【教案】走进化学科学---鲁科版高中化学必修一第一章第一节教案

走进化学科学

课型：新授课

课时数：1课时（40min）

 

教学目的

1. 通过对化学形成和发展史的学习，了解化学发展过程中的重要事件，理解人们认识物质的不同阶段，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。

2. 通过了解青蒿素的发现、研究与应用之旅，知道化学学科的主要特征，发展科学探究与创新意识的核心素养。

3. 通过对化学学科探索空间的思考，了解化学学科与其他学科的关联与发展趋势。

 

教材分析

本节位于鲁科版普通高中化学教科书化学必修第一册第一章认识化学科学，是高中化学接触的第一节内容。该节围绕以下三个问题展开：化学科学形成与发展的过程、化学的特征、化学的探索空间。在化学科学的形成与发展过程中，简要介绍了古代化学的应用实例、近代化学里程碑事件、现代化学的发展，并提到了化学对于人类文明可持续发展的作用。在对化学的形成发展史做简要介绍后，教材给出了化学的定义以及其重要特征，并使用青蒿素的发现、研究和应用之旅展现了化学研究的过程和重要特征。之后，教材对化学学科的探索空间进行了展望，体现出化学学科作为一门中心学科的重要性与魅力。

综合来说，本节课作为高中化学的开端，它的作用是让学生开始重新认识化学，增进学生的学习兴趣，并让学生大致了解化学学习的主要内容，学习上的难度不大，但需要教师巧妙设置环节与教学内容，增进学习的趣味性。在近代化学的里程碑事件中，可以从化学史的角度，解释不同阶段人们对于物质的认识以及局限，让学生自己思考人们认识物质的过程。在阐释主要化学学科的特征中，可以结合青蒿素的发现、研究和应用过程，让学生接触化学研究的真实场景，激发学生的学习兴趣以及社会责任感。

 

学生分析

学生经过了初中阶段的化学学习，并且在本节课之前用了一个周的时间进行回顾，对于化学学科有一个基础的了解与认知，能够认识到生活中化学的存在，但是更多地是从经验角度入手，没有对化学学科的科学性有深入的理解，也不能做到不同学科内容的联系。高中化学阶段是在以往化学内容的基础上进行，很多内容会推翻、重塑学生的知识结构，所以帮助学生认识到化学学科的特征，并结合化学的形成发展史以及未来的探索空间，增进学生的兴趣。

学生对于化学学习存在畏难心理，也没有坚实的化学学习基础以及良好的化学学习习惯，教师要让他们明白高中的化学学习是一个从零开始的过程，帮助他们树立信心。

 

教学重点

通过近代化学史的发展过程，了解他们对于化学科学发展的贡献以及对于人们理解物质及其变化的作用。

 

教学媒体

黑板、电子显示屏

 

教学流程（文字稿）

上周我们再次回顾了初中化学的基本内容，对旧知识进行了学习与巩固。从这节课开始，我们将重新学习并认识化学这一科目。

首先，我想问你们一个问题，什么是化学？既然都学习了这门科目这么长的时间，我觉得你们应该有自己的理解。

学生表述自己对于化学学科的理解

同学们的理解都很独到，在我个人看来，化学就是研究变化的科学，研究的是谁的变化？是物质的变化。世界是由物质组成的，而物质本身以及物质的变化让世界展现出了丰富的样貌。从古至今，人们对于物质的认识不断更新，经历了一个由表及里、由浅入深的过程。

展示PPT中的图片，图片包含烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类的生产活动。

在长期的生产和生活实践中，人们学会了烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类等，这些都是从经验层面进行的化学活动。人们知道怎么做，但是不知道它们的原理，此时化学研究并没有独立出来成为一门专门的科学，人们对于物质世界的观念也是非常朴素。

