对中学化学的一些思考

高剑南jngao42@126.com

我是劳动者当中最幸运的人。医生是将生命带进世界的引导员，而我每天都可以看到生命的变化，看到一个个日臻成熟和美好的生命；建筑师可以匠心独运将一幢大厦耸立几个世纪而仍然巍峨壮观，而我用爱和真理所创造的却可以一代又一代地永久地传播下去。

─﹙ 美﹚约翰 · 施拉特

对中学化学的一些思考Ⅰ. 化学的价值Ⅱ. 基础教育的特点Ⅲ. 关于特色与亮点

两个问题纵观自然科学的发展历史，化学从来都不

是领头科学，也不是朝阳科学。化学究竟有没有价值？有没有魅力？有没有前途？

近年来，化学的公众形象变了，化学品成了有毒、有害的同义词。如何正确看待化学与化学品？这是每个化学教育工作者必须关注与回答的问题。

Ⅰ. 化学的价值一、化学的科学价值二、化学的技术意义三、化学的教育功能

一、化学的科学价值1. 化学创新知识2. 化学创造物质3. 化学牵动其它学科向分子层次发展

典型的聚集状态气态：无序结构液态：短程有序、长程无序 固态：非晶态——保留液态结构的特征

晶态——短程有序、长程也有序等离子态玻色 - 爱因斯坦冷凝态费米冷凝态

几种中间状态

晶态和液态之间的状态： 像晶态的液态——液晶 像液态的晶态——塑晶

晶态和非晶态之间的状态——准晶体气态和液态之间的超临界流体

准晶体1984 年底，以色列科学

家 丹 尼 尔 . 谢 赫 特 曼（ Daniel Shechtman ） 等人 宣 布 ， 在 急 冷 凝 固 的Al-Mn 合金中发现了具有五重旋转对称性但并无平移周期性的合金相 ，即 20面 体 准 晶体 。 D.Shechtman 因 发 现准晶体而独享 2011 年诺贝尔化学奖。

http://mompiou.free.fr/wiki/index.php?title=Image:Pentapavage.gif

临界态气态和液态的密度不同，因而气液间存在

着明显的界面。加压可使气相密度增大；加温可使容器中

的液相不断膨胀，密度则随之不断地下降。当温度和压强分别上升到一定程度时，两相的密度趋于相等， 之间的分界线随之消失，这时容器内物质所处的状态就是临界态。达到临界态时所要求的温度和压强分别称

作临界温度和临界压强。

临界态

临界温度℃

临界压强atm

CO2 31 72.9

NH3 132.5 112.5

H2O 374.1 218.3

超临界态

在临界态再提高温度，体系就进入了超临界态。

超临界态的密度可因压强而变。

超临界流体的性质 密度

(g/ml) 扩散系数

(cm2/s) 粘度 (g/cm.s)

气体 10-3 10-1 10-4

超临界流体

0.3～ 0.9 10-3～ 10-

4 10-4～ 10-

3

液体 1 10-5 10-2

超临界水当水处在临界压强 220 个大气压，温度高

于临界温度 374℃时，水成为似气似液的超临界流体 。

能够溶解几乎所有的物质。物质在超临界水中的反应活性变大。有机物能被超临界水裂解成简单的分子。氧气在超临界水中变成强氧化剂，能够分解最难分解的一些有毒、有害废料。

具有几乎是无坚不摧的强腐蚀性。

《展望21 世纪的化学》王佛松院士箸

“任何物质和能量以至于生物，对于人类来说都有两面性。”

