl + 3O2↑ Δ
进行研究。其三根据教材信息:不少催化剂都使用过渡元素的氧化物。经综合汇集得出选题。
准备 知识准备 要求学生在课外查阅KClO3相关的物理化学性质,以 及催化剂相关的知识。
实践准备 考虑如何进行这一实验探索,原来的实验要不要改进等。
设计 原理 催化剂参与化学反应,但是其质量和性能不变;KClO3在催 化剂作用下加热产生O2。根据不同的催化剂在单位时间内产生的氧气量(或者产生单位氧气量所需时间),参照空白试验来确定该物质是否具有催化效果。
目标 实验装置的解决,能测量氧气量(经指导,学生设计了用针筒连接反应管测量气体的装置),确定哪些氧化物拟作催化剂(第四周期过渡元素的氧化物:MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3、ZnO、NiO、Co2O3等)。
操作 参照教材中KClO3加热反应使用的剂量和催化剂用量,测定产生氧气
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80.0 mL的时间t(s),回收该催化剂,称重,质量应大于原质量的90%(损失部分视为操作损失)。
组织 分组探索、组内分工(组内人数6人左右) 。
各组汇报、按组整理课题研究的各种资料。
成果展示 实验数据见表。根据表格信息引导学生结合目标分析总体结 论:催化剂与化学反应并非一一对应的关系,同一反应可有多种催化剂。反之,同一催化剂也可能催化不同的化学反应;过渡元素的氧化物确实可以作为选择催化剂的来源;催化剂促使反应速率增大的理论问题目前尚不好理解(可简介催化剂降低活化能,催化剂的设计理论还不完善);实验时,Cr2O3作为拟催化剂出现“刺激性气味气体和固体物变为橘黄色”的异常现象,可以作为新的选题进行探索(也可以根据氧化还原反应原理作解释)。
表 催化剂筛选实验记录对照
小组 编号 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 评价 对有独创性的小组、协作好的小组要特别肯定,对同学总结出的 KClO3 (g) 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 拟催化剂 名称 — MnO2 CuO Fe2O3 Cr2O3 ZnO NiO Co2O3 质量 — 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 0.20g 回收 — 90% 90% 90% 异常 90% 90% 90% 产气 mL 10.0 80.0 80.0 80.0 80.0 80.0 80.0 80.0 耗时 (s) 结论 备注 — — — — 橘黄 — — — 480.0 — 36.5 可催化 79.5 可催化 34.7 188.3 188.0 68.0 36.2 可催化 可催化 可催化 可催化 可催化 (本课题完成所需时间2~4学时)
总体结论作出评价。并明确各组将课堂内容整理成为小论文,交教师保存。
(本案例由上海市青浦高级中学 丁学军提供)
案例5(文献研究案例):元素周期表的发展 背景 学生在学习元素周期表后,并不满足于已得到的这个科学结论, 让学生自行搜寻各种图书资料和网络资料,是进行科学思想教育和开展文献研究的一个很好的切入口。
课题 科学家在认识物质世界过程中,曾经提出过哪些形式的元素周期
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资料收集 表,这些元素周期表跟当时科技发展水平有哪些关系?
