走進化學(xué)科學(xué)

課型：新授課

課時數(shù)：1課時（40min）

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教學(xué)目的

1.?通過對化學(xué)形成和發(fā)展史的學(xué)習(xí)，了解化學(xué)發(fā)展過程中的重要事件，理解人們認識物質(zhì)的不同階段，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

2.?通過了解青蒿素的發(fā)現(xiàn)、研究與應(yīng)用之旅，知道化學(xué)學(xué)科的主要特征，發(fā)展科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。

3.?通過對化學(xué)學(xué)科探索空間的思考，了解化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)與發(fā)展趨勢。

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教材分析

本節(jié)位于魯科版普通高中化學(xué)教科書化學(xué)必修第一冊第一章認識化學(xué)科學(xué)，是高中化學(xué)接觸的第一節(jié)內(nèi)容。該節(jié)圍繞以下三個問題展開：化學(xué)科學(xué)形成與發(fā)展的過程、化學(xué)的特征、化學(xué)的探索空間。在化學(xué)科學(xué)的形成與發(fā)展過程中，簡要介紹了古代化學(xué)的應(yīng)用實例、近代化學(xué)里程碑事件、現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展，并提到了化學(xué)對于人類文明可持續(xù)發(fā)展的作用。在對化學(xué)的形成發(fā)展史做簡要介紹后，教材給出了化學(xué)的定義以及其重要特征，并使用青蒿素的發(fā)現(xiàn)、研究和應(yīng)用之旅展現(xiàn)了化學(xué)研究的過程和重要特征。之后，教材對化學(xué)學(xué)科的探索空間進行了展望，體現(xiàn)出化學(xué)學(xué)科作為一門中心學(xué)科的重要性與魅力。

綜合來說，本節(jié)課作為高中化學(xué)的開端，它的作用是讓學(xué)生開始重新認識化學(xué)，增進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并讓學(xué)生大致了解化學(xué)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，學(xué)習(xí)上的難度不大，但需要教師巧妙設(shè)置環(huán)節(jié)與教學(xué)內(nèi)容，增進學(xué)習(xí)的趣味性。在近代化學(xué)的里程碑事件中，可以從化學(xué)史的角度，解釋不同階段人們對于物質(zhì)的認識以及局限，讓學(xué)生自己思考人們認識物質(zhì)的過程。在闡釋主要化學(xué)學(xué)科的特征中，可以結(jié)合青蒿素的發(fā)現(xiàn)、研究和應(yīng)用過程，讓學(xué)生接觸化學(xué)研究的真實場景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及社會責(zé)任感。

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學(xué)生分析

學(xué)生經(jīng)過了初中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)，并且在本節(jié)課之前用了一個周的時間進行回顧，對于化學(xué)學(xué)科有一個基礎(chǔ)的了解與認知，能夠認識到生活中化學(xué)的存在，但是更多地是從經(jīng)驗角度入手，沒有對化學(xué)學(xué)科的科學(xué)性有深入的理解，也不能做到不同學(xué)科內(nèi)容的聯(lián)系。高中化學(xué)階段是在以往化學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行，很多內(nèi)容會推翻、重塑學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，所以幫助學(xué)生認識到化學(xué)學(xué)科的特征，并結(jié)合化學(xué)的形成發(fā)展史以及未來的探索空間，增進學(xué)生的興趣。

學(xué)生對于化學(xué)學(xué)習(xí)存在畏難心理，也沒有堅實的化學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)以及良好的化學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣，教師要讓他們明白高中的化學(xué)學(xué)習(xí)是一個從零開始的過程，幫助他們樹立信心。

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教學(xué)重點

通過近代化學(xué)史的發(fā)展過程，了解他們對于化學(xué)科學(xué)發(fā)展的貢獻以及對于人們理解物質(zhì)及其變化的作用。

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教學(xué)媒體

黑板、電子顯示屏

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教學(xué)流程（文字稿）

上周我們再次回顧了初中化學(xué)的基本內(nèi)容，對舊知識進行了學(xué)習(xí)與鞏固。從這節(jié)課開始，我們將重新學(xué)習(xí)并認識化學(xué)這一科目。