任何物质都有对人类有益、有用的一面，同时又有对人类有害甚至有毒的一面。人们在利用物质时必须趋利避害、合理利用。

两个实例 :氧气、三氧化二砷

氧气

粮食、水与空气，是人类赖以生存的三个基本要素。成人每天大约呼吸 1万升空气，吃 1 公斤食物，喝 2 公斤水。

如果三者同时断绝供应，那么引起死亡的原因首先是断绝空气。科学家做过统计，人不吃饭可以维持 5 个星期；不渴水可以维持 5天；但是如果不呼吸只能维持 5 分钟。

氧气

在正常情况下，一个人每分钟要吸入约500毫升空气，一天 1万升。如果登山到了3000 米以上的高度，当氧含量低于 18%时，人就会头痛，医学上叫做缺氧。

高浓度氧会对生物产生伤害，引起氧中毒，人如在一个大气压的纯氧中 6 个小时，就会引起胸痛、咳嗽和喉痛，导致无法修复的肺泡损伤、水肿、肺内皮细胞死亡等损伤。

氧气

如果氧含量高于 40%时，会引起氧中毒。早产儿超长时间过度吸氧，将导致视网膜病变，进而双目失明。

在正常浓度，有 1% 的氧分子通过接受未成对电子依次转变成 O2

- · 、 HOOH 与 ·OH 等活性氧。其中 O2

- · 、 ·OH为氧自由基。少量的氧自由基能促进细胞增殖，刺激白细胞和吞噬细胞杀灭细菌，消除炎症，分解毒物。

氧气当代谢紊乱，人体内氧自由基增多时，氧

自由基会可引起细胞损伤，细胞核中核酸链断裂，导致衰老和疾病发生，如白内障、肿瘤、心血管病、血液病、炎症及各种退行性病变，严重时甚至危及生物的生命。

三氧化二砷

三氧化二砷，既是剧毒品，又是治病的药。既能致癌，又能治癌。

对亚洲及南美洲接触砷的人群的流行病学的研究显示，砷暴露使人群患皮肤癌、肺癌、肝癌和膀胱癌的机率明显增加。长期接触砷也会增加患Ⅱ型糖尿病及血管疾病的机率。砒霜能治病。历史上，早有将砷化合物用

以治疗昏睡病、肺结核、皮肤病等顽疾的记载。

三氧化二砷由我国科学家率先实践的急性早幼粒细胞

白血病“砒霜疗法”已获世界公认。用砒霜制成的亚砷酸注射液 1999 年下半年被批准为我国二类新药。 美国食品 和药品管理局（ FDA ）已正式批准用砒霜治疗急性早幼粒细胞白血病的方案。

对化学反应的研究

1 滴浓度为 3×10-3mol·L-1 的酚酞指示剂含有 1017 个酚酞分子。

对化学反应从大量分子统计行为的研究到单分子操作。

单分子反应：丁烯→丁炔

中国科学家首次利用 STM实现单分子内的化学反应

钴酞菁分子

2. 化学创造物质

著名有机化学家、诺贝尔化学奖获得者R B Woodward﹒ ﹒ 曾经说过：“化学家在老的自然界旁边又建立一个新的自然界。”

不仅能合成自然界中已有的单质与化合物，而且还能合成自然界中并不存在的单质与化合物。

2. 化学创造物质年 分子数﹙万种﹚

1900 551945 1101970 236.71980 5931990 1057.62000 26502007 3279.2

合成化学的发展轨迹a. 合成对象

从无生命的无机物分子、有机物分子到有生物活性的生物大分子

从小分子到高分子 从分子到超分子 从简单结构到复杂结构

合成化学的发展轨迹 b. 合成水平

海葵毒素的合成合成无禁区

海葵

海葵

海葵

海葵

海葵

海葵

海葵

海葵

海葵毒素 C129H223O54N3

中国第一个被国际公认的独创新药

疟疾是全球最严重的传染病之一，每年有2亿 ~3亿感染者，死亡人数达 200万 ~300万。从 20 世纪 60 年代初发生的抗药性疟疾已扩散到全球，原有的抗疟疾药失去效用。 70 年代经我国数百名科学工作者的大力协作，从青蒿中提取了抗疟疾的有效成分——青蒿素，测定了结构。

中国第一个被国际公认的独创新药

后以青蒿素为基础，开发出均被 WHO 列入基本药物目录的蒿甲醚、青蒿琥酯等衍生物及复方蒿甲醚等。青蒿素类抗疟疾药高效、速效、低毒、无抗药性，成为我国第一个被国际公认的独创新药。

