《教材编写思路的变迁与课堂教学设计的变化——以高一苏教版“从铝土矿中提取铝”为例.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教材编写思路的变迁与课堂教学设计的变化——以高一苏教版“从铝土矿中提取铝”为例.doc（12页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、教材编写思路的变迁与课堂教学设计的变化以高一苏教版“从铝土矿中提取铝”为例摘要：通过对苏教版三个版本教材中“从铝土矿中提取铝”编写变动的对比，分析了教材编写思路的变化，并以三个教学案例剖析围绕教材进行教学设计，从而阐释了教学体会。关键词：苏教版教材 编写思路变化 教学设计 从铝土矿提取铝基础教育课程改革纲要（试行）指出：“教材改革应有利于引导学生利用已有知识与经验，主动探索知识的发生和发展，同时也应有利于教师创造性的教学。”苏教版教材的变化很好地体现出了这一指导思想。本文以苏教版必修1“从铝土矿中提取铝”为例，分析苏教版教材编写思路的变迁及教材变化后教师课堂教学设计的变化和对学生学习的影响。一
2、、从新、老教材的对比看新教材编写思路的变化笔者对人教版老教材和苏教版新教材中相关内容比较后发现，苏教版“从铝土矿到铝合金”这一单元的编排体系跟教材编写理念与人教版有很大的变动：人教版以铝为核心，是按“结构性质存在制备用途”的顺序进行教材内容的编排；而苏教版新教材的编排没有按照“结构性质存在制备用途”这条知识主线，而是选取了工业生产中的一个具体的流程，改用“从制备流程中发现问题寻找问题答案获得知识”的编写体系，紧扣从铝土矿中提取铝这一线索，以一个崭新的视角，一组新鲜的素材介绍铝及其化合物的性质，体现“从实践中来，到实践中去”的理念，注重引导学生在主动建构学科主干知识和核心概念的基础上，逐步认识化
3、学与社会、生活、生产和科技等方面的联系，培养学生崇尚科学的情感和科学精神。事实上新教材如此编排还有不加重学生学习负担的考虑，尤其是此时学生尚未深入学习物质结构理论，对物质的结构和性质缺乏系统的认识和理解。仔细分析苏教版专题2“从海水中获得的化学物质”基本都采用此种格式编写。二、从三个版本新教材的变动看教材编写思路的变化1、苏教版三个版本教材变动的对比苏教版教材从2005年到2010年，前后一共经过了四版改动和微调，在调整过程中“从铝土矿中提取铝”这节内容先后经过了三次较为明显的变化，现对比分析如下：表1三个版本第一单元的课时设置（表1）第一版（2005版）第二版（2007版）第三版（2009版
4、）从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝铝的性质铝的氧化物与氢氧化物铝的氧化物与氢氧化物铝的氢氧化物铝的性质铝及铝合金表2 三个版本从铝土矿中提取铝教材内容的变动内容第一版（2005版）第二版（2007版）第三版（2009版）铝土矿的成分主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质主要成分为Al2O3，还有少量杂质主要成分为Al2O3，还有少量杂质两性氧化物的概念给出定义定义移至下一课时定义移至下一课时问题解决根据提示写出从铝土矿制备氧化铝过程中发生反应的化学方程式。对NaAlO2中通入过量CO2的反应直接给出方程式将Al2O3与NaOH反应、NaAlO2中通过量CO2
