重慶市南開中學校分享人：

卓峻峭2024年10月11日1從學科大概念出發，走向化學學科理解

結構化學教學疑難問題探討“文科綜合”、“理科綜合”轉變為20種或12種科目組合，促進學生知識結構文理交融。改革考試內容和形式，實現從“考知識”向“考能力素養”轉變……二是突出關鍵能力和核心素養考查。（二）普通高中育人方式改革有待進一步深化。新高考、新課程、新教材對教師能力提出更高要求，一些薄弱學校教師仍習慣于傳統教學方式，需要從知識傳授向能力素養培育轉變。二、面臨的形勢和挑戰一、改革進展及成效來源：教育部教育考試院

公眾號2023-11-04/s/lT-otGgk1RYE-UxNiJBlXg新課程新教材

新高考改革《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》3增進教師學科理解課標P76化學學科理解是指教師對化學學科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結構化的認識，它不僅僅只是對化學知識的理解，還包括對具有化學學科特質的思維方式和方法的理解。學科理解水平決定了課堂設計水平的上限4增進教師學科理解知識結構教材資料認知結構學科理解教學結構基于學情設計核心素養課程目標大概念/觀念思想觀點、思維方式5增進教師學科理解——基礎有機化學模塊61VSEPR2

雜化軌道理論3

大π鍵4

含金屬元素的分子5

分子的對稱性增進教師學科理解——物質結構與性質模塊1新的教學理念和思想2具體教學案例探討案例一：物質組成與結構案例二：分子組成與結構

………3總結與反思1-2大概念1-1化學聚集思想1-3方法導引——模型71-1化學聚集思想李雪源，鄭長龍等.化學聚集思想的內涵及其教學價值[J].化學教育，2023，44(19)：22-27化學聚集思想具有重要的學科價值，有關物質的化學聚集，以往的研究多聚焦在原子、分子的組成、結構、性質，而忽視了聚集體（宏觀物體）的整體觀念和認識。基于化學視角探究化學微觀粒子如何聚集為聚集體，是人類認識宏觀世界的重要思維方式，也是創造新物質、開發新材料的重要基礎。構成聚集體物質系統的最小功能性成分是什么

———聚集體物質系統的組成構成聚集體物質系統的最小功能性成分是如何相互作用的

———聚集體物質系統的結構聚集體物質系統與其功能系統是如何關聯的———結構決定性質化學聚集思想的內涵81-1化學聚集思想周公度，段連運.結構化學基礎（第5版）[M].北京大學出版社，2017：236-239李雪源，鄭長龍等.化學聚集思想的內涵及其教學價值[J].化學教育，2023，44(19)：22-27聚集態的認識視角和認識思路結構化模型Q：如何描述和認識龐大的聚集體？電子質子中子原子核原子分子更大聚集體（超分子、晶體）91-1化學聚集思想陳光巨，魏銳，王磊.普通高中教科書

化學

選擇性必修2物質結構與性質[M].101-1化學聚集思想討論：金剛石中的聚集單元是什么？基于相互作用視角，其聚集單元為2個碳原子通過共價鍵構成的結構基元基于空間幾何視角，其聚集單元為金剛石晶胞Q：如何認識金剛石結構？李雪源，鄭長龍等.化學聚集思想的內涵及其教學價值[J].化學教育，2023，44(19)：22-27卓峻峭.立方金剛石和六方金剛石結構的認識和應用[J].大學化學，2021，12.111-1基于化學聚集思想的分子結構的結構化認識分子結構原子間相互作用原子的空間分布鍵長鍵角對稱性點群成鍵方式成鍵強度σ鍵、π鍵、大π鍵配位鍵單鍵、雙鍵、三鍵鍵能拓撲結構表征分子結構的方法認識分子結構的方法VSEPR雜化軌道理論核磁紅外紫外XRD分子能量原子聚集形成分子

卓峻峭121-2-1大概念的闡釋《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》課標前言P4課標P5131-2-1大概念的闡釋新課標：大概念反映學科本質，具有高度概括性、統攝性和遷移應用價值。依據認識主體指向的不同，可以從化學學科、化學課程、化學學習三個層面構建化學大概念的內容體系，分別是化學學科大概念、化學主題大概念和化學基本觀念，它們之間的關系如右圖。畢華林.新課標、新教材賦能新教學.微信公眾號：創新人才培養研究院

