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上海市科技教师培训课程上海市科技教师培训课程发达国家科技教育中发达国家科技教育中化学教育理念及实践化学教育理念及实践 华东师大课题组 王运生 年9月第1页提提 纲纲一、一、发达国家化学教育理念发展与发达国家化学教育理念发展与化学科技活动化学科技活动二、发达国家化学科技活动经典案二、发达国家化学科技活动经典案例例 第2页一、发达国家化学教育理念发展与化学科技活动（一一）20世世纪纪60年年代代以以来来第第一一、二二次次科科学学课课程改革浪潮中化学教育与化学科技活动程改革浪潮中化学教育与化学科技活动（二二）20世世纪纪末末和和二二十十一一世世纪纪初初第第三三次次科科学学课程改革浪潮中化学教育与化学科技活动课程改革浪潮中化学教育与化学科技活动第3页（一）（一）20世纪世纪60年代以来第一、二次科学课年代以来第一、二次科学课程改革浪潮中化学教育与化学科技活动程改革浪潮中化学教育与化学科技活动 发发达达国国家家化化学学教教育育是是科科学学教教育育主主要要部部分分，100多多年年来来和和科科学学教教育育一一样样经经历历了了屡屡次次改改革革浪浪潮潮，在在学学生生中中心心、学学科科中中心心和和社社会会中中心心各各个个端端点点摇摇摆摆，直直到到20世世纪纪末末才才开开始始形形成成了当代统一性下化学教育理念了当代统一性下化学教育理念。n n 第4页n n18道尔顿提出原子假说，18阿伏加德罗提出分子学说以来，化学一直在原子和分子学说基础上发展着。1869年门捷列夫所发觉元素周期律及元素周期表，使化学从而成为一门有着严密体系学科n n化学传统定义中只强调合成和分析两个方面。这个传统在基础化学教育中至今依然有着深刻影响n n在20世纪30年代以杜威为代表科学课程改革浪潮中，化学是普通科学一个主要部分 第5页20世世纪纪60年年代代美美国国出出现现了了著著名名CBA、CHEMStudy等等以学科为中心化学课程以学科为中心化学课程 CBA化学键方案化学键方案主要内容主要内容第第一一部部分分化化学学改改变变本本质质（1）化化学学是是研研究究物物质质科科学学；（2）混混合物与化学改变；（合物与化学改变；（3）气体、分子和质量）气体、分子和质量第第二二部部分分化化学学体体系系电电本本性性（1）电电和和场场；（2）化化学学改改变变与与能能量；（量；（3）物质电本性）物质电本性第第三三部部分分帮帮助助解解释释体体系系模模型型（1）物物质质化化学学结结构构与与离离子子结结构构；（2）分分子子运运动动论论；（3）温温度度改改变变量量；（4）电电子子、原原子子和和轨轨道道第第四四部部分分化化学学体体系系键键（1）金金属属；（2）离离子子晶晶体体；（3）溶溶液里离子液里离子第第五五部部分分有有序序、无无序序和和改改变变（1）自自由由能能与与电电子子转转移移；（2）浓浓度度和和化化学学反反应应；（3）酸酸和和碱碱；（4）世世界界和和化化学学反反应应；（5）水）水第6页CHEMStudyCHEMStudy化学学习计划化学学习计划主要内容主要内容 第第第第一一一一部部部部分分分分 化化化化学学学学基基基基本本本本概概概概念念念念（1 1）化化化化学学学学：一一一一门门门门试试试试验验验验科科科科学学学学；（2 2）科科科科学学学学模模模模型型型型：原原原原子子子子论论论论；（3 3）化化化化学学学学反反反反应应应应；（4 4）气气气气相相相相：分分分分子子子子运运运运动动动动论论论论；（5 5）液液液液体体体体和和和和固固固固体体体体：物物物物质质质质凝凝凝凝固固固固；（6 6）原原原原子子子子结结结结构构构构和和和和周周周周期表期表期表期表第第第第二二二二部部部部分分分分 化化化化学学学学反反反反应应应应宏宏宏宏观观观观现现现现象象象象（1 1）化化化化学学学学反反反反应应应应中中中中能能能能量量量量效效效效应应应应：（2 2）化化化化学学学学反反反反应应应应速速速速度度度度；（3 3）化化化化学学学学反反反反应应应应中中中中平平平平衡衡衡衡；（4 4）溶溶溶溶解解解解平平平平衡衡衡衡；（5 5）酸酸酸酸和和和和碱碱碱碱；（6 