通过索取图书资料、网络资料等,可以获得人类对元素认识和发展的各种记录。
1.三元素组 Li Na K 7 23 39 (7+39)/2=23 S Se Te 32 79 128 (32+128)/2=80 Cl Br I 35.5 80 127 (35.5+127)/2=81 Ca Sr Ba 40 88 137 (40+137)/2=88.5 2.螺旋图 立体图
展开图
在1817-1829年,德国化学家德贝莱纳发现,性质相似的元素都是每三个组成一组,且中间元素的原子量是前后两者元素原子量的平均值,称为三元素组 3.八音律表 No Li 2 No No No Co,Ni No Br 29 Rb 30 Sr 31 Ge,La No Pd 36 Ag 37 Cd 38 U 40 Sn 39 Sb No Cs 44 Ba,V 45 Ta 46 W 47 Nb 48 No Os 51 Hg 52 Tl 53 Pb 54 Bi 55 Th 56 H 1 F 8 Cl Na 9 15 K 16 G 3 Mg Be 4 10 I 42 Pt,Ir 50 22 Cu 23 Zn 24 Y 25 As 27 C 5 Al 11 Ca N 6 Si 12 17 O 7 P 13 S 14 Cr 19 Mn 20 33 32 Di Ti 18 In 26 Zr 32
Fe 21 Se 28 34 Rh 35 41 Te 43 Au 49 4.门捷列夫周期表一(略) 5.门捷列夫周期表二(略) 整理和讨论 通过讨论,从时间的顺序和发现元素多少的顺序这两个方面
考虑,选择每个历史时期有代表性的元素周期表。
小结 人类对化学元素的认识起始于对个别元素性质的认识,随着科学 技术的发展,发现的元素逐渐增加,积累到一定程度,人们有可能将它们按性质
进行分类,这是对事物深入认识的第一步。
在元素分类的基础上又经过漫长的积累,发展到发现元素周期律和形成元素周期表。
现代的科学技术帮助我们掌握了原子结构,这是人们进一步从本质上揭示了元素周期律的奥秘。
案例6(社会调查案例):室内甲醛污染 背景和课题 市民搬迁新房,在装修和购置家具时,都会用到替代木材的装饰板材,这种板材的粘合剂中含有甲醛,甲醛在挥发过程中,刺鼻的气味让人难受,造成人们关注的“新居甲醛污染”环境问题。
调查 了解调查对象,制订调查方案、调查问卷、调查记录。 准备 查询 收集环境、调研测试等资料,完善调查方案的制订,保证测试手段的科学性。
模拟实验 通过资料查询掌握用化学方法对甲醛在空气中的含量进行测定所需的仪器和药品,并掌握开展模拟实验的方法。
方案设计 1.分三个组(调查、收集资料和测试)开展调查研究活动。
2.汇总时通过讨论获得结论。
3.寻找甲醛来源,研讨居室的危害和引出的思考。
方案设计用以下框图表达: 调查对象 1 … 收集资料 录 图 录 像 片 音 … 模拟测试结果 图 数 个 表 据 案 … 2 3 获得 33
来源 寻找
甲醛污染居室 (结论) 影响
实践活动 (略)
引起
反思 健 康
成果汇报 1.将各自收集的文献资料、调查材料进行加工整理,制成投
影片或用PowerPoint或网页形式展示。
2.将上述材料整理成研究小论文。
评价 根据学生在参与研究的过程中所承担的任务,进行记录并留下完 成任务的原始资料,进入学习档案。
(本案例采用上海市青浦高级中学 丁学军提供的素材撰写)
案例7(应用现代技术科学探究案例):碳酸氢钠纯度的测定
背景和课题 在工业制取纯碱的过程中,碳酸氢钠是一个重要的中间产物,它的纯度直接影响到最终所得纯碱的纯度。那么我们用什么办法可以测定碳酸氢钠固体的纯度呢?
方案的设计 首先要解决的问题是在制取纯碱过程中得到的碳酸氢钠中所含的主要杂质是什么?我们知道,工业制取纯碱时,是将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水,从而使溶解度相对较小的碳酸氢钠首先析出:NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl。在NaHCO3中可能混入的主要杂质是不与酸反应的NH4Cl和NaCl。 那么我们是否可以用滴定的办法,利用反应NaHCO3 + HCl → NaCl+H2O+CO2↑,通过测定与一定量碳酸氢钠固体配成的溶液反应所消耗的标准盐酸溶液的体积,来计算碳酸氢钠固体的纯度。从理论上来说,这一反应类似于中和反应,应该是可行的。我们在滴定过程中,怎么知道什么时候碳酸氢钠正好消耗完呢?在过去学过的用盐酸滴定氢氧化钠溶液的过程中,我们是选用甲基橙等酸碱指示剂来完成这项工作的。我们知道,在强酸(如盐酸)滴定强碱(如氢氧化钠)时,由于生成的强酸强碱盐不水解,理论上正好完全反应时溶液的pH为7。通过查找有关分析化学的资料,我们又可以知道,在强酸和强碱接近于正好完全反应时,