首先，我想問你們一個問題，什么是化學(xué)？既然都學(xué)習(xí)了這門科目這么長的時間，我覺得你們應(yīng)該有自己的理解。

學(xué)生表述自己對于化學(xué)學(xué)科的理解

同學(xué)們的理解都很獨到，在我個人看來，化學(xué)就是研究變化的科學(xué)，研究的是誰的變化？是物質(zhì)的變化。世界是由物質(zhì)組成的，而物質(zhì)本身以及物質(zhì)的變化讓世界展現(xiàn)出了豐富的樣貌。從古至今，人們對于物質(zhì)的認識不斷更新，經(jīng)歷了一個由表及里、由淺入深的過程。

展示PPT中的圖片，圖片包含燒制陶瓷、冶煉金屬、釀造酒類的生產(chǎn)活動。

在長期的生產(chǎn)和生活實踐中，人們學(xué)會了燒制陶瓷、冶煉金屬、釀造酒類等，這些都是從經(jīng)驗層面進行的化學(xué)活動。人們知道怎么做，但是不知道它們的原理，此時化學(xué)研究并沒有獨立出來成為一門專門的科學(xué)，人們對于物質(zhì)世界的觀念也是非常樸素。

展示PPT圖片，內(nèi)容為西方的“元素說”，以及中國古代的“五行說”。

到了近代，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，人們對于物質(zhì)的認識逐漸深入，化學(xué)科學(xué)的體系逐漸形成。近代以來，在實踐活動的基礎(chǔ)上，無數(shù)化學(xué)家經(jīng)過不斷努力，推動了化學(xué)學(xué)科發(fā)展，在化學(xué)學(xué)科形成和發(fā)展的過程中，有這樣幾個重要的里程碑，同學(xué)們簡單瀏覽一下。

展示圖片，內(nèi)容為近代化學(xué)里程碑事件概括。

展示圖片，內(nèi)容為波義爾提出化學(xué)元素概念。

1661年，波義爾提出了化學(xué)元素的概念，標(biāo)志著近代化學(xué)的誕生，化學(xué)研究獨立出來成為一門專門的科學(xué)。在他之前，人們認為物質(zhì)的組成是簡單的，而波義爾通過化學(xué)實驗證明物質(zhì)的組成和性質(zhì)是復(fù)雜的，并給出了世界上第一個科學(xué)的元素定義，為化學(xué)研究指明了方向。但由于時代的局限性，他沒有明確指出哪些物質(zhì)是真正的元素，人們還沒有對元素有正確的清晰的認知。

展示圖片，內(nèi)容為拉瓦錫的銅罩實驗。

1777年，拉瓦錫在《燃燒概論》中提出氧化學(xué)說，排除了當(dāng)時流行極廣的關(guān)于“燃素”的錯誤理論；他還通過定量實驗提出質(zhì)量守恒定律。在《化學(xué)概要》中，第一次列出了化學(xué)元素的準(zhǔn)確名稱，將化學(xué)元素的概念建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上。但是，對于化學(xué)元素的本質(zhì)還是不明確。

展示圖片，內(nèi)容為道爾頓人物像、原子論要點和紅綠色盲圖片。

（1）化學(xué)元素由不可分的微?！訕?gòu)成，原子在一切化學(xué)變化中是不可再分的最小單位。

（2）同種元素的原子性質(zhì)和質(zhì)量都相同，不同元素原子的性質(zhì)和質(zhì)量各不相同，原子質(zhì)量是元素基本特征之一。

（3）不同元素化合時，原子以簡單整數(shù)比結(jié)合。推導(dǎo)并用實驗證明倍比定律。

1803年，道爾頓提出原子論，提出化學(xué)元素由原子構(gòu)成，提出測定原子量的方法，這是人類第一次依據(jù)科學(xué)實驗的證據(jù)，成系統(tǒng)的闡述了微觀物質(zhì)世界，是人類對認識物質(zhì)世界的一次深刻的，具有飛躍性的成就，為近代化學(xué)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。除此以外，你們之后在生物上學(xué)習(xí)的色盲癥，也是道爾頓發(fā)現(xiàn)的。