中国第一个被国际公认的独创新药

在这项举国合作的项目中，中国药理学家屠呦呦发现的乙醚提取法是发现青蒿提取物有效性的关键所在，她还是第一位青蒿提取物的“自身验毒”者与临床实验者。为表彰她“发现青蒿素，在全球挽救了数百万人的生命”，被授予 2011 年国际医学大奖美国拉斯克奖。

青蒿

青蒿素 C15H22O5

蒿甲醚 C16H26O5

青蒿琥酯 C19H28O8

3. 化学牵动其它学科向分子层次发展

在 20 世纪，整个自然科学领域中出现一个大变化，即所有与物质有关的科学都向分子层次发展，最为明显的是生物学。

阿瑟 · 科恩伯格 1959 年诺贝尔生理学或医学奖获得者

“如果用化学语言来表达，大多数生命现象都可以合理解释。化学语言能够说明我们是从那里来的，我们是什么，以及我们将要到那里去。”

化学牵动生物学向分子层次发展a. 分离纯化方法的研究蛋白质的结晶 (1946 年 Nobel 化学奖 )层析法分离 (1948 年、 1952 年 Nobel 化学奖 )

b. 生物分子的化学结构研究20 世纪 20~30 年代起对生物小分子的结构研

究：糖、血红素、叶绿素、维生素等20 世纪 50 年代起对生物大分子的结构研究：

蛋白质、核酸 (桑格的贡献 )

化学牵动生物学向分子层次发展c.复杂的活性生物大分子合成 中国科学家的成就： 1965 年合成结晶牛胰岛素 ; 1983 年合成酵母丙氨酸转移核糖核酸

d. 对生命现象分子水平的研究细胞膜水通道和离子通道的研究 (2003 年

Nobel 化学奖 )罗杰 · 科恩伯格在分子基础上动态详细展示

真核转录的过程 (2006 年 Nobel 化学奖 )

化学牵动生物学向分子层次发展“化学将识别生命体内数以亿万计的分子

的功能，解释生命现象的化学机理，推动生命科学在 21 世纪的大发展。”

Frederick Sanger (1918 ～ )唯一二次获Nobel 化学奖的科学家

1958 年 1980 年

玛里 ·居里 (1867 ～ 1934)

约翰 ·巴丁 (1908 ～ 1991)

莱纳斯 ·卡尔 ·鲍林 (1901 ～ 1994)

科恩伯格父子

阿瑟 · 科恩伯格 (1918 ～ ) 罗杰 · 科恩伯格 (1941 ～ )

56

布拉格父子

劳伦斯 · 布拉格（ 1890～ 1970 ）亨利 · 布拉格（ 1862～1942 ）

57

汤姆逊父子

J.J.汤姆逊（ 1856 ～ 1940 ） G.P.汤姆逊（ 1892 ～ 1975 ）

玻尔父子

尼尔斯 · 玻尔（ 1885 ～ 1962 ） 阿格 · 玻尔（ 1922 ～ ）

西格巴恩父子

卡尔 ·西格巴恩（ 1886 ～1978 ）

凯伊 ·西格巴恩（ 1918 ～）

奥伊勒父子

H · Von 奥伊勒 (1873 ～ 1964) U · Von 奥伊勒 (1905 ～ 1983)