展示PPT图片，内容为西方的“元素说”，以及中国古代的“五行说”。

到了近代，随着科学的不断发展，人们对于物质的认识逐渐深入，化学科学的体系逐渐形成。近代以来，在实践活动的基础上，无数化学家经过不断努力，推动了化学学科发展，在化学学科形成和发展的过程中，有这样几个重要的里程碑，同学们简单浏览一下。

展示图片，内容为近代化学里程碑事件概括。

展示图片，内容为波义尔提出化学元素概念。

1661年，波义尔提出了化学元素的概念，标志着近代化学的诞生，化学研究独立出来成为一门专门的科学。在他之前，人们认为物质的组成是简单的，而波义尔通过化学实验证明物质的组成和性质是复杂的，并给出了世界上第一个科学的元素定义，为化学研究指明了方向。但由于时代的局限性，他没有明确指出哪些物质是真正的元素，人们还没有对元素有正确的清晰的认知。

展示图片，内容为拉瓦锡的铜罩实验。

1777年，拉瓦锡在《燃烧概论》中提出氧化学说，排除了当时流行极广的关于“燃素”的错误理论；他还通过定量实验提出质量守恒定律。在《化学概要》中，第一次列出了化学元素的准确名称，将化学元素的概念建立在科学基础之上。但是，对于化学元素的本质还是不明确。

展示图片，内容为道尔顿人物像、原子论要点和红绿色盲图片。

（1）化学元素由不可分的微粒——原子构成，原子在一切化学变化中是不可再分的最小单位。

（2）同种元素的原子性质和质量都相同，不同元素原子的性质和质量各不相同，原子质量是元素基本特征之一。

（3）不同元素化合时，原子以简单整数比结合。推导并用实验证明倍比定律。

1803年，道尔顿提出原子论，提出化学元素由原子构成，提出测定原子量的方法，这是人类第一次依据科学实验的证据，成系统的阐述了微观物质世界，是人类对认识物质世界的一次深刻的，具有飞跃性的成就，为近代化学的发展奠定了坚实的基础。除此以外，你们之后在生物上学习的色盲症，也是道尔顿发现的。

展示图片，阿伏伽德罗人物像以及阿伏伽德罗定律公式

原子论提出后，人们普遍认同道尔顿的观点，认为所有物质是由原子组成的，但是这种观点却在具体应用中出现了许多混乱情况。1811年，阿伏伽德罗提出分子学说，引入了分子概念，认识到物质可以由分子组成，分子由原子组成，并系统的解决了在物质组成和原子量测定方面存在的混乱问题。

但遗憾的是，阿伏伽德罗提出的分子假说并没有得到当时科学界的认同，直到他去世多年后他的理论才得到认同，试想一下，如果他的假说一开始就得到认同，现在科学发展的结果又会怎样呢？

展示图片，门捷列夫人物像以及门捷列夫第一版元素周期表

图片上的人同学们在之前的化学学习中应该接触过，它就是门捷列夫。自然界到底有多少种元素，元素之间有怎样的关系，如何发现新元素，化学家在这些问题上不断探索，但收效甚微，直到1869年，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。元素周期律的发现为以后元素的研究，新元素的探索，新物资、新材料的寻找，提供了一个可遵循的规律。他提出的元素周期律并非完整无缺，但是这种开创性的做法为后世化学的发展留下了深远影响。

以上则是近代化学的几个里程碑事件，也正是他们打下的坚实基础，化学发展进展快速。在进入20世纪后，人们对物质世界的认识由宏观向微观、由定性到定量、有静态向动态不断发展，进入现代化学时代。（这里可以简单提问，同学们能不能理解这三句话）在这期间，人们取得了非常重大的成就，比如说：