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pH会随着滴入的少量(以滴计)的标准溶液而发生很大的变化(我们称为滴定突跃)。并且强酸滴定强碱的滴定突跃非常明显,它的范围包含了甲基橙等指示剂的变色范围,所以,我们选用甲基橙可以起到让它在反应完全时变色,从而便于我们判断滴定终点。
盐酸和碳酸氢钠的反应是不是跟盐酸和氢氧化钠的反应一样呢?显然不是。首先,盐酸与碳酸氢钠完全反应后,产物二氧化碳溶解在水中,溶液是呈酸性的。由于温度会影响二氧化碳在水中的溶解度及碳酸的电离度,给我们计算此时溶液的pH带来很大的麻烦。其次,盐酸与碳酸氢钠溶液反应时到底有没有滴定突跃,滴定突跃到底有多大,我们心里都没有底。在这样的情况下,能不能用指示剂?到底用什么指示剂?也是需要仔细思考和讨论的问题。
在指示剂问题遇到麻烦时,我们不妨先来研究盐酸滴定碳酸氢钠溶液的过程,它的pH变化情况,然后再来讨论最终的解决方案。
准备 1. 仪器:
磁力搅拌器、图形计算器、CBL系统、pH探头、连接线、100mL烧杯、滴定管、滴定管夹、分析天平。
2.试剂
待测碳酸氢钠固体样品、0.1000mol/L标准盐酸溶液、两种pH值不同的标准pH缓冲溶液、蒸馏水。
实验步骤 (略)
结 论
案例8(应用现代技术科学探究案例):温度对碳酸钠水解的影响
通过下列计算公式,我们就可以求得碳酸氢钠的含量: Na2CO3%=
84CAVA100%m
CA──标准盐酸溶液的浓度(mol/L)
VA──滴定终点时消耗的标准盐酸溶液的体积(L) m──所取碳酸氢钠样品的质量(g)
(本案例由上海市上海中学 徐 睿提供)
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背景 能影响盐类水解的因素有很多,主要有温度、浓度、溶液的酸碱度等。有多个变量对本实验会产生影响,对于正在高中学习的学生来说可能是一个比较棘手的问题。因此,在探讨温度对盐类水解的影响时,可以采用控制变量的方法进行实验。传统的测量方法误差比较大,且不太容易控制与记录。由于图形计算器技术的出现,从根本上改变了这一状况。最简单且最有效的方法是:利用图形计算器、传感器系统、各类探头组成一个测定系统,来进行测定。
课题 探究一定浓度的Na2CO3溶液在不同温度下的pH
目标 1.知道盐类水溶液不一定呈中性。
2.能够组装和使用pH探头与温度探头组成的传感器双探头系统。 3.分析温度对盐类水解的影响。 4.掌握多变量问题的控制方法。
5.从定性—→定量—→结论(规律)—→概念
准备 实验药品:
0.01 mol/L Na2CO3溶液 实验仪器:
图形计算器、传感器系统、pH探头、温度探头、器铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶夹、酒精灯、洗瓶、烧杯、石棉网、滤纸。 实验装置:
实验步骤 (略)
从室温加热到80℃,我们可以清楚地看到:Na2CO3溶液的pH随着实验结果温度的不断上升逐渐变大(从函数图像猜测出解析式y=ax+b)。
问题拓展
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1.上述实验说明了什么问题?如何解释这个实验结果?
2.弱电解质有电离度的概念,我们能否利用已经猜测得出的解析式(pH与
温度的关系式),来推导出水解的关系式?
3.水解呈酸性的盐,是否pH随着温度的上升而上升?为什么?
(本案例由上海市青浦高级中学 杨治军提供)
四、 实施意见
(一)教学工作 1.教学工作的组织
要按计划有目的地进行。教师在实施教学之前,应根据课程标准、教材和本校学生的实际情况,制订切实可行的学期教学进度表、单元教学计划以及课时计划。
2.教学组织的形式和教学方法的选择
应根据教学目标、教学内容、学生水平和教学条件综合地加以考虑,以师生互动作为准则,妥善灵活地结合使用各种教学方法,以期取得最佳效果。
3.教学过程
应贯彻教师为主导和学生为主体相结合的原则,有机地渗透思想政治、道德品质、情感意志乃至人格的养成教育。大力提倡采用研究(探究)性学习的方式,坚持启发式,让学生积极参与,避免注入式。教师在重视学生获取教学结论的同时,更要十分重视学生认知能力的培养和发展。