/s/2UhClBLZ5U52-G6lJwLAOA141-2-1大概念的闡釋化學基本觀念是學生化學觀念核心素養的具體達成化學主題大概念起著承上啟下的重要作用畢華林.新課標、新教材賦能新教學.微信公眾號：創新人才培養研究院

/s/2UhClBLZ5U52-G6lJwLAOA化學家在認識物質及其變化規律基礎上形成的學科思想觀點物質微粒性化學變化能量化學學科大概念化學學科大概念與特定的化學學習主題內容的融合，課標中：化學科學本質物質的多樣性物質的組成物質的變化與轉化化學與可持續發展化學主題大概念學生通過化學課程學習在頭腦中形成的對化學的總觀性的認識：元素觀、微粒觀、變化觀、分類觀、實驗觀、化學價值觀化學基本觀念151-2-2大概念的提取鄧峰，竇炳新.芻議化學大概念的提煉[J].化學教學，2023，45(8):7-14.基于已有化學大概念提煉直接遷移解構遷移基于化學學科本質提煉基于化學學科本體視角提煉基于化學基本觀念提煉基于學科認識提煉……161-2-2大概念的提取王欽忠.用結構化的教學內容引導學生建構知識——以高中化學“物質的分類”教學為例[J].化學教學.2023(04)：33-37171-2-2大概念的提取卓峻峭.有機化學基礎模塊中“結構決定性質”觀念建構教學探索[J].化學教學，2024，46(10):30-35.具體知識基本規律基本觀念（大概念）基本觀念（大概念）181-2-3大概念案例化學學科大概念是處于化學學科體系中心的、反映學科本質的思想和觀念，具有高度概括性、廣泛遷移性和強解釋力等特征，能夠幫助學習者建構化學觀念，形成化學學科思維方式和方法，樹立正確的科學價值觀。物質組成與結構物質性質與應用物質變化與能量物質變化與轉化化學學科大概念胡先錦，孫棟梁.從學科大概念出發走向化學學科理解———以初中化學“蠟燭的故事”單元教學為例[J].化學教學，2023(11):39-44吳星.以大概念統領設計義務教育化學課程內容——《義務教育化學課程標準（2022年版）》解讀（二）[J].化學教學.2022(11):3-8概念層級關系大概念核心概念基本概念191-2-3大概念案例說明：“物質組成與結構”吳星.以大概念統領設計義務教育化學課程內容——《義務教育化學課程標準（2022年版）》解讀（二）[J].化學教學.2022(11):3-8多樣化的物質都是由微粒構成、元素組成的，可從組成元素和構成微粒的視角對物質進行分類。核心概念物質的組成和結構與物質的性質存在著必然的聯系，物質結構決定物質性質。核心概念原子是構成物質的基本微粒，微粒具有一定的結構、微粒間存在相互作用和一定的空間排列方式核心概念基于實驗的證據推理和模型建構是研究物質結構和組成的常用方法。核心概念對物質組成和結構的深入探索有助于人類發現物質的新性質和創造具有預期性質的新物質。核心概念201-2-3大概念案例說明：“物質變化與能量”吳星.以大概念統領設計義務教育化學課程內容——《義務教育化學課程標準（2022年版）》解讀（二）[J].化學教學.2022(11):3-8物質都具有能量，物質及其變化都會朝著能量最低狀態發展。核心概念化學變化所伴隨的能量變化遵循能量守恒定律，通過化學變化可實現不同形式的能量轉化。核心概念通過化學實驗可定量測定化學變化中的能量變化，利用化學變化有效實現能量轉化需要化學科學技術的支持。核心概念通過化學變化貯存或釋放能量可幫助人類應對能源危機，促進新能源開發和應用的發展。核心概念211-3方法導引——“模型”人教必修一P1722目錄1新的教學理念和思想2具體教學案例探討案例一：物質組成與結構案例二：分子組成與結構

………3總結與反思23物質組成與結構：案例一

不溶于酸的Fe3O4邵傳強,葉依叢.四氧化三鐵與酸反應的文獻考證與實證研究[J].化學教育（中英文）,2021,42(21):94-99人教必修一P71類比遷移Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O1問題的提出2文獻考證24物質組成與結構：案例一