展示PPT的图片，内容为现代化学的几个重要成就，包括放射性元素的发现、现代量子化学理论的建立、化学热力学与动力学的开创性研究等等。

化学虽然是一门独立的科学，但它和其他学科的发展与关联非常密切，现代化学的发展不仅使化学科学体系自身不断完善，还带动了相关科学的发展。

展示图片，内容为结晶牛胰岛素等相关科学研究成果

化学科学和化学工业的发展，对于人类文明的进步发挥了巨大的推动作用，深刻地影响了人们的生产生活、衣食住行。在我们的生活中，化学科学的成果随处可见。

展示图片，以化学为中心，四周为衣食住行中设计化学的内容。

比如说，药物研制，防疫政策放开的那一段时间，人们购买服用的布洛芬，就是化学研究的成果。还有以硅及其化合物为原料制造的芯片和光导纤维，这是现代信息技术的基础，没有这些成果，手机、电脑等等就无法存在。用以石油工业为基础制造的各式纤维缝制衣服，你去看衣服标牌上写的涤纶、腈纶等等，这些也是化学的成果。再进一步说，化学发展关乎人类命运存续，如果没有合成氨工业，就制造不出氮肥，就无法实现粮食的大量增产，就无法解决成千上万人的饥饿问题，没有合成橡胶制作的轮胎，就无法实现当下快速便利的交通环境。所以说，善用化学学科的成果，可以造福全人类。

好，以上则是化学发展的简短历史，借助这个过程，我希望你们能够正视、重视这一门学科，能爱上这一门学科，而我们在未来的这段时间也将要去进一步深入地学习这门伟大的科学。那么回到最初的问题，什么是化学呢？化学学科的特征是什么呢？

展示PPT，内容为化学的定义

化学的定义是在原子、分子水平研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。怎么理解这句话呢？有没有同学可以帮我把这句话拆分解析一下？

学生举手回答。

嗯，回答得很好。化学研究的对象是物质，在刚才化学史的介绍中，我们提到物质由分子、原子构成，那么就要在构成物质的原子、分子水平上研究物质，研究物质的组成、结构、性质、转化及应用。其特征从宏观和微观两个角度认识物质，以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。

展示PPT，现代化学制造的各种物质。

化学科学是一门具有创造性的科学，利用化学方法，人们能根据需要创造出自然界中存在的物质和自然界不存在的新物质。

展示PPT，现代化学研究使用的各种技术设施

现代化学是一门实验和理论并重的科学。一方面，各种分析和测试物质结构、跟踪化学反应过程的技术，成为现代化学研究的重要手段，与近代化学研究手段相比，它们具有更高的精度。另一方面，借助理论计算辅以计算机模拟来进行化学研究，成为现代化学研究的热点，计算机的应用，为化学研究提供了极大的便利。那么，在真实的化学研究过程中，人们是如何结合实验与理论的呢？下面结合实例一起认识一下。

展示PPT，青蒿素的发现、研究应用过程

请同学们阅读青蒿素的发现、研究及应用过程，交流研讨这个问题，对青蒿素的相关研究经历了怎样的过程，之后找一位同学简要回答。

学生交流结束后找同学回答。

教师听完学生的回答后，结合学生的回答，对研究中涉及到的具体内容进行提问，包括：古代药方中运用了怎样的提取过程，科学家运用了怎样的提取方法，科学家是如何确定组成与确定结构的，应用一种物质前需要做哪些工作等等。最后，在简要总结研究、应用一种物质所进行的过程。

化学学科具有非常广阔的探索空间，作为一门“中心学科”，正在以崭新的姿态与人类经济社会的各个领域保持着密切的联系，在促进人类文明可持续发展的过程中发挥着重要的作用。比如说：

展示PPT，内容为化学学科的探索前景，包括微观领域的探索，资源与能源的开发利用，材料科学的发展，治理污染，解决环境问题，推动生命科学发展，促进信息科学发展等等

好，最后做一个总结，这节课我们学习了化学的研究发展史、化学学科的定义与特征、化学学科的探索空间，认识到化学是一门研究物质及物质变化的学科，那么人们又是如何研究这一过程的呢？研究物质的方法和程序又是什么呢？课后完成第二节的预习，思考这两个问题。