6）氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应；（7 7）化化化化学学学学计计计计算算算算第第第第三三三三部部部部分分分分 物物物物质质质质微微微微观观观观本本本本质质质质（1 1）为为为为何何何何我我我我们们们们相相相相信信信信原原原原子子子子存存存存在在在在：（2 2）电电电电子子子子和和和和周周周周期期期期表表表表；（3 3）分分分分子子子子；（4 4）固固固固体体体体和和和和液液液液体体体体中中中中化化化化学键学键学键学键第第第第四四四四部部部部分分分分 描描描描述述述述化化化化学学学学（1 1）碳碳碳碳化化化化合合合合物物物物；（2 2）卤卤卤卤素素素素；（3 3）第第第第三三三三周周周周期期期期；（4 4）第第第第二二二二主主主主族族族族；（5 5）第第第第四四四四面面面面期期期期过过过过渡渡渡渡元元元元素素素素；（6 6）第第第第六六六六和和和和第第第第七七七七周周周周期期期期元元元元素素素素；（7 7）生生生生物物物物化化化化学学学学；（8 8）地地地地球球球球、行行行行星星星星和恒星化学和恒星化学和恒星化学和恒星化学 第7页英国纳菲尔德化学（英国纳菲尔德化学（英国纳菲尔德化学（英国纳菲尔德化学（NUFFIELD CHEMISTRYNUFFIELD CHEMISTRY）第一章第一章第一章第一章 铁化合物：无机化学入门；铁化合物：无机化学入门；铁化合物：无机化学入门；铁化合物：无机化学入门；第二章第二章第二章第二章 酒精：有机化学入门；阅读酒精：有机化学入门；阅读酒精：有机化学入门；阅读酒精：有机化学入门；阅读1 1 碳循环；碳循环；碳循环；碳循环；第三章第三章第三章第三章 原子、离子和酸；原子、离子和酸；原子、离子和酸；原子、离子和酸；第四章第四章第四章第四章 能和反应；能和反应；能和反应；能和反应；第五章第五章第五章第五章 卤素和氧化还原反应；阅读卤素和氧化还原反应；阅读卤素和氧化还原反应；阅读卤素和氧化还原反应；阅读2 2 化学元素由来；化学元素由来；化学元素由来；化学元素由来；第六章第六章第六章第六章 共价键；共价键；共价键；共价键；第七章第七章第七章第七章 烃和卤代烃烃和卤代烃烃和卤代烃烃和卤代烃第八章第八章第八章第八章 多么快？化学反应速度；阅读多么快？化学反应速度；阅读多么快？化学反应速度；阅读多么快？化学反应速度；阅读3 3 光化学；光化学；光化学；光化学；第九章第九章第九章第九章 分子间作用力和溶解性；分子间作用力和溶解性；分子间作用力和溶解性；分子间作用力和溶解性；第8页第十章第十章第十章第十章 熵；熵；熵；熵；第十一章第十一章第十一章第十一章 多么远？可逆反应；多么远？可逆反应；多么远？可逆反应；多么远？可逆反应；第十二章第十二章第十二章第十二章 碳化合物及它酸碱性；碳化合物及它酸碱性；碳化合物及它酸碱性；碳化合物及它酸碱性；第十三章第十三章第十三章第十三章 氧化还原作用和电化学电池；氧化还原作用和电化学电池；氧化还原作用和电化学电池；氧化还原作用和电化学电池；第十四章第十四章第十四章第十四章 天然产物和合成物；阅读天然产物和合成物；阅读天然产物和合成物；阅读天然产物和合成物；阅读4 4 糖尿病；糖尿病；糖尿病；糖尿病；第十五章第十五章第十五章第十五章 过渡元素；过渡元素；过渡元素；过渡元素；第十六章第十六章第十六章第十六章 有机合成；阅读有机合成；阅读有机合成；阅读有机合成；阅读 5 5 药品；药品；药品；药品；第十七章第十七章第十七章第十七章 氮化合物；阅读氮化合物；阅读氮化合物；阅读氮化合物；阅读 6 6 农业中硝酸盐农业中硝酸盐农业中硝酸盐农业中硝酸盐 第十八章第十八章第十八章第十八章 仪器方法仪器方法仪器方法仪器方法第9页 美国和英国第一代改革科学课程合理部分，如强调结构和试验探究 这一次化学课程改革并没有取得成功，存在许多致命不足，最主要这些科学课程要求太高，只面向能力较强学生，而没有适应全体学生需要，它仅强调了科学本质一部分，而忽略了科学课程教育本质。