1.1走进化学科学 教学设计-2026-2027学年高一上学期化学鲁科版必修第一册

该高中化学教学设计聚焦“走进化学科学”核心内容，梳理化学从远古实践到现代前沿的发展脉络、原子分子层面研究等核心特征及跨学科探索空间。通过自然山水、复兴号等实景素材导入，引导学生从生活实例出发，搭建宏观应用与微观研究的认知支架。 特色在于融入本土化学成就（如青蒿素、结晶牛胰岛素），运用时序史料图解法和案例分析，培养科学态度与责任、科学思维。通过小组研讨近代化学家贡献和青蒿素研发创新点，提升科学探究能力，助力学生建立学科认知与民族自信，为教师提供结构化教学素材。

教学设计 课程名称 走进化学科学 选用教材 高中物理鲁科版必修一 教学章节 第一章第一节 授课对象 高一学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节课是高中化学入门启蒙第一课，整体分为三大逻辑板块，配套多幅实景、史料、科研仪器、时间线图开展教学。第一板块梳理化学科学完整发展脉络，从远古人类取火、烧制陶瓷的原始化学实践，到近代波义耳、道尔顿、拉瓦锡、阿伏加德罗、门捷列夫构建系统化化学理论体系，再到现代量子化学、合成化学、高分子化学发展，重点穿插我国古代陶瓷工艺、人工合成结晶牛胰岛素、屠呦呦提取青蒿素等本土化学成就；第二板块阐释化学科学核心特征，明确化学在原子、分子尺度研究物质，兼具创造性，依托质谱仪、X 射线衍射仪等现代仪器实现实验与理论并行研究，结合国家最高科学技术奖化学领域获奖者素材展现国内科研力量；第三板块拓展现代化学广阔探索空间，介绍化学与材料、能源、医药、环境、信息技术多学科交叉融合，以分子齿轮、大连相干光源国产科研装置为例，展现微观操纵分子、绿色环保、信息技术材料等前沿研究方向。整节课以时间发展为主线，融合古今中外化学史实、本土科研成果、现代化工与前沿仪器素材，搭建学生对化学学科价值、研究范畴、发展前景的整体认知，兼具人文历史教育、爱国情怀培育、化学核心素养启蒙多重功能，为后续全部化学知识学习建立学科认知基础。 二、学情分析 1. 知识基础 学生初中阶段已经接触燃烧、金属冶炼、酿酒、药物制备等基础化学现象，粗略知晓道尔顿原子论、元素周期表等基础化学史名词；生活中能接触化肥、芯片、医药、陶瓷等化学制品，听过屠呦呦青蒿素获奖、胰岛素相关科普内容；能区分宏观物质实物与微观分子、原子基础概念，但未系统梳理化学从古至今完整发展时间线；不了解波义耳、拉瓦锡、阿伏加德罗等近代化学家核心理论贡献；不清楚质谱仪、X 射线衍射仪等仪器在分子结构测定中的作用；无法完整理解化学兼具实验、理论、创造新物质的核心特征，对化学与材料、医药、能源多领域交叉融合的广阔探索空间认知空白。 2. 能力基础 高一新生具备基础图片观察、史料简单梳理、生活化学现象举例能力，但按照时间顺序归纳化学发展史脉络的时序归纳能力薄弱；依托时间线图完整梳理青蒿素研发全流程、提炼科研创新关键点的证据推理能力不足；结合陶瓷、化肥、芯片、青蒿素实例论证化学学科社会价值的综合论述能力欠缺；自主挖掘化学史料、前沿仪器背后化学研究逻辑的探究迁移能力薄弱。 3. 认知基础 学生主观将化学等同于危险实验、化工污染，片面忽略化学保障粮食、医疗、信息技术发展的核心贡献；割裂古代制陶、近代原子理论、现代青蒿素、分子材料的发展关联，认为古代化学仅为生活经验、现代化学才具备科学体系；仅把化学学习局限于课本方程式、计算，不理解化学可在微观层面创造自然界不存在的全新物质，缺乏化学支撑国家科技发展、改善人类民生的宏观认知；对国产化学科研装置、本土顶尖化学家成就关注度低，缺少化学领域民族自信认知。 三、教学目标 1. 宏观辨识与微观探析 能从宏观层面梳理从古至今人类利用、转化、创造物质的化学实践活动；从微观原子、分子尺度理解化学学科核心研究范畴，知晓质谱仪、X 射线衍射仪等仪器用于测定分子微观结构，建立宏观物质应用与微观分子结构研究的对应关系。 2. 变化观念与平衡思想 认识人类对物质转化的研究循序渐进，从古代经验型物质转化，到近代理论指导可控转化，再到现代定向合成全新物质；理解物质转化可服务粮食增产、疾病治疗、信息产业、环境治理多元场景，化学变化能够按需创造具有特定功能的新物质，推动社会可持续发展。 