展示圖片，阿伏伽德羅人物像以及阿伏伽德羅定律公式

原子論提出后，人們普遍認同道爾頓的觀點，認為所有物質(zhì)是由原子組成的，但是這種觀點卻在具體應(yīng)用中出現(xiàn)了許多混亂情況。1811年，阿伏伽德羅提出分子學(xué)說，引入了分子概念，認識到物質(zhì)可以由分子組成，分子由原子組成，并系統(tǒng)的解決了在物質(zhì)組成和原子量測定方面存在的混亂問題。

但遺憾的是，阿伏伽德羅提出的分子假說并沒有得到當(dāng)時科學(xué)界的認同，直到他去世多年后他的理論才得到認同，試想一下，如果他的假說一開始就得到認同，現(xiàn)在科學(xué)發(fā)展的結(jié)果又會怎樣呢？

展示圖片，門捷列夫人物像以及門捷列夫第一版元素周期表

圖片上的人同學(xué)們在之前的化學(xué)學(xué)習(xí)中應(yīng)該接觸過，它就是門捷列夫。自然界到底有多少種元素，元素之間有怎樣的關(guān)系，如何發(fā)現(xiàn)新元素，化學(xué)家在這些問題上不斷探索，但收效甚微，直到1869年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律，把化學(xué)元素及其化合物納入一個統(tǒng)一的理論。元素周期律的發(fā)現(xiàn)為以后元素的研究，新元素的探索，新物資、新材料的尋找，提供了一個可遵循的規(guī)律。他提出的元素周期律并非完整無缺，但是這種開創(chuàng)性的做法為后世化學(xué)的發(fā)展留下了深遠影響。

以上則是近代化學(xué)的幾個里程碑事件，也正是他們打下的堅實基礎(chǔ)，化學(xué)發(fā)展進展快速。在進入20世紀(jì)后，人們對物質(zhì)世界的認識由宏觀向微觀、由定性到定量、有靜態(tài)向動態(tài)不斷發(fā)展，進入現(xiàn)代化學(xué)時代。（這里可以簡單提問，同學(xué)們能不能理解這三句話）在這期間，人們?nèi)〉昧朔浅Ｖ卮蟮某删?，比如說：

展示PPT的圖片，內(nèi)容為現(xiàn)代化學(xué)的幾個重要成就，包括放射性元素的發(fā)現(xiàn)、現(xiàn)代量子化學(xué)理論的建立、化學(xué)熱力學(xué)與動力學(xué)的開創(chuàng)性研究等等。

化學(xué)雖然是一門獨立的科學(xué)，但它和其他學(xué)科的發(fā)展與關(guān)聯(lián)非常密切，現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展不僅使化學(xué)科學(xué)體系自身不斷完善，還帶動了相關(guān)科學(xué)的發(fā)展。

展示圖片，內(nèi)容為結(jié)晶牛胰島素等相關(guān)科學(xué)研究成果

化學(xué)科學(xué)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，對于人類文明的進步發(fā)揮了巨大的推動作用，深刻地影響了人們的生產(chǎn)生活、衣食住行。在我們的生活中，化學(xué)科學(xué)的成果隨處可見。

展示圖片，以化學(xué)為中心，四周為衣食住行中設(shè)計化學(xué)的內(nèi)容。

比如說，藥物研制，防疫政策放開的那一段時間，人們購買服用的布洛芬，就是化學(xué)研究的成果。還有以硅及其化合物為原料制造的芯片和光導(dǎo)纖維，這是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)，沒有這些成果，手機、電腦等等就無法存在。用以石油工業(yè)為基礎(chǔ)制造的各式纖維縫制衣服，你去看衣服標(biāo)牌上寫的滌綸、腈綸等等，這些也是化學(xué)的成果。再進一步說，化學(xué)發(fā)展關(guān)乎人類命運存續(xù)，如果沒有合成氨工業(yè)，就制造不出氮肥，就無法實現(xiàn)糧食的大量增產(chǎn)，就無法解決成千上萬人的饑餓問題，沒有合成橡膠制作的輪胎，就無法實現(xiàn)當(dāng)下快速便利的交通環(huán)境。所以說，善用化學(xué)學(xué)科的成果，可以造福全人類。