第10页第二代改革科学课程于第二代改革科学课程于20世纪世纪60年代末年代末开始快速发展开始快速发展 综合科学课程综合科学课程综合科学课程综合科学课程 依据普通科学概念编写（化学概念：物质不灭、守依据普通科学概念编写（化学概念：物质不灭、守依据普通科学概念编写（化学概念：物质不灭、守依据普通科学概念编写（化学概念：物质不灭、守恒、平衡、能量、化学键及其结构恒、平衡、能量、化学键及其结构恒、平衡、能量、化学键及其结构恒、平衡、能量、化学键及其结构 ）以科学研究过程和科学研究方法为综合标准以科学研究过程和科学研究方法为综合标准以科学研究过程和科学研究方法为综合标准以科学研究过程和科学研究方法为综合标准 以心理学研究结果作为综合理科综合标准以心理学研究结果作为综合理科综合标准以心理学研究结果作为综合理科综合标准以心理学研究结果作为综合理科综合标准 强调科学和文化、社会、技术、环境、日常生活之强调科学和文化、社会、技术、环境、日常生活之强调科学和文化、社会、技术、环境、日常生活之强调科学和文化、社会、技术、环境、日常生活之间关系间关系间关系间关系 受受受受STSSTS教育思想影响化学课程教育思想影响化学课程教育思想影响化学课程教育思想影响化学课程 美国美国美国美国ChemComChemCom 英国英国英国英国SALTERS SALTERS 化学课程。（后面会作详细介绍）化学课程。（后面会作详细介绍）化学课程。（后面会作详细介绍）化学课程。（后面会作详细介绍）第11页 以相关性为特征综合科学课程和STS课程展现了多样化，这些在80年代末和90年代初改革化学课程强调为全体学生科学课程（SCIENCE FOR ALL）、加强各学科之间联络（综合科学课程）、加强科学社会和技术之间联络（STS）理念被下一个科学课程改革浪潮吸收，即使突出了相关性，但缺乏内在统一性（比如，综合课程与分科课程统一；STS与学科结构统一；全体学生和智优（专长）学生统一；传授和探究统一等）第12页（二）（二）20世纪末和二十一世纪初第三次科学世纪末和二十一世纪初第三次科学课程改革浪潮中化学教育和化学科技活动课程改革浪潮中化学教育和化学科技活动 科学课程改革是一个继承和发展过程，第三次科学课程改革使各种形式科学课程得以在科学统一性基础上汇合到一起，形成了一个新科学课程理念，超越了传统学科之间相关联络。将科学知识、科学过程和科学文化统一于科学探究，即上升到了全方面表达科学本质和教育本质相统一层次，。，第13页以课程标准形式全方面表达了科学本以课程标准形式全方面表达了科学本质和教育本质统一质和教育本质统一 美国国家科学教育标准科学素养目标要求美国国家科学教育标准科学素养目标要求（1 1）统一科学概念和过程；）统一科学概念和过程；（2 2）作为探究科学；）作为探究科学；（3 3）物质科学；）物质科学；（4 4）生命科学；）生命科学；（5 5）地球与空间科学；）地球与空间科学；（6 6）科学与技术；）科学与技术；（7 7）科学个人和社会视野；）科学个人和社会视野；（8 8）科学历史与本质。）科学历史与本质。第14页英国国家科学教育标准科学素养目标要求英国国家科学教育标准科学素养目标要求英国国家科学教育标准科学素养目标要求英国国家科学教育标准科学素养目标要求n n科科学学探探究究：科科学学想想法法和和证证据据；科科学学探探究究技技能能（计计划划，取得和出示证据，证据推断，估价）取得和出示证据，证据推断，估价）；n n生生命命过过程程和和生生命命体体：细细胞胞活活动动、把把人人类类看看作作生生物物体体（营营养养，循循环环，神神经经系系统统，激激素素，动动态态平平衡衡，保保健健）、生生物物多多样样性性、分分类类和和遗遗传传（多多样样性性，分分类类，遗遗传传）、环境中生命体（适应和竞争）、环境中生命体（适应和竞争）；n n物物质质及及其其性性质质：物物质质分分类类（原原子子结结构构）、物物质质改改变变（从从生生物物能能源源中中提提取取有有用用物物质质）、不不一一样样类类型型物物质质（元元素素周周期期表表，化化学学反反应应，化化学学反反应应速速度度，酶酶作作用用下化学反应）下化学反应）；n n物物理理过过程程：（电电和和磁磁、力力和和运运动动、波波（波波性性质质，电电磁磁光光谱谱，声声和和超超频频音音响响，地地震震波波）、地地球球和和地地球球以以外（太阳系和宇宙）、能源和能量传递、放射性。外（太阳系和宇宙）、能源和能量传递、放射性。