上海市科技教师培训课程市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、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
2、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
3、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
4、;(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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、 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;
10、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
11、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
12、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
13、、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
14、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
15、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
16、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
17、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
18、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
19、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
20、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
21、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;
22、(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
23、,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
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