化学创新的艰巨性组成与结构的隐蔽性变化的多种多样反应的复杂性与对反应条件的灵敏性

二 . 化学的技术意义化学是物质科学的重要组成部分。人类生存——吃、穿、住、用、行，那一样都离不开物质。社会发展——农业、工业、国防、医药等，

无不以物质为基础。科技进步——现代科技的三大支柱，材料、信息与能源均以物质为支撑。

化学通过化工技术造福于人类。

科学与技术目的 任务 创新成果 核心环节 过程特点

科学 认识自然 创造知识 科学发现 科学探究 不断纠错

逼近真理

技术 改造自然

和社会

应用知识 技术发明 技术设计 从无到有

不断改进

技术设计的一般过程

需求

技术发展预测

技术目的设定

技术后果评估

技术原理构思

技术方案设计

技术研制

技术试验

技术鉴定

?实施

Y

N

二 . 化学的技术意义

⒈化学合成技术同人类的生存、发展息息相关⒉化学化工是我国名符其实的支柱产业⒊化学为新技术发展提供支撑

徐光宪院士2008 年国家最高科学技术奖获得者

⒈化学合成技术同人类的生存、发展息息相关

“20 世纪发明了六大技术 :信息技术；生物技术；核科学和核武器技术；航空航天和导弹技术；激光技术；纳米技术。上述六大技 术 如果缺少一 两 个 ， 人类照样可 以 生存。”

⒈化学合成技术同人类的生存、发展息息相关

“如果没有发明合成氨、合成尿素和新农药技术，世界粮食产量至少要减半， 60亿人口中的 30亿就会饿死；没有发明合成各种抗生素和大量新药物的技术，人类平均寿命要缩短 25 年；没有发明合成纤维、合成橡胶、合成塑料的技术，人类生活要受到很大影响。”

⒈化学合成技术同人类的生存、发展息息相关

“化学合成技术提供健康的、环保的衣、食、住、行、娱乐等生活必需品，和高新技术发展需要的各种物质材料。”

“化学合成各种新药物，将为第二次卫生革命（控制心脑血管病和癌症）做出重大贡献，保证人类健康，延长人类寿命。

3. 化学为新技术发展提供物质、原理与方法等支撑

材料是人类赖于生存与发展的物质基础。材料的发展推动了人类的物质文明，成为

标志人类社会进步的重要里程碑。材料与能源、信息并列为现代科学技术的

三大支柱。

3. 化学为新技术发展提供物质、原理与方法等支撑

陶器是人类第一次用自然界中已有的物质做成自然界中并不存在的人工合成材料。

传统陶瓷：不透明、电绝缘、易碎且整体性粉碎。精细陶瓷：透明陶瓷、超导陶瓷、高韧性

陶瓷 。

透明陶瓷传统陶瓷不透明是因为陶瓷有杂质，内部

有气孔，杂质会吸收光，气孔会散射光。如选用高纯的原料，在烧结陶瓷时排除气孔就能获得透明陶瓷。透明陶瓷的透明度、强度、硬度都高于普

通玻璃，耐磨损，耐划伤，因而可制造防弹汽车的窗、坦克的观察窗、轰炸机的轰炸瞄准器和高级防护眼镜等。

透明陶瓷透明陶瓷不仅有优异的光学性能，而且熔

点高，耐高温。如氧化钍–氧化钇透明的陶瓷熔点高达 3100℃ ，比普通硼酸盐玻璃熔点高 1500℃ 。

可制造 高压钠灯。钠蒸汽放电时产生1000℃ 以上高温，具有很强的腐蚀性，选用氧化铝透明陶瓷为材料制造高压钠灯，发光效率比高压汞灯提高一倍，使用寿命达 2万小时，是使用寿命最高的高效电光源。

超导陶瓷1987 年贝德诺尔兹和缪勒因为开创了一

个混合氧化物高温超导体的全新研究方向而获得了诺贝尔物理奖，还开创了一个获奖时间距成果发表时间最短的先例。

高韧性陶瓷陶瓷是脆性材料，即使轻微的碰撞，都可

能破碎，而且是一种整体性断裂。受贝壳结构的启发而设计层状复合陶瓷的

结构。在脆性陶瓷材料中加入耐高温软质材料，制作成层状复合物结构，可提高陶瓷韧性。克服了陶瓷材料突然性整体断裂的致命弱点，因为它逐层渐变失效。

3. 化学为新技术发展提供物质、原理与方法等支撑

化学是材料创新的龙头。只有掌握结构—性质—功能的关系以及合成和组装的化学过程，才能设计并合成新材料。

三 . 化学的教育功能爱因斯坦：“科学对于人类事务的影响有

两种方式，第一种方式是大家熟知的，科学直接地，并在更大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工具；第二种方式教育的性质——它作用于心灵。”