第15页美国科学课程标准中化学要求美国科学课程标准中化学要求 n n主要集中在基本概念和原理，以及与生活、社会联络；而没有详细元素化合物知识 n n对5-8年级学生：标准认为引入原子和分子概念为时过早，要从化学特征出发，给出元素和化合物操作性定义。n n对9-级学生标准提出基本概念和原理为：原子结构，物质结构和性质，化学反应。n n在能量守恒与无序增加、生命系统中物质、能量和组织等内容中都有包括化学方面概念和原理。第16页英国科学课程标准中化学要求英国科学课程标准中化学要求 n n在K3阶段（11岁-14岁）标准在物质及其属物质及其属性性目标中要求学生应该学习：物质分类，物质分类，包含固体、液体和气体，元素、化合物和混合物；物质改变物质改变，包含物理改变、地质改变、化学反应；不一样类型物质不一样类型物质：包含金属、酸和碱。n n在K4阶段（15-16岁）标准要求分成两个层次，第二个层次是在第一层次基础上再增加部分内容，学生能够依据自己今后发展方向来选择第17页二、化学教育与化学科技活动案例二、化学教育与化学科技活动案例 （一一）美美 国国 社社 会会 中中 化化 学学 (Chemistry in Community,简称简称ChemCom)课程课程（二二）美美国国环环境境中中化化学学(Chemistry in Context,简称简称CiC)等其它课程等其它课程（三）英国（三）英国SALTERS等化学课程等化学课程（四）美国依靠网络化学科技活动（四）美国依靠网络化学科技活动（五）化学与社会、技术相关教学内容举例（五）化学与社会、技术相关教学内容举例（六）发达国家化学科技活动项目和试验举例（六）发达国家化学科技活动项目和试验举例第18页美国社会中化学美国社会中化学(Chemistry in Community,简称简称ChemCom)课程课程 n n社会中化学(Chemistry in Community,简称ChemCom)是ACS 开发最早一项课程,初版于1988 年,到1998 年已经有第三版问世。ChemCom是一门经典依据科学、技术和社会紧密联络理念，重视科学素养培养和探究活动化学课程 n n被美国科学基金会(NSF)列为大学入学认可课程,并被国际经济合作与发展组织(OECD)列为科学、数学和技术课程改革案例研究课程,第19页n n全书共分以下八个单元：全书共分以下八个单元：（1 1）人类用水；（）人类用水；（2 2）保护化学资源；）保护化学资源；（3 3）石油：用于合成还是燃烧；（）石油：用于合成还是燃烧；（4 4）了解食物）了解食物（5 5）世界中核化学；（）世界中核化学；（6 6）化学、空气和气候）化学、空气和气候（7 7）健康：你风险和选择；）健康：你风险和选择；（8 8）化学工业：承诺与挑战）化学工业：承诺与挑战n n单元细纲举例：单元细纲举例：第第一一单单元元：人人类类用用水水（水水质质，水水物物理理性性质质和和水水组组成成，鱼鱼死死亡亡原原因因，水水净净化化和和治治理理，综综述述：鱼鱼死死亡亡谁谁责任）责任）第第七七单单元元：化化学学与与健健康康（健健康康取取决决你你自自己己认认识识，身身体体内内部部化化学学，酸酸、碱碱和和人人体体化化学学，人人体体表表面面化化学，化学药品对人体作用和危害）学，化学药品对人体作用和危害）第20页ChemCom 主要特点主要特点 n n以社会问题而不是学科知识为线索组织课程内容 n n化学知识引入本着“需要才知”(Need to know)标准 n n决议(Decision making)活动是ChemCom 另一个主要特点 第21页ChemCom科学素养培养科学素养培养 Chiapetta等对ChemCom与科学素养主题相符程度做过检验。在这个研究中科学素养包含4个主题,即:作为知识体系科学;作为探究方式科学;作为思维方式科学;科学、技术和社会相互作用。经过定量分析,他们发觉,ChemCom在平衡处理科学素养4个主题方面,做得最好。ChemCom内容包括上述4个主题百分比分别是:26%、43%、1%、30%。第22页 ChemCom 被认为是当代科学素养教育典范,在国际科学教育界备受褒扬。不过,在实际使用过程中也碰到不少问题,如有些人认为ChemCom 只适合低水平或能力差学生、有些大学拒绝把ChemCom 成绩作为入学条件,还有些人认为所谓“决议”活动根本不是科学,等等。