教师要尽可能地创设新的学习情境,激发学生的学习兴趣和求知欲望,引导学生发现问题,探究问题,解决问题。教学过程中要十分注意培养和发展学生的观察能力、思维能力、实践能力、创造能力和自学能力,重视科学方法、科学态度和行为的教育。
4.课内学习活动
科学探究是一种重要的学习方式,课内讨论是一种重要的学习活动,探究和
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讨论能增加体验和促进理解,更能激励发散思维和创新精神。
教师可利用教材中提供的数据和其他资料;利用教学中学生的认知冲突;利用实验现象跟预期结果的差距等,让学生开展讨论。课内讨论能提高学生探究的积极性,教师要创设新的情境,营造良好的学习氛围,使学生在师生互动和互助中获得素质的提高。
5.化学实验
要充分重视化学实验。发挥随堂实验(演示实验和边教边实验)和学生实验的教学功能。正确处理真实实验和虚拟实验的关系,积极创造条件使学生在实践中获得体验和知识,从中培养学生的科学精神,并能把获得的知识用于实践。
6.教学媒体
要充分重视教学媒体的使用,提倡采用多媒体手段进行化学教学,鼓励教师自制多媒体教学课件和积件,要推广优秀的多媒体课件和积件,还要组织专家开发配合化学教学的多媒体课件和积件;要提供学生上网学习的条件,要充分利用网上资源。
7.科学思想和科学方法的教育
学习科学思想与科学方法,有助于培养学生的科学精神、科学态度和科学习惯,有助于培养学生的创新能力。因此,科学思想与科学方法教育是中学化学教学的重要任务,有必要对科学方法的内容和要求作专门论述。
科学方法的学习过程,通常是由无意识、朦胧意识逐步发展到清晰意识、自觉意识;由获得科学方法的印象、形成感性经验,逐步发展到形成理性认识,在此基础上进一步形成对科学方法的喜爱、追求,形成应用科学方法的技能、能力和习惯。
科学思想与科学方法的教学有其特殊的规律和要求,切忌简单地把它当成一般的知识,采用传统的教学方式,而是要采用让学生参加科学探究的教学活动。
科学方法的教学通常不是地进行的,需要选择适宜的知识、课题和实践活动作载体,即要结合某些认知和实践活动的过程来进行,要力求具有典型性。而且,科学方法的学习往往不是一、两次涉及就能完成的。例如,科学观察方法、科学实验方法的教学都应该按照上述规律反复地进行。
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按照化学科学知识的获得或应用过程来组织化学教学,让学生自主地寻找课题,参加研究性学习活动,是进行科学方法学习的有效途径,也能培养他们的创新精神。
8.科学、技术和社会的教育
化学与人类生活、化学与生产技术、化学与社会发展有密切的联系,在获得化学知识的同时,应使学生对化学科学在人类社会进步和可持续发展中的重大作用和意义有所认识,建立保护环境,合理使用自然资源的意识和社会责任感。
科学、技术与社会的教学,可以为学生提供整体的观念、广阔的知识背景和框架,帮助学生获得对社会、科学等领域的整体认识,有助于学生发现问题并形成解决问题的新思路和新方法。
科学、技术和社会教育的特征是在课题情境中进行,强调化学知识与其他学科知识、化学知识与技术手段、化学知识与社会问题的联系,让学生体会科学对技术的贡献和技术对科学的贡献,体会化学学科知识只有和技术问题、社会问题相结合,才能为人类社会解决更多的问题。
科学、技术和社会教育要注重实践、注重科学技术文化、注重课堂内外相结合,通过组织学生阅读、讨论、参观、访问、辩论等各种途径,使学生在学习过程中学会查寻、分析、整理、汇总资料(宣讲材料、小报或小论文等)以及学会表达自己的观点,鼓励他们追求真理,培养他们的合作精神和社会责任感。
(二)教材编写
1.编选的设想
以素质教育为本,把培养人放在第一位,面向全体学生,改进学生学习活动的结构,使学生形成科学观念、了解科学过程、学习科学思维方法、学会获得必要的化学知识、养成科学精神和态度,促进个性发展、适应社会需要;注意克服传统教育的封闭性,结合渗透STS教育,注意反映现代化学特点。
在基础型课程中,教材以基础性内容为主,同时也安排一定数量的拓展性内容和可以开展研究性学习的内容。
2.教材内容的选取
根据化学教学目标、学生的心理特征和认知规律,精选现代的、有广泛应用
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的、科学方法教育中有代表性的、最基础的化学知识作为教学内容。