三 . 化学的教育功能

从化学的视角认识物质运用化学的语言描述物质通过化学的手段识别、修饰与合成物质运用化学的规律利用物质培养学生具有化学学科意识与科学素养

1. 化学的视角从原子、分子的视角研究实物的组成、结

构、性质和变化的规律。天文观测表明宇宙的组成： 5％可见物质

25％暗物质 70％暗能量

三类物质

可见物质：即普通物质，它们或者本身发光，或者能与光相互作用，即使藏身于最黑暗的角落，总能用眼睛或借助于仪器发现它们。可见物质：实物与场暗物质不发光、也与光不发生作用，所以

看不到它们。

三类物质对微波背景辐射的研究精确地测量出宇宙

中物质的总密度。所有可见物质与暗物质加起来约占 1/3左右，还有约 2/3 的短缺。这一短缺的物质称为暗能量，其基本特征是具有负压，在宇宙空间中几乎均匀分布或完全不结团。

2. 化学的手段化学家擅长分子识别、修饰与合成。化学实验手段之巧妙乃是化学的一大特色。

3. 化学的语言化学用语：元素符号、化学式、结构式与化学反应方

程式。它们是由英文字母、阿拉伯数字、短划、加号、等号、箭头、三角符号以及少数几个希腊字母组成。

化学式表示物质具体的化学组成

化学组成既反映物质内部各种元素的质的关系，又反映不同元素原子的数量关系。这种数量关系一般表现为整数比，但在晶态时化合物的组成可以偏离整数比，因而表现一些特殊的性质。

结构式化学结构的示意式反映物质分子内部各元素原子结合的秩序，即原子的联结方式和联结顺序。确定化学结构是认识物质性质、研究化学反应规律与合成化学物质的基础。

化学反应方程式反映化学反应的本质通常所观察到的化学现象都是大量分子的统计行为。在大量分子所经历的亿万次变化之中，化学家能从原子、分子的视角，抓住本质，用化学反应方程式准确地记录下来。

化学反应方程式

不仅体现化学反应前后反应物和产物的质量守恒关系，而且能够表示反应过程的能量与混乱度的变化。根据反应方程式不仅能够计算产物的理论

值，而且可以计算原子利用率，进而判断反应是否符合绿色化学的要求。

4. 化学的基本学科意识(1)元素观：

①物质是由最基本的要素——元素组成。②元素是对原子的分类。③每一种元素都可用元素符号表示。

④ 100 多种元素按核电荷数的递增，有序地排列在元素周期表中，并且呈现周期性的变化规律。⑤物质是多样的，但其元素组成是统一的。

(2) 结构观①结构是有层次的，层次之间相互关联。

每一层次的研究既应向更小的层次深入，又应向更大的层次拓展，还应使微观研究与宏观研究相结合。②原子是化学变化中的最小微粒，由带正

电荷的原子核和带负电荷的电子构成。不同元素的原子由于核电荷数不同，核外电子的排布不同，因而具有不同的性质。③核外电子在化学反应中起着重要的作用。

(2) 结构观④分子结构指其电子结构和几何结构。分

子的电子结构主要指分子中相邻原子间的强烈相互作用——化学键。分子的几何结构是指分子中原子的排列顺序、彼此之间的距离与方位。常用键长、键角、二面角等结构参数来表示。分子几何结构的本质特征是对称性。

(2) 结构观⑤晶体内部结构长程有序，因而表现出很

多区别于气态、液态、非晶态物质的特性。晶体结构难免存在缺陷，少量缺陷会显著影响晶体的强度与性质，也可使晶体具有某些的优异性能。⑥准晶体打破了人们对于固体的认识。⑦物质结构既具有隐蔽性，又是可以通过