3. 证据推理与模型认知 依托近代化学里程碑时间线图建立化学发展史时序模型；借助青蒿素研发完整时间线图，提取提取、结构测定、全合成、临床应用各环节证据，推理化学研究完整流程；以化肥、单晶硅、青蒿素实物素材为证据，构建 “化学研究 — 物质转化 — 社会发展” 关联模型，用模型解释化学学科现实价值。 4. 科学探究与创新意识 通过交流研讨活动，自主梳理近代化学家理论贡献、青蒿素研发创新突破点；结合乙醚低温萃取、X 射线衍射测分子结构、全合成青蒿素等案例，体会科研中改良实验方法、借助先进仪器、突破固有思路的创新思维；能结合分子齿轮、大连相干光源素材，畅想微观分子操纵、绿色合成等未来化学探究方向。 5. 科学态度与社会责任 梳理我国古代陶瓷、结晶牛胰岛素、青蒿素、国产相干光源等化学成就，建立化学领域民族自豪感；从屠呦呦科研历程中学习坚持不懈、严谨求实、心系人类健康的科学家精神；辩证看待化学在粮食生产、医药、信息技术、环境治理中的正向价值，树立绿色化学、可持续发展理念；认同化学科研工作者肩负改善民生、突破科技壁垒、助力国家发展的社会责任。 四、教学重难点 重点 1. 化学科学完整发展脉络：远古实践（陶瓷取火）、近代里程碑理论（波义耳、道尔顿、拉瓦锡、阿伏加德罗、门捷列夫）、现代化学重大成果（结晶牛胰岛素、青蒿素）； 2. 化学科学三大核心特征：原子分子层面研究物质、具有创造性、实验与理论并重；质谱仪、X 射线衍射仪等现代分析仪器用途； 3. 化学的多元社会价值：化肥保障粮食、硅材料支撑信息技术、青蒿素攻克疟疾；化学与材料、医药、能源、环境交叉融合的广阔探索空间。 难点 1. 理解近代各化学家理论层层递进、互相支撑的逻辑关联，明确每一项理论对化学学科发展的里程碑作用； 2. 完整梳理青蒿素研发全流程，提炼每一步对应的化学研究方法与创新点，体会化学多手段协同开展科研； 3. 辩证建立化学与人类文明、可持续发展的深层联系，破除 “化学等于污染” 的片面认知，理解绿色化学发展方向。 五、教学方法  情境素材导入法：山水自然、复兴号、陶瓷、化肥、芯片实景素材引入化学应用场景；  时序史料图解法：依托近代化学里程碑时间线、青蒿素研发时间线梳理发展脉络；  小组交流研讨法：分组讨论近代化学家理论贡献、青蒿素科研创新点、化学社会价值；  案例分析法：陶瓷、氮肥、单晶硅、青蒿素、国产科研仪器多案例剖析化学价值与研究方法；  阅读拓展法：自主研读国家最高科学技术奖化学领域获奖者、大连相干光源拓展文本；  讲练结合法：课堂配套研讨思考题，当堂梳理化学发展阶段、学科特征核心要点。 六、教学资源 近代化学里程碑人物时间线图（图 1-1-4）、青蒿素的发现研究与应用之旅时间线图（图 1-1-12）、氮肥促进粮食增产实景图（图 1-1-6）、硅是信息技术关键材料实景图（图 1-1-7）、屠呦呦诺贝尔奖颁奖现场图（图 1-1-11）；配套素材：化学发展史分段阅读材料、青蒿素研讨思考题清单、国家最高科学技术奖化学获奖者资料、质谱仪与 X 射线衍射仪器介绍文本。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 情境导入  依次展示自然界山水实景、复兴号高铁实景 向学生抛出引导提问：自然界天然物质、人类人工制造的交通工具都离不开化学对物质的改造与创造，从远古到今天，人类是如何依靠化学认识、改变物质世界的？  出示氮肥促进粮食增产实景图（图 1-1-6） 硅是信息技术关键材料实景图（图 1-1-7） 继续提出思辨问题：粮食增产的化肥、手机电脑里的芯片，背后依靠哪些化学研究与物质转化？化学学科又是如何一步步发展至今、拥有如此广阔应用场景的？  过渡讲解：本节课分为三大学习板块，第一板块按照时间顺序梳理化学从远古、近代到现代完整发展历程，认识中外关键化学成就；第二板块总结化学学科独有的核心研究特征，了解现代化学科研仪器；第三板块拓展现代化学跨学科融合的广阔探索空间，感受化学支撑国家发展、改善人类生活的巨大价值。  