(1)要注意选择结合教学、对学生思想素质培养有积极作用的内容,应介绍我国社会主义建设的伟大成就和我国历史上对化学科学的贡献。选择化学发现史中的典型事例,介绍科学家的科学态度和科学方法。
(2)应加强理论联系实际,贴近学生的生活,了解化学基础知识在生产、科学技术和日常生活中的应用,要有利于学生培养创新精神和实践能力。
(3)要重视发挥化学实验在科学探究中重要的教育和教学作用,提高学生的实践能力,改革演示实验和学生实验,提高探究(研究)性实验的比例。实验内容的选择要考虑到操作安全、不会造成环境污染、现象明显和切实可行。 (4)要有利于学生参加生产劳动和进一步学习所必需的化学基础知识。
(5)应注意跟学科群内外课程的联系,通过有关内容的纵向和横向综合,使学生的认识更全面、更深入,还科学的本来面貌。
(6)要充实最新的化学科学知识,扩大学生的科学技术眼界,提高学生学习化学的兴趣,为了实施因材施教,基础性教材中也应选编一些拓展和研究性的资料,供教师指导学生学习或课外阅读。教师也可选编一些具有乡土地方特色的化学知识作为选学内容。
3.教材编写
(1)教材编写必须遵循课程改革的思想,努力实现课程目标,编写教材时必须保证落实本标准规定的多视角教学内容和要求,编写教材应该有多元的体系。
(2)教材中教学内容的编排应遵循认识规律,由浅入深、循序渐进地编排,课程标准中内容的编排顺序可自行调整。
(3)教材体系结构要多样化,不仅要有利于加强基础,还要有利于能力的培养,科学态度、科学方法的训练,创新精神和实践能力的培养。不仅要重视教学结论,还应重视教学过程。更应注意有利于学生的学,为学生的发展服务。
(4)教材要力求文字生动、简洁严密、题材新颖,尽量以启发、诱导的方式编写,启发学生思考,鼓励学生课外自主学习。
(5)跟教材相关的还有实验设计和记录本、练习册和教学指导书。教材用于课堂教学,实验设计和记录本用于学生实验教学,练习册供课内外训练,教学
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指导书是跟教学相配合的教师用书。
(6)编写教材时,应考虑到教学内容能在本标准规定的课时内完成,并留空有10%的机动余地。
(三)保障措施
1.现代信息技术的开发与利用
必须重视化学课程与信息技术教育的整合,从根本上改革传统的教和学的观念、目标、内容、方法和评价手段。
要加强教育信息设施的建设,普及信息技术教育,充分认识现代信息技术的应用是这次课程教材改革(含课堂教学改革)的重要支撑。这里所指的现代信息技术的重点是指计算机多媒体教学技术、计算机网络技术和图形计算器技术。
(1)计算机多媒体教学技术
要调动市、区(县)、校多方面的积极性,研制多媒体课件和积件,市里要组织攻关小组,研制较高质量的具有普适性的多媒体课件和积件。
在市、区(县)用公开展示课的形式,将采用多媒体教学技术的课,介绍给广大教师;要用多种形式培训教师学会制作简单多媒体教学软件,并学会在上课时上机操作。
(2)计算机网络技术
要在建校园网和市、区(县)互联网的基础上,推出上网化学教学的公开研究课;要定期介绍网上资源信息,帮助师生有效地获取信息并变革阅读方式;要多渠道普及上网的技术培训,要组织教师和学生参与网站的建设。 (3)图形计算器技术
要在配备有图形计算器和信息传感器的学校,推广使用图形计算器的数理技术和信息传感器技术,并应用于课堂教学之中,特别是应用于研究性学习之中。要重视开发和积累这方面的教学资料。
2.训练形式和要求
化学教学中的训练是使学生掌握知识、培养能力、提高素质的必要手段。为了达到化学的教学目标,必须实施课内外多种形式的训练。训练的数量和质量以达到教学内容和要求为限,不能随意突破。训练以课内为主,每课时的课外作业
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量一般为15-30分钟。
(1)练习和复习
练习题要有目的地精选,题量要严格控制,内容要从实际出发,力求具有启发性。要尽量减少以记忆复述为主的练习题,应以强调知识的理解和迁移、强调分析和综合应用为主,要用这种思想设计出有情境、有探究、具有一定开放性的练习题。习题表述要简明,计算不要太繁杂,不要让学生陷入不切实际的迷宫而浪费精力。
(2)实验训练
各学校都应认真做好本标准规定的实验和课本上的学生实验,让每个学生都有实验训练的机会。实验的形式可以是2 人小组和6组,既要提倡人人动手,又要提倡多人的分工和合作。教师可根据学校设备和条件适当增补一些实验。为了增加学生实验训练的机会,在有条件的学校可把部分学生实验和部分演示实验改为边教边实验,把部分小实验改为课外实验,把部分验证性实验改为探索性实验。