5、的方程式移至第二课时，第一课时仅以文字表述化学史话电解法制铝电解法制铝冰晶石的作用转入正文铝及其合金的应用图片展示图片展示移至第三课时资料卡氧化铝及其应用移至第二课时移至第二课时图1 2005年版中的工业流程图图2 2007和2009年版中的工业流程图2、教材编写思路变化分析（1）教材编写更符合学生的认知规律，有利于学生的知识建构第一单元课时内容的变动从表1可以看出：教材在单元内容设置的顺序、各课时的内容设置上都有变动。在2007版和2009版的教材中，“从铝土矿中提取铝”之后是“氧化物和氢氧化物”，然后是“铝及其合金”，这样的编写顺序主要考虑了知识的前后连续性，在从铝土矿中提取铝的过程中较多
6、涉及了氧化铝和氢氧化铝的性质，在学习工业流程时并未系统地介绍，所以接下来学习氧化铝和氢氧化铝的性质就显得比较自然，水到渠成。而2005版的教材在“从铝土矿中提取铝”之后先学习铝的性质，再学习氢氧化铝的性质，知识的连续性被打破，同时在学习铝的性质时会涉及氢氧化铝的性质，学生学习中会形成知识障碍，不符合学生的认知规律。第一课时对铝土矿成分的表述的变动对于铝土矿成分的表述，05版的教材明确指出“含有少量Fe2O3、SiO2杂质”，由于学生对对SiO2的性质还没有认识，所以教学时因为教材的细节处理不当给学生理解主干流程线路造成了障碍，使课堂教学的重点发生偏离，冲淡了学生对流程中主要化学原理的理解。07
7、、09版苏教版教材模糊了铝土矿中杂质的成分，仅仅表述“含有少量杂质”。这样的变化也是考虑到学生的知识起点，不再纠缠于杂质的成分而主要抓住Al2O3的转化，教学过程中感觉这样的教材处理比较流畅，能突出主干知识的学习，减少对工艺流程图理解时知识上的障碍。工艺流程图形式的变动从三个版本教材中的两张工艺流程图可以看出，两张流程图的形式出现了明显的变化，从05版的操作为主线的流程图，转变为07、09版的以物质的转化为主线的流程图，一方面凸显了工业生产中所包含的化学原理知识的重要性，另一方面降低了学生对流程图的理解难度，由于学生对工业生产操作及实验操作缺乏体验和认识，所以学生在看两张流程图时更容易理解物质
8、转化为主线的流程；另外，通过物质转化为主线的流程图能更自然地引出对下一课时氧化铝、氢氧化铝性质的学习。因此，笔者感觉这样的教材编写思路的微调体现了“教材不仅是一种信息资源，更应该能促进学生的发展”的编写理念，苏教版新教材的编写进一步从“教本”向“学本”转变，从“知识”向“素质”转变，在教材编写中尽可能减少学生学习的知识障碍，而是更加强调让学生从实践中发现和提出问题、认识和解决问题，最大程度地促进学生主动发展。（2）教材编写更能体现“STSE”的基本理念弱化知识学习，贯彻学以致用2007版和2009版都把氧化铝的性质和两性氧化物的概念从第一课时中抽出，这样的变动主要是考虑到教学侧重点的清晰和教学
9、难点的分散。笔者的理解是：第一课时弱化化学知识的学习，侧重从工业生产现实分析和读懂流程，对工业生产流程路线设计中需要遵循的原则有清晰的认识，从而结合已经学过的从海水中提取镁等工业流程较为完整地认识工业生产过程，体现“从实践中来，再到实践中去”的理念。关注生产现实，倡导绿色思想2009版教材对于冰晶石的组成与作用的介绍由前两版的资料卡中对电解法制铝的介绍转化为正文，这样的变动主要考虑到现实工业生产中电解铝企业是高能耗企业，使用冰晶石可以有效地降低能耗，从而引导学生关注工业生产中的能耗问题，倡导绿色工艺的思想。工业化大规模炼铝的突破，就在于发现了冰晶石作为电解铝的熔剂。由此可以看出，资源、能源、经
10、济效益等工业生产流程设计中的现实问题在教材中得到进一步强化，是“STSE”的化学理念在教材编写中的具体体现。三、从三个版本新教材的变动看教师怎样创造性地使用教材教材是教师在教学活动中所利用的一切素材和手段，如果说教材是对课标的一次创造，那么教学就是对教材的一次再创造。教学再创造的过程是一个利用和整合教材，拓展和开发教材、内化和活化教材的过程。基于对苏教版3个不同版本教材编写思路的分析，我校的几位老师在本节课的教学设计上进行了持续四年的教学实践，现将三种教学设计流程和教材使用体会分析如下。教学设计案例1（2005版教材）教学流程情景线问题线知识线活动线图片展示：铝的矿石铝及合金的用途从汇报中你对
