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

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）

  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。