我们认为,这些问题有些是课程本身固有,有些则根源于人们(包含科学教育工作者)教育观念。第23页研究性活动案例研究性活动案例n n 案案例例一一：赞赞赞赞成成成成还还还还是是是是反反反反对对对对？RiverwoodRiverwood地地域域居居民民将将经经过过公公民民投投票票决决定定是是否否赞赞成成EKSEKS企企业业在在他他们们附附近近建建立立氨氨产产品品工工厂厂。假假如如你你是是该该地地居居民民，你你将将怎怎样样选选择择?你是怎样决定你是怎样决定?n n案案例例二二：修修修修复复复复自自自自由由由由女女女女神神神神小小小小姐姐姐姐 早早在在2020世世纪纪8080年年代代，自自由由女女神神像像内内部部严严重重腐腐蚀蚀就就受受到到了了人人们们极极大大关关注注。修修复复教教授授面面临临着着几几个个问问题题，这这包包含含：是是什什么么造造成成自自由由女女神神像像损损坏坏，什什么么损损坏坏能能被被修修复复，以以及及怎怎样样防止深入损坏防止深入损坏.第24页研究型课题值得我们借鉴特点研究型课题值得我们借鉴特点n n案例起源真实，贴近学生生活案例起源真实，贴近学生生活 n n案例综合性强案例综合性强n n课题介绍相关背景知识比较详细课题介绍相关背景知识比较详细 n n案例含有层次，普适性高案例含有层次，普适性高 n n借鉴美国化学教材借鉴美国化学教材ChemComChemCom中做法，可把与社会中做法，可把与社会生活亲密相关、公众普遍关心问题作为学生活动生活亲密相关、公众普遍关心问题作为学生活动课题，如课题，如江、河、湖泊及地下水严重污染问题，江、河、湖泊及地下水严重污染问题，“白色污染白色污染”问题，小区化工厂利弊问题，近海海域问题，小区化工厂利弊问题，近海海域赤潮问题、以及我国许多文物如著名秦始皇兵马赤潮问题、以及我国许多文物如著名秦始皇兵马俑、敦煌莫高窟壁画保护俑、敦煌莫高窟壁画保护 问题等问题等第25页（二（二）环境中化学环境中化学(Chemistry in Context,简称简称CiC)等其它课程等其它课程 n n环境中化学环境中化学(Chemistry in Context(Chemistry in Context）是）是ChemCom ChemCom 姐妹篇姐妹篇 n n按社会问题来组织课程内容按社会问题来组织课程内容,但它所包括化学概念但它所包括化学概念和社会问题比和社会问题比ChemComChemCom复杂复杂 n n十三个单元内容包含十三个单元内容包含:我们呼吸空气、保护臭氧层、我们呼吸空气、保护臭氧层、全球变暖与化学、能量化学与社会、水迷惑、降全球变暖与化学、能量化学与社会、水迷惑、降低酸雨危险、奥嫩达加湖低酸雨危险、奥嫩达加湖:案例研究、核裂变之火、案例研究、核裂变之火、交替能源交替能源:未来燃料、塑料和聚合物世界、药品设未来燃料、塑料和聚合物世界、药品设计和分子操纵、营养计和分子操纵、营养:关于食物思索、基因工程关于食物思索、基因工程:遗传化学遗传化学 第26页n nACS ACS 在在1997 1997 年决定为大学一年级理科专业学生设年决定为大学一年级理科专业学生设计一项名为计一项名为“生物环境中化学生物环境中化学”(Chemistry in a”(Chemistry in a Biological Context,Biological Context,简称简称CBC)CBC)n nACS ACS 为为6-8 6-8 年级学生设计了一项综合科学和技术课年级学生设计了一项综合科学和技术课程程,名为名为FACETS FACETS。FACETS FACETS 目标在于解释目标在于解释“事物是事物是怎样运作怎样运作”。科学概念选择仍是基于。科学概念选择仍是基于“需要才知需要才知”标标准。和准。和ChemCom ChemCom 一样一样,主要概念以螺旋方式落实主要概念以螺旋方式落实于各单元。比如于各单元。比如,溶解度首先在溶解度首先在“淹没宝船淹没宝船”中介绍中介绍,而后在而后在“锈蚀锈蚀”、“杀虫剂杀虫剂”、“食品添加剂食品添加剂”中深入中深入发展发展 n nACS ACS 进行进行“科学技术和技能科学技术和技能”(”(简称简称SciTeKS)SciTeKS)课程设课程设计。