仔细观看自然、高铁、化肥、芯片各类实景图片，自由发言列举生活中由化学制造、改造得到的物品，直观感受化学无处不在；  结合生活常识简单回答化肥、芯片的基础用途，带着 “化学如何发展、如何创造物质” 的疑问进入新课学习；  清晰明确本节课三大核心学习任务：化学发展史、化学学科核心特征、现代化学探索空间。 环节二 新知探究一：化学科学的形成与发展（22 分钟）  分层讲解远古化学实践：远古人类学会取火、保存火种，逐步掌握烧制陶瓷、冶炼金属、酿酒等实践操作，出示人面鱼纹陶盆、元青花陶瓷图片，说明我国古代劳动人民依靠经验开展原始化学活动；同时古代炼丹、炼金活动虽目标难以实现，但积累大量物质转化实验经验，为近代化学诞生铺垫实践基础。  出示近代化学里程碑人物时间线图（图 1-1-4） 按照时间先后顺序分层讲解每位化学家核心理论与里程碑意义： 1661 年波义耳提出化学元素概念，标志近代化学正式诞生；1777 年拉瓦锡氧化学说，推动近代化学革命性进步；1803 年道尔顿原子论，搭建近代化学物质微观研究基础；1811 年阿伏加德罗分子学说，解决原子量测定混乱难题；1869 年门捷列夫发现元素周期律，将全部元素纳入统一理论体系。组织小组交流研讨，布置研讨题目：任选上述一位化学家，讨论其理论对化学发展的贡献、对人类理解物质变化带来的改变。  推进现代化学发展内容，分两部分讲解：第一，我国标志性化学成就，1965 年我国科学家成功人工合成结晶牛胰岛素，是世界首次人工合成蛋白质，推动生命科学发展；出示屠呦呦诺贝尔奖颁奖现场图（图 1-1-11） 讲解屠呦呦团队提取青蒿素对抗疟疾的重大贡献；第二，现代化学整体突破，量子化学、合成化学、高分子化学快速发展，化学与生命、生态、材料学科深度融合；发放资料在线阅读材料，带领学生了解闵恩泽、徐光宪、屠呦呦等获得国家最高科学技术奖的化学领域科学家，感受国内顶尖化学科研力量。  分层提问：波义耳为什么被称作近代化学的奠基人？人工合成结晶牛胰岛素、青蒿素的成功，分别体现化学对哪些领域发展的推动作用？  认真聆听远古化学实践内容，观察古代陶瓷图片，小组交流分享生活中陶瓷、金属冶炼相关实例，梳理古代化学仅依靠生产生活经验、无系统理论支撑的特点；  对照近代化学里程碑时间线图，在草稿纸上按年份顺序记录五位化学家及其核心理论，四人小组选取一位化学家开展交流研讨，完整梳理该理论的贡献与价值，小组代表轮流发言分享研讨结果；  观看屠呦呦颁奖现场图片，自主阅读国家最高科学技术奖拓展材料，分组梳理结晶牛胰岛素、青蒿素两项本土化学成就的科研过程与民生价值；独立作答分层提问，梳理近代化学诞生、现代化学跨学科发展的完整逻辑。 环节三 新知探究二：化学科学的主要特征（16 分钟）  讲解化学学科根本定义：化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础学科，总结三大核心特征：第一，同时从宏观、微观两个维度认识物质；第二，使用专属化学符号表征各类物质；第三，具备极强创造性，能制造自然界原本不存在的新物质，如今化学家已发现、合成上亿种物质。  讲解现代化学实验与理论并行的发展特征，依次介绍质谱仪、核磁共振仪、X 射线衍射仪三类核心科研仪器，说明仪器可测定物质微观结构、跟踪化学反应全过程；理论计算结合计算机模拟，能够预测物质反应活性、微观反应历程，成为现代化学重要研究手段。  完整展示青蒿素的发现研究与应用之旅时间线图（图 1-1-12） 分七个阶段拆解科研流程：1967 年研究缘起、1969 年乙醚低温提取有效成分、1972 年分离结晶青蒿素、1973 年确定分子组成、1975 年 X 射线衍射测定分子空间结构、1978 至 1984 年完成全合成、2001 年世卫组织全球推广应用；同步出示研讨思考题：1. 青蒿素提取方法创新点是什么，利用了物质什么性质？2. 青蒿素完整研究过程体现化学哪些核心特征？3. 从屠呦呦团队科研历程，谈谈科学家应具备的科学态度与社会责任。组织小组围绕三道题目充分研讨。  