好，以上則是化學(xué)發(fā)展的簡短歷史，借助這個過程，我希望你們能夠正視、重視這一門學(xué)科，能愛上這一門學(xué)科，而我們在未來的這段時間也將要去進一步深入地學(xué)習(xí)這門偉大的科學(xué)。那么回到最初的問題，什么是化學(xué)呢？化學(xué)學(xué)科的特征是什么呢？

展示PPT，內(nèi)容為化學(xué)的定義

化學(xué)的定義是在原子、分子水平研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)學(xué)科。怎么理解這句話呢？有沒有同學(xué)可以幫我把這句話拆分解析一下？

學(xué)生舉手回答。

嗯，回答得很好。化學(xué)研究的對象是物質(zhì)，在剛才化學(xué)史的介紹中，我們提到物質(zhì)由分子、原子構(gòu)成，那么就要在構(gòu)成物質(zhì)的原子、分子水平上研究物質(zhì)，研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及應(yīng)用。其特征從宏觀和微觀兩個角度認識物質(zhì)，以符號形式表征物質(zhì)、在不同層面上創(chuàng)造物質(zhì)。

展示PPT，現(xiàn)代化學(xué)制造的各種物質(zhì)。

化學(xué)科學(xué)是一門具有創(chuàng)造性的科學(xué)，利用化學(xué)方法，人們能根據(jù)需要創(chuàng)造出自然界中存在的物質(zhì)和自然界不存在的新物質(zhì)。

展示PPT，現(xiàn)代化學(xué)研究使用的各種技術(shù)設(shè)施

現(xiàn)代化學(xué)是一門實驗和理論并重的科學(xué)。一方面，各種分析和測試物質(zhì)結(jié)構(gòu)、跟蹤化學(xué)反應(yīng)過程的技術(shù)，成為現(xiàn)代化學(xué)研究的重要手段，與近代化學(xué)研究手段相比，它們具有更高的精度。另一方面，借助理論計算輔以計算機模擬來進行化學(xué)研究，成為現(xiàn)代化學(xué)研究的熱點，計算機的應(yīng)用，為化學(xué)研究提供了極大的便利。那么，在真實的化學(xué)研究過程中，人們是如何結(jié)合實驗與理論的呢？下面結(jié)合實例一起認識一下。

展示PPT，青蒿素的發(fā)現(xiàn)、研究應(yīng)用過程

請同學(xué)們閱讀青蒿素的發(fā)現(xiàn)、研究及應(yīng)用過程，交流研討這個問題，對青蒿素的相關(guān)研究經(jīng)歷了怎樣的過程，之后找一位同學(xué)簡要回答。

學(xué)生交流結(jié)束后找同學(xué)回答。

教師聽完學(xué)生的回答后，結(jié)合學(xué)生的回答，對研究中涉及到的具體內(nèi)容進行提問，包括：古代藥方中運用了怎樣的提取過程，科學(xué)家運用了怎樣的提取方法，科學(xué)家是如何確定組成與確定結(jié)構(gòu)的，應(yīng)用一種物質(zhì)前需要做哪些工作等等。最后，在簡要總結(jié)研究、應(yīng)用一種物質(zhì)所進行的過程。

化學(xué)學(xué)科具有非常廣闊的探索空間，作為一門“中心學(xué)科”，正在以嶄新的姿態(tài)與人類經(jīng)濟社會的各個領(lǐng)域保持著密切的聯(lián)系，在促進人類文明可持續(xù)發(fā)展的過程中發(fā)揮著重要的作用。比如說：

展示PPT，內(nèi)容為化學(xué)學(xué)科的探索前景，包括微觀領(lǐng)域的探索，資源與能源的開發(fā)利用，材料科學(xué)的發(fā)展，治理污染，解決環(huán)境問題，推動生命科學(xué)發(fā)展，促進信息科學(xué)發(fā)展等等

好，最后做一個總結(jié)，這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)的研究發(fā)展史、化學(xué)學(xué)科的定義與特征、化學(xué)學(xué)科的探索空間，認識到化學(xué)是一門研究物質(zhì)及物質(zhì)變化的學(xué)科，那么人們又是如何研究這一過程的呢？研究物質(zhì)的方法和程序又是什么呢？課后完成第二節(jié)的預(yù)習(xí)，思考這兩個問題。