(3)参观访问、社会调查和实践
参观访问、社会调查和实践不仅能使学生开阔视野,还是开展研究性学习的一个契机。教师应根据需要和可能,组织学生参观工厂、农村(场)、展览会、科技馆和科技活动基地等。
3.教学参考书
教学参考书既有指导教师教学的功能,又有提供参考资料的功能。 教学参考书所提供的教学指导应包括:(1)帮助教师领会教材编写的指导思想。(2)阐述和分析教材体系的结构特点。(3)各章节化学教学的目标,特别要介绍科学方法教学的模式和怎样跟科学、技术和社会的联系。教学的重点和难点分析,教学要求的说明。(4)教学过程中落实基础,认识主题,提供学生讨论的素材,培养能力的建议。(5)按不同教学模式组织教学的典型教案。(6)单元、期中测验的设计蓝图和样本。(7)供教师选用的演示实验和练习题。
教学参考书所提供的参考资料应包括:(1)探究实践活动的案例。(2)跟教材内容有关的新科技、新知识。(3)社会和生活中的化学知识。
4.教学设施
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为实施本课程标准,应配置相应的化学实验室、电教专用教室、教学电脑、相应软件、多媒体光盘、电影、录像、幻灯、挂图及相应的教学仪器和药品,提供化学实验必要的安全设备和保护器材,提供经常的化学实验经费和劳保经费。
关于化学实验室和化学实验员的配备标准下限是: 学校类型 初级中学 完全中学 高级中学 化学教学班 4~12 6~10 11~16 6~10 11~18 19~30 化学学生实验室 化学实验员(名) 1 1(专职) 1 1(专职) 2 1(专职)1(兼职) 1 1(专职) 2 1(专职)1(兼职) 3 2(专职) 为了适应开展研究型课程的需要,还要另外配备相应的化学实验室,实验桌的设计,也要作相应调整。
(四)课程评价
化学教学中的学业评价是根据培养目标和课程标准对课程实施及其结果所进行的客观评价和主观评价,其目的不仅是对化学教学质量的优劣进行判别,也是为了获得反馈信息,改进教学。
1.学业评价的思路
学业评价应包括认知、动作技能和情感三个领域,结合学科、个性和社会三个方面的发展展开。其中认知领域的评价主要根据化学课程标准规定的教学内容的达标情况。动作技能领域评价主要是指学生在化学实验中实验技能的掌握情况。情感领域的评价则是指学生树立正确的世界观、人生观和价值观,学习化学的兴趣、态度等方面的情况。此外,还应对创新精神、实践能力、科学方法、科学态度和行为作出评价。
2.三个领域的评价
实施三个领域的评价应采用不同的评价方法。
认知领域的考核,主要采用提问、测验、考查、考试等形式;对部分学生的研究性学习,可以结合课题,让学生撰写简单的小论文或调查报告加以考核。
实验操作领域的考核,主要采用教师对学生实验的观察、实验操作考试、小制作等形式。
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情感领域的考核,一般可采取观察、课外面谈、学生自我小结、填写调查表、行为分析等方式。
上述各种考核方法既可作单项评价,又可作综合评价。
3.建立评价的激励机制
实施上述三个领域的考核,既要有终结性考试,又要十分重视对形成过程中学生学习情况作出分析和评价,注意发现学生学习的非线性发展,并及时给予鼓励,以利于据此及时改进教师的教和学生的学。
4.实施“观察理解”评价模式
在学业评价时,还必需采用“观察理解”评价模式,评价学生的学业成就。这种评价模式,除了要求依据按预定教学目标编制的书面测验成绩等常规评价外,还应采集所有能真实反映学生学习过程与结果的应答性资料。应鼓励学生建立个人的“学习档案”,包括学生的小论文、小制作、科技竞赛成绩、社会调查报告、社会实践总结以及其他可行的评价资料。对学生学业成就的完整评价必须把这两类评价资料结合起来作出综合评定。
5.关于实验考核
应重视化学实验考核。教师可以根据学生实验设计、实验操作、完成实验的结果以及实验报告所反映的情况综合地给学生评定成绩。在初、高中的每一个学段中,学校至少要对学生进行一次实验考试(查)。
6.关于学业成绩
学业成绩是教学评价结果的反映。每位学生的学年成绩应根据平时成绩、期终考查或考试成绩、实验考核成绩、调查报告或撰写小论文成绩和学习态度综合的评定。
(本课程标准由施其康、吴俊明、陆惊帆、陈基福、吴峥、袁孝凤编写)
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