11、铝元素有怎样的认识？铝及合金的用途铝的冶炼史铝的含量及存在学生课前研究性学习，课上学习成果汇报从铝土矿中提取铝的工艺流程图请阅读流程图，记录你的疑问阅读工艺流程图，独立发现问题，分小组交流讨论从铝土矿中提取铝的工艺流程图学生的问题：NaOH溶液溶解的是什么物质？过滤后滤液和残渣的成分是什么？把滤液酸化的作用是什么？工艺流程中的四步反应Al2O3的性质、两性氧化物的概念Al2O3的用途汇报交流发现的问题，帮助同学解决疑问实验探究：用提供的药品探究流程图中遇到的问题资料卡：AlCl3的性质化学史话工业电解Al2O3视频为什么不用电解AlCl3而电解Al2O3？AlCl3的有关性质观看、思考从铝土矿
12、中提取铝的工艺流程图工艺流程分为哪些阶段？提纯、电解两个阶段看流程图、思考.Al2O3既然还能溶于强酸，能否在第一步采用盐酸溶解的方法？氧化铝生产方法工业冶炼金属的方法完善知识体系新的工艺流程图请大家尝试构建铝的化合物的转化网络图找出该流程图与课本的流程图有什么不同？铝及化合物的转化关系图工业流程中物质的循环利用讨论、画图比较、讨论、评价新方案的优劣教材使用体会总体感觉教材内容编写显得脉络不够清晰，造成教学时难度较大。本节课试图让学生从工业生产实际出发理解工艺流程，但在教学中发现：学生提出的很多问题纠缠在铝的化合物的性质上，使得学生对工艺流程和化学原理没有透彻的理解，没有能很好地贯彻“从生活到
13、化学，从化学到社会”的基本理念。总体感觉教材的编写思路没有能跳出老教材的编写思路，既想联系工业生产，又想从知识的角度介绍铝的化合物的性质，造成教师在使用教材时难以把握教学重点，上课感觉眉毛胡子一把抓，无所适从，影响了教学效果。教学设计案例2（2007版教材） 教学流程情景线问题线知识线活动线展示：泡沫铝、纳米铝、铝粉铝制品为什么被广泛使用？铝的新用途观看、倾听自然界中的铝元素、铝的原子结构示意图铝在自然界大量存在，但为什么铝制品的广泛使用却落后于铁、铜？铝是一种活泼的金属元素，自然界中没有游离态的铝。阅读、讨论、回答冶炼铝的历史两位科学家是如何实现金属铝的制备的？是否适合工业大量生产？活泼金属
14、钠、镁是如何制备的？金属冶炼常用的方法：还原法电解法阅读、讨论、回答自然界存在的主要含铝的矿石及含量、可供使用的年限选择何种矿石作为工业生产铝的原料？工业生产原料一般选择来源广泛、储量丰富、矿质较好的矿石。阅读、思考、判断从铝土矿中提取铝的物质转化流程图分析现代工业制铝流程中的物质转化过程，哪些物质间的转化你还存有疑问？铝及其化合物之间的相互转化小组讨论、解决问题并用有关的化学方程式表示，并提出疑问资料卡：冰晶石及其作用学生的疑问：冰晶石的组成及作用？工业生产需要尽可能降低能耗阅读、理解资料卡：AlCl3的有关性质学生的疑问：为什么不是电解AlCl3？AlCl3的性质资料卡：铝土矿中含有氧化铁
15、铝土矿中加入氢氧化钠，发生了什么反应？氧化铝既可以与盐酸酸反应又可以与氢氧化钠反应，但氧化铁只可以和盐酸可以。小组实验：氧化铝中分别加入盐酸和氢氧化钠；氧化铁中分别加入盐酸和氢氧化钠从铝土矿中提取铝的工艺流程图是否可用盐酸代替二氧化碳通入NaAlO2溶液中得到Al(OH)3？NaAlO2与CO2、HCl的反应；工业生产中的反应应易于控制终点。演示实验：NaAlO2与CO2、盐酸的反应实验示例：以操作为主线的镁的提取流程图根据所学内容，你能自主构建详细的流程图吗？铝土矿中提取铝工艺流程中的操作线自主构建流程、交流讨论工艺流程图的编制画出一张完整的工业制取铝的工艺流程图，既包含了生产中物质的转化，