测试确定的。结构的测试经历了由化学方法推测结构，到由物理方法确定结构的过程。

温道斯提出的胆固醇的结构

胆固醇结构

甾族

(2) 结构观⑧结构决定性质。物质的性质涉及多个层

次的结构。不同的物质由于具有不同的组成、不同的键合方式以及堆积方式，因而具有不同的性质。

雌酮激素

HOH

H

H

O

雄酮激素

HOH

H

H

O

沙利度胺发酵乳酸 肌肉乳酸

(3) 分类观物质具有多种分类方式： 根据物质的纯度，分为纯净物与混合物。根据一种物质的元素组成是否单一，分为单质与化合物。根据物质的组成与性质，化合物分为无机

化合物与有机化合物。… …

(4) 变化观①两类变化：物理变化与化学变化。②化学反应是化学科学研究的中心问题之一。③化学反应具有类型的多样性、反应及机理

的复杂性与对反应条件的灵敏性。④利用化学变化能够认识物质、利用物质、

分离物质和合成物质。通过合成可复制、修饰与创造物质。⑤物质变化遵循一定的规律。人们必须合理

地运用规律。

(5) 性质观①两类性质：物理性质与化学性质。②物理性质是宏观性质，既与化学键有关，

又与分子间作用力有关。化学性质主要与化学键有关。③物质的性质是客观存在的。任何物质对

于人类来说都有两面性。了解物质的两面性，是人们趋利避害、合理使用物质的基础。④不能认为人工合成的一定是有毒的，天

然存在的一定是安全的。

(6) 化学与化工过程绿色化①化学化工与高度物质文明紧紧相连；不仅

认识世界、 创新知识、而且创新物质。②化学、化工既要在监测、整治污染等方面

做出应有的贡献，更应从源头上解决问题。③从科学观点看，化学与化工过程绿色化是

对传统化学、化工的变革与创新；从环境观点看，从源头上消除污染；从经济观点看，合理利用资源与能源，降低生产成本，符合可持续发展的要求。因此，化学与化工过程绿色化必将成为未来化学与化工发展的方向与基础。

(7) 科学观“科学是一把神奇的钥匙。有了这把钥匙

可以打开天堂之门，如果不慎也可能打开地狱之门。”

在思考“能不能做”之前，首先要思考“该不该做”。

(8) 技术观

科学通过技术才能将原理物化，才能造福于人类。

技术是把双刃剑。通过技术设计等经历，培养技术素养、创

新意识与实践能力。

技术素养是指人们对技术的性质及历史的了解，具

备技术的基本动手能力，以及能够严谨地思考有关技术发展问题的习惯。

知晓技术设计的过程和环节，并初步具有技术设计能力，是学生具有技术素养的一个重要方面。技术设计能力是技术创新和实践能力的重要组成部分，为了给 21 世纪提供技术创新型的人才支撑，必须注重从义务教育阶段开始培养学生的技术设计能力。

揭示科学价值、技术意义与教育功能的意义

只有了解与理解化学的价值，才能使学生真切地感受到化学的重要，使学生亲近化学，进而激发学习化学的愿望。

Ⅱ. 基础教育的特点基础性 (启蒙性 )—— 基点放在哪里？科学性——是否受到限制？时代性——如何体现？

基础性1. 学习支撑化学学科体系与发展的核心知识。2. 了解与人类生存、社会发展、科技进步密切相关的通识知识。

3. 形成终身受用的关于化学与化学品的基本判据——科学的物质观。

4. 亲身经历探究过程与技术设计。

B A

DC

四方块问题

AB

C D

请把方块 A 中的白色区域分成大小和形状一样的两个部分。

答案就是这样简单！

B A

DC

请把方块 B 中的白色区域分成大小和形状一样的三部分。

B A

DC

答案就是这样

B A

DC

请把方块 C 中的白色区域分成大小和形状一样的四个部分。

B A

DC

答案如绿线所示。

B A

DC

.