不溶于酸的Fe3O4邵傳強,葉依叢.四氧化三鐵與酸反應的文獻考證與實證研究[J].化學教育（中英文）,2021,42(21):94-993理論計算——熱力學分析4實驗探究5研究結論討論與啟示根據FeO和Fe2O3的反應性質預測Fe3O4性質的科學性？是“組成決定性質”還是“結構決定性質”？思考問題1：環烷烴是不飽和烴嗎？思考問題2：冰水混合物是混合物嗎？思考問題3：組成和結構之間有何聯系？大概念（基本觀念）的發展性25分子結構與性質：案例二

共軛結構——1,3-丁二烯Q1：如何認識/表征分子結構（如鍵長、鍵角）？構成物質的微粒存在一定空間結構核心概念核磁共振紫外光譜紅外光譜焰色反應X射線衍射（局限性）分子結構是能量的載體能量是分子運動的動力能級間變化時存在特征能量交換物質結構與能量概念原子核、電子、共價鍵存在能級概念

卓峻峭本原性認識26分子結構與性質：案例二

共軛結構——1,3-丁二烯已知：碳碳單鍵154pm，碳碳雙鍵133pmQ1：如何表征分子結構（如鍵長）？Q2：如何用鍵長數據分析成鍵結構？基于事實的證據推理和模型建構核心概念C2－C3間不是單純的單鍵，具有雙鍵的性質原子間相互作用（成鍵）變化導致鍵長變化概念27分子結構與性質：案例二

共軛結構——1,3-丁二烯Q1：如何表征分子結構（如鍵長）？Q2：如何用鍵長數據分析成鍵結構？Q3：是否具備形成多重鍵（如大π鍵）的條件？微粒間存在相互作用和一定的空間排列方式核心概念

相互平行的p軌道可“肩并肩”重疊形成π鍵概念

卓峻峭CCCC····28分子結構與性質：案例二

共軛結構——1,3-丁二烯Q1：如何表征分子結構（如鍵長）？Q2：如何用鍵長數據分析成鍵結構？Q3：是否具備形成多重鍵（如大π鍵）的條件？分子結構決定分子性質核心概念1,3-丁二烯與Br2可以發生1,2-加成和1,4-加成，氫化熱和折射率亦有變化……1,3-丁二烯性質不同于單烯烴和孤立二烯烴概念Q4：多重鍵（如大π鍵）如何影響分子性質？CCCC····認識思路的結構化29分子結構與性質：案例二

共軛結構——1,3-丁二烯物質組成與結構大概念C2－C3在一定溫度下能發生旋轉Q5：分子中最多/至少幾個原子共平面？物質變化與能量大概念溫度影響分子結構核心概念CCCC····30分子結構與性質：案例三

原子相互作用——VSEPR回憶：如何分析一個原子的雜化類型？

卓峻峭討論：如何講解VSEPR和雜化軌道理論？雜化軌道理論和VSEPR的融合式教學分析碳原子周圍4個成鍵電子對在空間如何分布？思路：相互作用與能量事實：甲烷具有正

四面體結構問題：碳原子價層軌道(2s、2p)如何成鍵才能形成正四面體結構解決方案：碳原子價層軌道(2s、2p)重新組合為4個全同軌道，呈正四面體分布如何理解、講解？31分子結構與性質：案例三

原子相互作用——VSEPRCH4中碳原子的雜化：形成甲烷分子的過程中，碳原子中原來能量相近的2s軌道與3個2p軌道將重新組合形成新的、能量相同的原子軌道。魯科版選必二49頁教學建議：使用豐富的網絡動畫、圖片資源微信公眾號“氫劍”

32教學探討：從VSERP到等電子體

卓峻峭討論：要不要講等電子體？如何講等電子體？由VSEPR啟發產生等電子原理化學式價層電子對數孤電子對數VSEPR模型空間構型原子總數SO42－40正四面體正四面體5ClO4－40正四面體正四面體55CCl440正四面體正四面體O331正三角形V形3SO231正三角形V形33NO2－31正三角形V形33教學探索：VSEPR、雜化軌道理論和等電子體一體化

卓峻峭類型微粒（廣義等電子體/結構相似微粒）中心原子價層電子VSEPR雜化軌道理論價層電子對數孤電子對數模型空間結構雜化軌道數雜化類型ICH4，NH4+SiCl4，SO42－，XeO440四面體四面體4sp3IINH3，H3O+PCl3，SOCl2，SO32－41四面體三角錐形4sp3IIIH2O，HClO，Cl2O，I3+42四面體V形4sp3IVCH2O，CO32－，COCl2，BF3，SO3(g)30平面三角形平面三角形3sp2VO3，SO2，NOCl，NO2－31平面三角形V形3sp2VICO2，SCN－，N3－，CN22－20直線形直線形2sp34教學探討：VSEPR的人教版方法和蘇教版方法