完整记录化学三大核心特征，结合化肥、芯片、青蒿素实例，举例说明化学如何创造自然界不存在的新物质；聆听质谱仪、X 射线衍射仪功能介绍，理解仪器是连接宏观物质与微观分子结构的桥梁；  对照青蒿素研发时间线图，按年份梳理每一阶段使用的化学研究方法，小组内轮流交流三道研讨思考题，完整梳理乙醚萃取、X 射线测结构、人工全合成对应的化学学科特征；  小组整合研讨结论，推选代表全班分享，从坚持不懈、查阅古籍改良实验、心系全球病患等角度阐述屠呦呦团队体现的科学精神。 环节四 新知探究三：化学科学的探索空间 + 课堂小结分层作业（6 分钟）  讲解现代化学庞大交叉学科体系，在无机、有机、分析、高分子化学基础上，与材料、能源、医药、环境、信息技术深度融合；分维度介绍化学未来探索方向：微观层面操纵原子分子制造分子器件；资源能源领域绿色开发利用；新型功能材料研发；环境污染监测与治理；结合分子齿轮、大连相干光源国产装置素材，说明我国前沿化学科研设备自主研发的突破。  整体课堂脉络梳理：本节课沿着远古经验化学→近代理论化学→现代创新化学的时间脉络，梳理中外关键化学里程碑成就，总结化学在原子分子尺度研究、兼具创造性、实验理论并重三大核心特征，依托青蒿素完整科研流程直观感受化学研究范式，拓展化学跨学科融合的广阔探索空间，建立化学服务粮食、医疗、信息、环境全领域的完整认知。 布置三层课后作业：基础作业梳理化学发展三阶段、填写各阶段代表成就；提升作业完整梳理青蒿素研发全流程，标注每一步用到的化学研究手段；拓展作业查阅大连相干光源相关资料，撰写简短文字说明该装置对化学微观研究的作用。  聆听化学跨学科融合与未来探索方向讲解，观察分子齿轮、相干光源装置素材，自由畅想新型化学材料、绿色化工的生活应用场景；  同桌互相抽查近代五位化学家理论、化学三大核心特征、青蒿素研发关键步骤核心知识点，互相查漏补缺；完整记录三层课后作业，明确各层级作业完成要求。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托我国古代制陶工艺、人工合成结晶牛胰岛素、屠呦呦提取青蒿素、大连相干光源国产科研装置等本土化学成果，引导学生感受中华民族从古至今在化学实践、化学科研领域的长久积淀与顶尖突破，树立化学领域民族自信心与自豪感；通过梳理近代化学家持续探索、层层完善化学理论、屠呦呦团队数十年攻坚克难研发青蒿素的完整史实，培育学生严谨求实、持之以恒、敢于创新、心系人类民生的科学家精神；结合化肥保障粮食供给、青蒿素救治全球疟疾患者、硅材料支撑数字信息产业、绿色化学治理污染的多元案例，让学生辩证认识化学对人类文明进步、社会可持续发展的核心推动作用，树立运用化学知识解决民生、环境、粮食、医疗现实难题的社会责任，建立崇尚基础科研、投身化学强国建设的理想信念。 十、教学反思与修改措施 1 教学反思 本节课使用氮肥实景图、硅材料实景图、近代化学里程碑时间线图、屠呦呦颁奖现场图、青蒿素研发时间线图共五张教材配套图片，按照生活素材导入→化学发展史分层讲解→化学学科特征与青蒿素研讨→现代化学探索空间的逻辑开展授课，大部分学生能够区分化学发展远古、近代、现代三个阶段，但课堂存在明显短板：一是学生难以理清五位近代化学家理论之间层层递进的内在逻辑，孤立记忆各个人物成就，无法理解理论互相支撑完善化学体系；二是学生自主拆解青蒿素研发流程、对应匹配化学学科特征的能力薄弱，研讨发言仅能浅显描述实验步骤，缺少化学研究方法的深度分析；三是部分学生仍保留 “化学只会带来污染” 的片面认知，难以多角度举例论证化学在粮食、医疗、信息技术领域的正向价值；四是国产相干光源、分子齿轮等前沿素材讲解浅显，学生无法关联微观原子分子研究理解前沿装置的科研意义。 2 修改措施 课前发放化学发展史时序预习单，提前梳理五位近代化学家理论先后顺序与逻辑关联；课堂增设线性对比板书，逐条标注各化学家理论的递进关系、青蒿素每一步研发对应的化学特征；补充化工绿色治理、可降解新材料实景素材，丰富辩证讨论化学利弊的实例；课前布置学生简单查阅青蒿素、大连相干光源科普资料，拓宽课堂研讨发言角度；课后配套化学发展史填空、青蒿素流程梳理两类专项习题；增设绘图作业，绘制近代化学里程碑时间轴并标注每项理论的核心贡献，提升时序史料归纳、科研案例证据推理、化学社会价值辩证分析的探究能力。 学科网（北京）股份有限公司 $