请把方块 D 中的白色区域分成大小和形状一样的七个部分。

答出这个问题的最快世界纪录是七秒钟！

B A

DC

B A

DC

答案就是如此！

科学性中学化学教学的科学性受基础性制约：1. 考虑到学生的知识和认知的基础，理论或概念不可能一次到位，在科学性方面允许有一些妥协。

2. 不能有科学性的错误。3. 不能讲死，应为今后的学习留有余地。

自然科学知识结构的特点——套箱结构

一个实例对氧化还原反应的认识

与氧气结合——氧化，脱氧——还原化合价升高——氧化，降低——还原失去电子——氧化，得到电子——还原最高占有轨道上失去电子——氧化最低空轨道上得到电子——还原

一些基本概念金属性与金属活动性所谓对称与不对称晶胞与晶格

时代性大学本科教学内容

——先进性：新知识、新理论、新技术基础教育教学内容

——时代性：新常识、新观念、新应用

新常识• C60

• 酸雨• 温室气体

新观念1.原子、分子不仅是人们对于物质结构两个

层次解释的模型，而且还是可以进行拖、拉、滚等操作的客体。

2.任何物质都有对人类有益、有用的一面，同时又有对人类有害甚至有毒的一面。

3. 绿色化学。

新应用学生学的大多是过去的知识，这些过去的

知识乃是久经锤炼的、并且依然充满生命活力的经典知识。

教育正是通过学生学习大多是过去的知识，使他们具有面对现在与应对未来的能力与素质。

如何使经典知识鲜活起来？讲新应用。

金刚石的应用金刚石仅仅是宝石材料，经琢磨后做成名

贵的钻石吗？工业上仅仅用于制作钻头、切割工具与研

磨材料吗？

金刚石的性质(除光学性质与机械性能外 )

热学性能：热导率达 20W/cm.K ，为所有物质中最高者，是 Cu 和 Ag 的 4~5倍，比 SiC大 4 倍，比 Si 大 13倍，比 GaAs 大 43倍。电学和半导体性能：惨杂后是优良的半导

体。声学性能：传声速度最快，为 18.2km/s 。化学性质：室温时耐所有酸、碱及溶剂，

即使在高温时，也抗所有的酸腐蚀。

金刚石膜在机械领域的应用代替并大大拓宽了在机械领域的应用范围：

如制造各种适合拉制软硬丝的高性能拉丝模具；制作形状较为复杂的金刚石涂层硬质合金刀具（寿命比涂层前提高 10~50倍）；其低摩擦系数还可用于摩擦部件如轴承的耐磨涂层等。应用于超硬材料方面可开发、改造出二千多种新产品。

金刚石光学性能的应用金刚石膜可用作在恶劣环境中使用的广谱

光学透镜、传递信息的光导材料或光学窗口等。如各种光制导的高速拦截导弹头罩和应用极广的多色红外探测器窗口、红外焦平面阵列热成像装置窗口、高功率微波窗口、高功率激光窗口等。

金刚石光学性能的应用金刚石膜的透 X 光特性可成为未来微电子

器件制备的亚微米级光刻蚀技术的理想材料。它的冷阴极发光特性，已有可能获得低功

耗、高清晰、超薄、超大屏幕多种色彩的显示屏。

金刚石声学性能的应用金刚石膜可制作频响达 60kHz 以上的超高

保真扬声器及性能最优异的声传感器。能制作频率响应超过 5GHz 的声表面波器

件，在通信领域的应用极其广泛。

金刚石热学性能的应用高热导率、高绝缘性与低热膨胀系数，可

作为大功率半导体器件、微波器件和大规模集成电路最好的、极为理想的大面积散热材料。

其 高温半导 体器件工 作温度可达到600℃ 。

可用于高温、高功率、高频率、强辐射环境中工作的电子器件及各种特性的传感器等。

金刚石热学性能的应用金刚石在室温下的导热性最大，这使得用

金刚石制成的大功率半导体元件不象硅半导体由于导热问题解决不了而不能加大其荷载的电流。

金刚石化学稳定性的应用金刚石极其稳定，可用作抗腐蚀防护层：

在医疗器械领域，由于金刚石手术刀极其锋利并和人体血液不相容，手术效果佳，病人康复快，涂金刚石膜的手术刀将代替目前使用的金属手术器械；金刚石膜为纯碳元素组成且耐磨、耐腐蚀是植入人体内金属元件表面最好的涂层。