卓峻峭化學式人教版蘇教版成鍵電子對數(σ鍵)孤電子對數價層電子對總數中心原子價電子數配位原子貢獻價電子對數CO2202402SO2213603SO3(g)303603SO32－3146+2(負電荷)435教學探索：VSEPR深度教學的一般思路

卓峻峭CH4NH4＋、BH4－SiH4、CCl4CO2NO2SO2ClO2XeO2BF3NF3ClF3SiF4SF4XeF4SO2SO3SO32－SO42－知識結構教材資料認知結構學科理解教學結構基于學情設計Q：如何設計多中心分子中VSEPR的教學？36教學探討：VSEPR處理一些復雜問題

卓峻峭魯科選必二P56①電荷離域②鍵長平均化③鍵角相等大π鍵37從知識結構到認知結構、教學結構：p-Π共軛及大Π鍵的表示卟啉環有26個π電子，是一個高度共軛的體系，并因此顯深色。38分子結構與性質：案例四

原子相互作用機制——ClO2Q1：分析ClO2中心Cl原子雜化類型微粒間存在相互作用和一定的空間排列方式核心概念1個單電子，1對孤電子對，2對成鍵電子對價層電子對互斥理論（VSEPR）概念sp3

？

卓峻峭39分子結構與性質：案例四

原子相互作用機制——ClO2Q2：分析ClO2中鍵長和鍵角數據基于實驗的證據推理和模型建構核心概念

原子間相互作用（成鍵方式）影響鍵長和鍵角概念ClO2分子具有V形結構，O—Cl—O鍵角為116.5°，Cl—O鍵長為149pm，比單鍵短些。

卓峻峭sp2雜化軌道雜化類型轉變40分子結構與性質：案例四

原子相互作用機制——ClO2

卓峻峭學科認識思路41分子結構與能量：案例五

雜化類型轉變Q：分析甲酸中羥基氧原子、尿素中氮原子和苯酚中氧原子的雜化類型。sp3？sp3？sp3？信息呈現空間結構→平面分子鍵長數據→比普通的單鍵短鍵的旋轉→甲酸存在順反異構化學性質→苯酚中羥基活化苯環……證據推理上述氧原子、氮原子為sp2雜化(？)

卓峻峭42分子結構與能量：案例五

雜化類型轉變思考討論：為什么是sp2而不是sp3？sp2雜化原子中未雜化p軌道能與相鄰π鍵形成大π鍵，而sp3雜化原子不行物質組成與結構物質變化與能量大概念原子間相互作用聚集思想分子中形成大π鍵后能量更低更穩定核心概念教學探索：大π鍵的結構和符號N2CO········HCN····C2H4··C2H2····CO2····教學探索：大π鍵的結構和符號——π-π共軛········································1,3-丁二烯1,3-丁二炔氰45教學探索：大π鍵的結構和符號——p-π共軛2022年全國卷①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一個sp2

雜化軌道與Cl的3px軌道形成C-Cl

σ鍵，并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵(π34)。②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C-Cl鍵長的順序是

，理由：(i)C的雜化軌道中s成分越多，形成的C-Cl鍵越強；(ii)

。46學科理解：辯證地認識鍵長鹵素原子與參與共軛情況對比討論：如何認識p-π共軛？成鍵情況FClBrI與烷基成鍵137.9176.7193.8213.9與碳碳雙鍵成鍵133.3171.9189209.2與苯環成鍵132.8170185205與碳碳三鍵成鍵（127）163.5179.5199蘭氏化學手冊.47學科理解：辯證地認識鍵長蘭氏化學手冊.從知識結構到認知結構、教學結構：p-π共軛及大π鍵的表示討論：寫出以下微粒中大π鍵的符號。π22+p12=π34π78？π912π22+p12+p12=π46π5649對大π鍵的考查方式：知識記憶→素養發展例題1：如下反應前后B－F鍵鍵長

（填“變長”“變短”或“不變”），原因是(i)B原子雜化軌道中s成分越多，形成的共價鍵越強；(ii)

