07（必修1）走进化学科学（教案3）

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走进化学科学
[教学目标]
知识与技能：
（1）了解化学是在分子层次上认识物质和制备新物质的一门科学。
（2）掌握了解进行化学科学探究的基本方法和必要技能。
过程与方法：通过对案例的探究，引导依据有关事实或材料推出新的判断或结论，从而实现问题的解决或获得新的知识。培养学生证据推理能力。
情感态度与价值观：
介绍我国科学家在化学科学的贡献和成就，激发学生的爱国主义情感。培养学生实事求是的科学态度，引导学生思考“化学与社会”、“化学与职业”等问题，激发学生的社会责任感，关注与化学有关地社会问题，引领学生进入高中化学的学习。
[教学重难点]
认识化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，其特征是认识物质、创造物质。
[教学过程]
人类赖以生存与发展的物质世界是极其丰富的。面对五彩缤纷的物质世界，人们从远古时代开始就一直在思索与探究：物质究竟是什么？物质是由什么组成的？物质为什么会发生变化，又是如何发生变化的？怎样有目的地实现物质转化、创造物质，更好地为人类的生存与发展服务？……在漫长的思索与探究过程中，人们对物质世界的认识越来越深刻，并建立起化学科学。
那么，化学科学是如何逐步形成与发展的？它有什么特征，又具有怎样的探索空间呢？



一、化学科学的形成和发展
1.问题
阅读课本内容，小组交流、讨论以下几个问题：
人类社会开始化学实践从什么活动开始？化学发展历程分几个阶段？在化学发展的每个阶段特征是什么？列举一些不同时期的重大发现或重要技术。
2.学生回答
最早的化学实践活动是地球先民们生火取食、之后人们学会了烧制陶瓷、冶金、酿酒，并希望制出长生不老药或把廉价金属炼制成金。
1661年，英国科学家波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生。
1777年，法国科学家拉瓦锡提出氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。
1803年，英国科学家道尔顿提出原子论，为近代化学的发展奠定了坚实的基础。
1811年，意大利科学家阿伏加德罗提出分子学说，系统地解决了在物质组成和原子量（现称相对原子质理）测定方面存在的混乱问题。
1869年，俄国科学家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体系。
3.交流研讨
化学理论的创立或对有关化学规律的揭示，对于化学科学的发展有着极其重要的作用。请选择上述某一理论或规律，讨论其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。
现代化学的重要成就：从宏观向微观的深入研究中，发现了放射性元素，建立了现代量子化学理论、崛起了合成化学；创立了高分子化学；化学动力学与热力学得到了开创性研究；化学工业迅速发展；






4.教师总结
化学的形成与发展主要经历了三个阶段：古代无意识利用→近代化学体系的形成→现代化学的丰富与发展。
5.阅读资料在线
国家最高科学技术奖获得者中与化学科学领域相关的科学家
国家最高科学技术奖于2000年正式设立，每年评审一次，是我国五个国家科学技术奖(另外四个是国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖和中华人民共和国国际科学技术合作奖)中等级最高的奖项，由国家主席亲自签署、颁发荣誉证书和奖金。获奖者中许多科学家的研究领域都与化学密切相关，例如：
2007年度：闵恩泽(1924—2016)，石油化工催化剂专家。
2008年度：徐光宪(1920—2015)，量子化学、配位化学、萃取化学、稀土化学及化学教育专家。
2010年度：师昌绪(1918—2014)，我国高温合金研究的奠基人，材料腐蚀领域的开拓者。
2013年度：张存浩(1928—)，我国高能化学激光研究的奠基人，分子反应动力学的奠基人。
2016年度：屠呦呦(1930—)，首先从中药材青蒿中发现抗疟有效成分并成功提取的药学家。
赵忠贤(1941—)，我国高温超导研究的奠基人之一。
2017年度：王泽山(1935—)，火炸药专家，含能材料专家。
二、化学科学的主要特征
1.教师总结
认识化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，其特征是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。
所以说，化学是一门具有创造性的科学。
现代化学已经发展成为实验与理论并重的学科。
2.交流研讨
2015年10月，我国药学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖。颁奖词中写道：“屠呦呦发现了青蒿素，这种药品有效降低了疟疾患者的死亡率”“对全球的影响及对人类福祉的改善是无可估量的”。
在青蒿素的发现、提纯、组成与结构测定、合成与修饰及实际应用过程中，各个环节都有赖于化学科学的支持，饱含着一大批化学工作者的辛勤付出。
交流研讨：
①对屠呦呦启发很大的古代药方中使用了怎样的药物提取方法？这种提取方法与屠呦呦创造性采用的提取方法有何异同？青蒿素的提取利用了物质的哪些性质？屠呦呦工作的主要创新点表现在哪些方面？
②对青蒿素的相关研究经历了怎样的过程？这对于你了解化学科学的研究内容和重要特征有哪些启示？
③通过了解青蒿素的发现、研究与应用过程，你对科学家的科学态度和社会责任产生了哪些新的认识？
三、化学科学的探索空间
阅读课本，小组内交流并研讨以下几个问题，讨论完举手发言。
1.化学家们对物质世界的研究重心逐渐朝哪些方向转移?
提示：①在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器。②揭示生命现象的奥秘，为提高人类生活质量，使生活更舒适、更安全、更幸福③解决人类面临的挑战。例如：人口控制问题、健康问题、环境问题、能源问题、资源与可持续发展问题等…④由化学向其他科学渗透，从单一学科发展到综合、边缘学科。
（1）化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料。分子器件和分子机器等。
（2）化学科学将在资源和能源的开发，利用方面大显身手，使人们更加科学、合理地开发与利用资源和能源。
（3）化学科学将继续推动材料科学的发展，使各种新型材料的制造成为可能，进一步丰富与人类的生存和发展息息相关的物质世界。
（4）化学科学将为解决环境问题提供有力保障，减少人类活动对环境的影响；使环境监测和治理手段更加快速、灵敏，实现对环境污染的科学防治。
（5）化学科学将为生命科学的发展作出更大的贡献，帮助人们从分子层次上了解生命问题的本质，揭示生命运动的规律；使研究人员在分子水平上了解疾病的病理，寻求新方法，研制新药物，为人类提供健康保障。
（6）化学科学将大大提高信息科学发展水平，指导人们研制功能各异的信息材料，为传感技术、通信技术和计算机技术等的发展提供重要的物质基础。
（7）如何理解化学是21世纪的“中心科学”？
提示：从化学与以下几个方面的联系上加以理解：
①化学与科学技术的联系；②化学与科学发展史的联系；③化学与材料的联系；④化学与能源的联系；⑤化学与环境的联系；⑥化学与生命科学的联系。
2.总结
化学学科的分支和发展：传统的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学。20世纪50年代后发展了高分子化学、化学工程学、环境化学、生物化学、地球化学、量子化学、结构化学等。
3.教师小结
化学是在原子、分子层次上认识物质的结构、性质，变化规律的自然科学。它具有实用性和创造性，并有巨大的探索空间。已成为现代科学中的“中心学科”。
4.交流与思考
化学科学与人类生活水平的提高和人类社会的发展密切相关，研究领域十分广泛。你对化学科学研究的哪些问题感兴趣?（由学生自由发挥，各抒己见）
5.课件展示
与化学紧密相关的一些职业，如：药物研制人员、化学科研人员、化学教师、化工厂工人、质检人员、环境保护工作人员、医生等。有统计数字显示发达国家科研人员中，50％是化学、化工专家。选择化学会使我们未来的发展方向非常广阔。