16、又展现了工艺的操作。视频：铝的回收利用资料卡：回收铝的成本我们使用的大量铝制品来源于何处？工业生产方案的设计是一个各种因素综合考虑的结果。观看、思考教材使用体会07版教材在这部分做了较大调整，总体感觉是弱化了铝的化合物性质的学习，而是重点突出对工业流程的理解，感觉按照这样的教材上课，比上一个版本更能抓住重点基于对教材变化的理解，课堂中没有了无所适从的感觉。本节课的教学重点力图还原“真实的化学，有用的化学”。结合课本从铝土矿中提取铝的流程图，渗透了绿色化学的思想，从选料、原理设计、反应终点的控制等方面，强化对工业生产方案设计的理解，相对弱化元素化合物知识的教学。通过这类课的教学，希望带给学生的是
17、一种化学的眼光与思维方式。教学设计案例3（2009版教材）教学流程情景线问题线知识线活动线铝的趣史（拿破仑的故事）当时1公斤铝和1公斤黄金的价格既然19世纪中叶以前金属铝贵过黄金，是因为在地壳中含量少吗？铝的含量及存在铝的活泼性倾听、回答（1）1884年后铝的价格的变化（2）霍尔炼铝的故事背景资料：每生产1吨铝的耗电量及优惠电价、每吨铝的生产成本从比黄金贵，到现在比黄金便宜得多，为什么会这样？铝生产工艺中最大的问题是什么？ 炼铝工艺的变化铝的冶炼过程的高耗能倾听、思考算一算：耗能约占铝生产成本的比例找一找：哪些环节耗能？铝的冶炼的工艺流程图阅读流程，分组实验验证流程中的前两步反应，特别感受反应
18、中的能量变化铝的冶炼的工艺流程图（1）对化学方程式书写的感受？（2）NaAlO2中通入过量CO2为何生成物为NaHCO3？（3）工业生产中为什么不用HCl？（1）流程：两个阶段（提纯和冶炼）（2）反应原理：四个反应（3）能量分析：电解氧化铝一步耗能最大氧化铝熔点高加冰晶石可降低熔点（1）学生阅读教材，理解流程；（2）学生实验探究、实验汇报；（3）学生讨论，分析能耗（4）学生书写流程中每步反应的化学方程式铝的冶炼的工艺流程图再看流程图，哪些环节耗能？工艺流程中的能耗：粉碎矿石鼓风机加热电解 电能 电能 电能 电能 热能观察流程、交流、思考流程中的能耗背景资料：自2010年6月1日起取消优惠电价的
19、消息算一算：耗能占炼铝成本的比例，对电解铝行业进行前景预测改一改：对流程可以做哪些改进？能量的综合利用节能物质的综合利用减排经济环保计算能耗比例、讨论改进措施教材使用体会 09版教材在“从铝土矿中提取铝”这节课的内容比前几个版本的教材进一步进行了删减，教材内容篇幅进一步缩短。这么少的内容如何组织课堂教学，对教师使用教材作为一种教学资源进行教学是一种挑战。这堂课揣摩教材的变动意图是要从工业生产实际出发让学生理解工业生产流程设计的基本思路，由于电解铝是已知工业品生产中耗电量最大的，电力成本占到生产成本的30%40%，国家的电价优惠是电解铝工业发展的基础，一定要把这一高耗能工业让学生充分感受，因此教学设计主要抓住了能量的综合利用。通过解读工艺流程认识炼铝的基本过程，通过实验认识过程中的反应，通过资料卡中数据的计算深刻理解工艺中的高能耗，启发学生认识到工业生产中能量综合利用和物质综合利用的重要性，提出“节能减排、综合利用”的工业生产理念，从而将STSE的化学理念渗透在教学的每一个环节，最终提高学生的科学素养。参考文献1 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验）.北京：人民教育出版社，2003 2 毕华林.化学新教材的开发与使用.高等教育出版社，20033 钟启泉.基础教育课程改革纲要（试行）解读.上海：华东师范大学出版社，2001