该课程对象是那些不准备上大学而要直接参计。该课程对象是那些不准备上大学而要直接参加工作高中生。加工作高中生。课程主题为课程主题为,汽水制造、秽物处理、汽水制造、秽物处理、植物蔓延、油漆制造、聚合物生产等。植物蔓延、油漆制造、聚合物生产等。n n n n 第27页（三）英国（三）英国SALTERS等化学课程等化学课程n nSalters初中化学课程十六个单元：（1）衣着（2）饮料（3）食物（4）金属（5）取暖（6）运输化学品（7）建筑（8）食物制造（9）农业（10）保洁（11）矿物（12）塑料（13）燃烧和化学键（14）今天和明天能源（15）抵抗疾病（16）用电和发电第28页n nSALTERS高 中 化 学（ChemistryStorylines）（1994年第一版）十四个单元：（1）生活中元素（2）燃料发展（3）从矿物到元素（4）大气（5）化学合成革命（6）在药品中含有什么（7）阳光利用（8）蛋白质构建（9）钢故事（10）农业问题（11）设计颜色（12）海洋（13）药品设计（14）访问化学工业第29页Key science:Chemistry英国英国（1994）n n为参加国家为参加国家为参加国家为参加国家GCSEGCSE考试（考试（考试（考试（General Certificate of Secondary General Certificate of Secondary Education)Education)而编写化学教材。相当于我国初三高一年级而编写化学教材。相当于我国初三高一年级而编写化学教材。相当于我国初三高一年级而编写化学教材。相当于我国初三高一年级学生学习教材。以化学学科中关键物质为主题学生学习教材。以化学学科中关键物质为主题学生学习教材。以化学学科中关键物质为主题学生学习教材。以化学学科中关键物质为主题 Theme A:The earth Theme A:The earth 地球地球地球地球 Theme B:The Matter and Particles Theme B:The Matter and Particles 物质和微粒物质和微粒物质和微粒物质和微粒 Theme C:The Atom Theme C:The Atom 原子原子原子原子 Theme D:Making materials Theme D:Making materials 制造物质制造物质制造物质制造物质 Theme E:Air and Water Theme E:Air and Water 空气和水空气和水空气和水空气和水 Theme F:Using Earths Resources Theme F:Using Earths Resources 地球资源使用地球资源使用地球资源使用地球资源使用 Theme G:Measurement Theme G:Measurement 测量测量测量测量 Theme H:The chemical industry Theme H:The chemical industry 化学工业化学工业化学工业化学工业第30页ThemeB:TheMatterandParticlesn n主题主题主题主题3 3：物质：物质：物质：物质n n3.1 3.1 物质状态物质状态物质状态物质状态n n3.2 3.2 纯净物质纯净物质纯净物质纯净物质n n3.3 3.3 密度密度密度密度n n3.4 3.4 状态改变状态改变状态改变状态改变n n3.5 3.5 发觉物质沸点与熔点发觉物质沸点与熔点发觉物质沸点与熔点发觉物质沸点与熔点n n3.6 3.6 材料性质与用途材料性质与用途材料性质与用途材料性质与用途n n主题主题主题主题4 4：微粒：微粒：微粒：微粒n n4.1 4.1 原子理论原子理论原子理论原子理论n n4.2 4.2 单质（单质（单质（单质（elementselements）与化合物）与化合物）与化合物）与化合物n n4.3 4.3 分子运动论分子运动论分子运动论分子运动论(The kinetic theory of matter)(The kinetic theory of matter)n n4.4 4.4 气体气体气体气体第31页ThemeE:AirandWater主题主题14 