。例題2：已知苯中大Π鍵可以表示為π66，則BF3中的大Π鍵可以表示為

。p10+p12+p12+p12=π4650分子結構與能量：案例五

鍵的斷裂/形成與異構體轉化平衡Q1：以下反應有何特點？順反異構轉化平衡分子結構在不斷變化，受溫度影響核心概念物質組成與結構物質變化與能量大概念原子間相互作用聚集思想原理、結構和有機3個模塊融合

卓峻峭51課程體系再認識：原理、結構和有機3個模塊充分融合陳進前.從發展角度理解選擇性必修課程——基于人教版普通高中化學選擇性必修教科書[J].中學化學教學參考，2024(1)：1-552分子結構與能量：案例五

鍵的斷裂/形成與異構體轉化平衡Q2：分子結構與能量之間有何聯系？變化觀念與平衡思想溫度異構體A異構體B異構體C

卓峻峭53晶體結構與能量：案例六

原子聚集與相互作用——彈簧形變Q1：比較石墨和金剛石的能量。組成相同、結構不同，原子間相互作用不同，能量不同核心概念物質組成與結構物質變化與能量大概念原子間相互作用聚集思想Q2：比較等質量石墨和金剛石完全燃燒放出熱量。54晶體結構與能量：案例六

原子聚集與相互作用——彈簧形變Q3：酸溶壓縮彈簧問題（知乎）：宏觀辨識與微觀探析

卓峻峭做功W55教學探討：基本觀念/大概念/核心素養的教學價值討論情景1：氫氣球久置后變小情景2：塑料手套滲油宏觀辨識與微觀探析

卓峻峭認識思路1：確認氣球和手套無破損2：認識到分子穿透氣球/手套3：可能穿過？如何穿過？4：空氣(N2、O2等)能否穿透氣球？速率？5：為何塑料手套只滲油而不滲水？6：不同材質、厚度、工藝的高分子膜的微觀結構特點……選擇性透過膜！56晶體結構與能量：案例七

原子聚集與相互作用——淬火Q4：淬火和回火

卓峻峭思考：淬火的原理是什么？57晶體結構與能量：案例七

原子聚集與相互作用——淬火

卓峻峭58晶體結構與能量：案例八

原子聚集與能量——納米晶體Q5：如何理解鉛的晶粒大小與熔點的關系？

卓峻峭(教材解釋)納米晶體為什么會有不同于大塊晶體的特性呢？主要原因是晶體的表面積增大。呈現事實59晶體結構與能量：案例八

原子聚集與能量——納米晶體Q5：如何理解鉛的晶粒大小與熔點的關系？

卓峻峭克服內聚力做功“破壞了金屬鍵”宏觀辨識與微觀探析證據推理與模型認知表面原子具有較高的能量（頂點＞棱＞面＞內），較小尺寸的納米顆粒整體具有更高的能量48.8%78.4%Q:大晶粒是否會自發分散成小晶粒？《課程標準》P4060晶體結構與能量：案例八

原子聚集與能量——納米晶體Q5：如何理解鉛的晶粒大小與熔點的關系？

卓峻峭聚集思想：單原子→納米微粒→宏觀物質61晶體結構與能量：案例八

原子聚集與能量——納米晶體Q6：如何理解納米金的粒徑與顏色的關系？

卓峻峭聚集思想單原子納米微粒宏觀物質量變引起質變結構決定性質62晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲Q1：CaCO3與CaTiO3晶胞結構相同嗎？

卓峻峭Ca2+Ti4+O2－63晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲Q2：如何認識CaTiO3晶胞結構？Q3：CaTiO3中的陰離子是？對比CaCO3Ca2+Ti4+O2－64晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲Q4：如何理解CaTiO3晶體結構？[TiO6]八面體共頂點形成三維結構[NaCl6]八面體[ClNa6]八面體65晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲——多面體多面體視角下的晶體結構圖3-20天然氣水合物示意圖P80P8166晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲——多面體多面體視角下的晶體結構P9167晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲——多面體多面體視角下的晶體結構68晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲——多面體多面體視角下的晶體結構Fe3O469晶體組成與結構：案例九

原子聚集與幾何拓撲——坐標Q5：如何寫出金剛石晶胞中原子坐標？位置序號坐標頂點/(0,0,0)面心/(0.5,0.5,0)/(0,0.5,0.5)/(0.5,0,0.5