Ⅲ. 特色与亮点特色是不是一定是亮点？两组照片

是猴子？还是花？

猴子兰花

猴子兰花

猴子兰花

猴子兰花

猴子兰花

猴子兰花

特色与亮点三种情况：

是特色，也是亮点是特色，但不是亮点是特色，既不亮，也不暗

上教版初中化学教材根据课程标准

不出现“离子”的概念把“物质的量”从高中提前到初中

这两个全国教材没有的特色是不是亮点？ 仅讨论第一个问题。

“离子”概念的重要性离子是构成物质的基本微粒；是初中化学的一个核心概念；是公民应有的基本常识。

关于酸、碱、盐的描述上教版

酸 酸是一类化合物，它们都是由氢元素和酸根组成的。

碱 碱都是由金属元素和氢氧根组成的。

盐 盐可看作酸中的氢被或铵根取代后的产物。

关于酸、碱的描述酸由氢元素和酸根组成。碱由金属元素和氢氧根组成。用两个不同质的 (元素和原子团 )概念描述第三个概念。“一期课改就是这样的”问题出在课标上 :只要求了解原子、分子的概念，对离子不作要求。

全国初中化学课程标准 (送审稿 )

一级主题 : 物质构成的奥秘二级主题 :微粒构成物质1.认识物质的微粒性，知道分子、原子、离子

等都是构成物质的微粒。2. 能用微粒的观点解释某些常见的现象。3. 知道原子是由原子核和核外电子构成的。4. 知道原子可以结合成分子、同一元素的原子

和离子可以互相转化，初步认识核外电子在化学反应中的作用。

上海初中化学课程标准修订是不是只要增加对离子的要求就能解决问

题呢？不是 ！因为原课标对原子的要求太低了。 仅为 200多年前道尔顿原子不可分的学说。 怎么引出离子的概念呢？！ 对原子的认识还涉及到能否科学地引出元素的概念。

上海初中化学课程标准的修订建议

增加离子的概念。提高对原子构成的要求。

涉及到科学性与学业负担。

如何凸显亮点 ?

1. “整体设计”体现上海课程方案的特点2. 让知识鲜活起来，在经典知识的最新应

用上下工夫3. 切实减轻学生负担4. 提升教学的技术含量 大境中学基于 IMMEX-C 学生化学问题解决能力的评价研究

到处可见一队队美国的孩子

在海洋世界孩子们兴奋万分

一只小麻雀给它拍下来

阳光下美国孩子成群结队欢乐游玩

美国：从周一到周五学校上课的时间，在博物馆、纪念堂、公园等场所，大群身着统一 T 恤的孩子在老师的带领下，享受着阳光和欢乐。

中国：从周一到周五孩子们天天被关在教室里，忽视太阳下更大的课堂，他们的感受更多的是负担和苦恼。

对化学问题解决能力的评价需要 新视角和方法

长期以来，我们的教育往往过于注重学生成绩和学习结果的评价，而忽视对学生学习过程和学习能力的评价，缺乏对学生思维过程的发现和诊断，也缺乏对学生问题解决能力策略的有效评价。

IMMEX（ Interactive Multimedia Exercises ）

IMMEX“多媒体互动测训平台”，它通过创立一个激励学习的环境，收集学生问题解决过程中对信息项的选择情况，真实地记录学生问题点击与否、先后顺序、次数多少等，洞察学生解决问题思维足迹，客观评价学生解决问题的思维过程表现。

IMMEX-C

基于 IMMEX—C 在技术的支持下，清晰地发现学生在问题表征、问题解决和问题反思阶段存在的主要问题，改变仅以经验和感性推测影响学生化学问题解决的因素的现状，可让教师更直接发现学生在解决问题思维过程、策略方法等产生问题的原因，更有针对性地给予干预和指导。既是化学问题解决能力的训练系统，又是

化学问题解决能力的评价系统。

不会反思的人其实不是人；偶尔反思的人是凡人；持续反思的人是专业人员；持续思考一个问题的人是专家。 ─崔允漷

教育家与教书匠的区别：教书匠只有方法，而教育家不仅有方法，而且有解释该方法的思路（大观念）。 ─崔允漷

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