14：空：空气气氧气生命救氧气生命救世主怎样从空气世主怎样从空气中取得氧气和氮中取得氧气和氮气气氧气用途氧气用途氮气氮气氮循环氮循环COCO2 2和水蒸汽和水蒸汽测定测定(163)(163)惰性气体惰性气体主题主题1515：氧气：氧气n火箭发射氧气测定火箭发射氧气测定n空气中氧气体积百分空气中氧气体积百分比（试验比（试验P166P166）n试验室制取氧气方法试验室制取氧气方法（P166P166）n氧气与单质反应氧气与单质反应n氧化物氧化物n燃烧燃烧n灭火器灭火器n腐蚀腐蚀主题主题1616：水：水n水循环n溶解氧n水处理n污水处理厂n水用途n水：化合物n纯水n地下岩洞n肥皂n洗涤剂n漂白剂和碱性洗剂n硬水和软水n软化硬水方法n硬水好处第32页n n教材正文以描述性语言为主，语言比较生动，含教材正文以描述性语言为主，语言比较生动，含教材正文以描述性语言为主，语言比较生动，含教材正文以描述性语言为主，语言比较生动，含有启发性。有启发性。有启发性。有启发性。n n有几个功效框，增强了教材可读性：有几个功效框，增强了教材可读性：有几个功效框，增强了教材可读性：有几个功效框，增强了教材可读性：First ThoughtsFirst Thoughts Look at links Look at links Summary Summary Information technology Information technology Its a fact Its a fact Science at work Science at work Whos behind the science?Whos behind the science?第33页Cambridge Modular Science 英国1995年n nFoundation Chemistry（基础化学）（基础化学）n nEnvironmental Chemistry（环境化学）（环境化学）n nMethods of Analysis and Detection（分析测（分析测试方法）试方法）n nChains and Rings（有机物）（有机物）n nHow Far?How Fast?（化学平衡与反应速率）（化学平衡与反应速率）n nTrends and Patterns（化学反应机理（化学反应机理第34页 这是英国现行依据国家课程标准编写高中课程，属于国家统一考试课目。其中基础化学是每个学生都必须学习,其它能够依据学生今后升学需要选考,学生学完一门考一门,给于学生充分选择机会 第35页（四）美国依靠网络化学科技活动（四）美国依靠网络化学科技活动 美国化学学会（American Chemical Society）分别编写了适合高中学生和儿童化学科技活动内容，都挂在美国化学学会网站上，这些化学科技活动生动、有趣、结合热点问题和化学前沿问题，有详细教材和指导，供教师、家长和学生使用。这些内容对我们科技教师都十分有参考价值，下面举例说明 第36页n n适合高中学生化学事件（ChemMatters）n n适合儿童惊异网络（WonderNet）第37页（五）化学与社会、技术相关教学（五）化学与社会、技术相关教学内容举例内容举例 从发达国家相关化学课程中能够概括从以下化学与社会、技术相关教学内容，供科技教师参考。第38页n n粮食危机及化学对策粮食危机及化学对策 经过人口大量增加、土地不停降低、害虫之患等经过人口大量增加、土地不停降低、害虫之患等引出粮食危机引出粮食危机,经过化学对策向学生介绍肥料化学、经过化学对策向学生介绍肥料化学、农药化学等知识农药化学等知识,重点介绍氨合成条件及合成历史、重点介绍氨合成条件及合成历史、固氮、光合作用、有机磷及其危害等知识固氮、光合作用、有机磷及其危害等知识n n 能源及化学能源及化学 经过分析世界及本国能源现实状况等引出能源危经过分析世界及本国能源现实状况等引出能源危机机,经过化学对策向学生介绍化石燃料有效与清洁经过化学对策向学生介绍化石燃料有效与清洁利用利用;核能开发及其风险利弊核能开发及其风险利弊;新能源新能源(氢能等氢能等)开发开发;能源路径转换能源路径转换(化学电源化学电源)。第39页n n环境及环境污染环境及环境污染 经过分析世界及本国环境现实状况等引出环境危经过分析世界及本国环境现实状况等引出环境危机机,经过化学对策向学生介绍环境知识经过化学对策向学生介绍环境知识,重点介绍重点介绍大气污染大气污染(温室效应、臭氧层空洞、酸雨温室效应、臭氧层空洞、酸雨)及其防及其防治、水污染及水处理治、水污染及水处理(各类消毒剂各类消毒剂)、固体废弃物、固体废弃物污染污染(白色污染白色污染)及其防治及其防治n n材料科学材料科学 重点介绍新型金属材料重点介绍新型金属材料(形状记忆合金、贮氢合金、形状记忆合金、贮氢合金、非晶态合金等非晶态合金等););新型无机非金属材料新型无机非金属材料(光导纤维、光导纤维、超导陶瓷、纳米陶瓷等超导陶瓷、纳米陶瓷等););新型有机高分子材料新型有机高分子材料(有机氟材料、有机导电材料、液晶等有机氟材料、有机导电材料、液晶等););复合材复合材料料;分子设计和材料未来。分子设计和材料未来。第40页n n生命现象与化学 经过对组成生命体糖类、蛋白质、核酸等基本物质了解.介绍基因、遗传信息、生物膜、氧自由基等知识;疾病与药品设计(药品与化学、抗癌药与反义药品,逆转录病毒与抗艾滋病药品等)。n n食物营养与健康 经过介绍各类营养素(蛋白质、脂类、糖类、维生素及无机盐),各类微量、常量元素生理功效及与人体健康关系,树立合理营养与平衡膳食观念。第41页n n日常生活中化学 介绍纺织品、厨房用具、食品中化学制品、洗涤剂、日用具、各类灭火剂、吸烟及危害(毒品与化学)等化学知识 n n化学与美容 介绍各类化装品化学成份及使用 n n化学展望介绍当前热点领域如纳米化学、绿色化学、飞秒化学、手性药品与手性技术等。第42页（六）发达国家化学科技活动项目（六）发达国家化学科技活动项目和试验举例和试验举例发达国家突出化学试验趣味性，使学生从小就喜欢参加化学科技活动，并形成对化学科技活动正确认识（化学试验现象、结果、试验方案探究，用最基本药品和仪器完成相关定性和定量试验；）。以真实科研课题为基础，重视联络身边生活、社会和生产实际，凸现化学学科价值第43页让全体学生广泛参加普及性化学让全体学生广泛参加普及性化学试验和活动试验和活动 n n燃料电池n n化学振荡n n粉尘爆炸n nVc测定第44页紧跟最新化学结果紧跟最新化学结果 化学活动化学活动n n在化学界在超导材料出现突破时，在美国化学教育杂志上马上就介绍怎样用中学现有试验条件（用马丁炉）来制作最基本超导材料，让同学感到科学研究并不神秘。第45页让学生进行科学探究化学课题让学生进行科学探究化学课题 n n在学习光化学相关知识后让学生探究防晒霜效能 n n在学习温度对化学反应影响后让学生探究温度对日常生活用具影响 n n在学习新能源后，让学生怎样设计一个用太阳能电池从水中电解出氢气装置等（摘自英国salters化学）第46页让学生和科学家一样研究最新化让学生和科学家一样研究最新化学课题学课题 n n最前沿化学问题，如：Philip Vidal Streich，16 岁研究探测碳纳米管热力溶解，于205月19日，取得“英特尔国际科学与工程大奖赛（Intel ISEF）”一等奖 n n研究处理与实际紧密结合化学问题，如瓦斯热水炉一氧化碳触媒转化研究（Optimizing a Catalyst for Elimination of Carbon Monoxide Exhaus ted from GasWater Heater），取得年“英特尔国际科学与工程大奖赛（Intel ISEF）”大会化学一等奖（Best of Category-Chemistry）第47页互动讨论互动讨论1、从从100多多年年来来发发达达国国家家化化学学科科技技教教育育发发展展过过程程中中，你你认认为为最最需需要要吸吸收收经经验验、教教训训是是什什么么？为为何？何？2、在在发发达达国国家家化化学学科科技技教教育育发发展展过过程程中中，曾曾经经出出现现过过各各种种不不一一样样类类型型课课程程和和活活动动等等对对今今天天化化学科技教育有什么启发和教训？学科技教育有什么启发和教训？3、结结合合我我国国化化学学科科技技教教育育实实际际，怎怎样样吸吸收收国国际际上上化化学学科科技技教教育育一一些些富富有有成成效效做做法法、内内容容、活活动和试验动和试验第48页 谢谢谢谢 第49页