第一篇：創新視角下的中國古代科技(教學設計)

創新視角下的中國古代科技

教學目標

1、知識目標

了解和掌握四大發明，并能認識科技發明對世界文明發展的貢獻。

2、過程與方法

通過不同情境的設置，引導學生主動探索思考：中國古代科技發展的原因、地位、發揮的積極作用和后來滯后的原因。

3、情感態度與價值觀：

了解和認識到中華民族的偉大智慧和對世界做出的巨大貢獻。弘揚自強不息的民族精神，激發對祖國歷史與科技文化的自豪感，逐步形成對國家、民族的歷史使命感和社會責任感，培養愛國主義情操。

二、知識重難點

1、重點：中國古代的科學技術成就

2、難點：（1）中國古代科技發明對世界文明發展的貢獻

（2）中國古代科技發展的原因

三、教學過程 導入：

每年的3月份，全國兩會都會成為國人關注的焦點，同學們有沒有在關注啊？全國人民代表大會中有一個重頭戲就是國務院總理作政府工作報告，我們來看一下，去年的政府工作報告中的高頻詞，今天我們要看一下這其中排名第六的高頻詞匯“創新”。追溯歷史，最能體現中國人民創新精神的就是曾長期走在世界前列的古代科技，今天就讓我們從創新的視角看中國古代科技。新課授學：

一、另辟蹊徑 獨創新意的造紙術

教師問：在同學們的印象中，是誰發明了紙？

蔡倫

（ppt）

教師：從這段材料中，同學們能得到哪些信息？

學生從材料中讀取信息

書寫材料：“竹簡”“縑帛”，分析缺點 書寫材料的變化體現了“創新” 問：蔡侯紙是不是最早的紙？ 引出西漢紙，對比西漢紙和蔡侯紙

最后得出蔡侯紙的優點 原料易得、造價低廉、便于書寫、便于攜帶和保存 通過地圖介紹造紙術的傳播時間及路線 探究活動 ：如果沒有紙，世界會怎么樣？（ppt）

從材料中引出造紙術的用途及影響。

二、繼往開來 精益求精的指南針

（ppt）

1.引導學生閱讀教材，并從“發明及演變過程”和“傳播”梳理知識點 2.分析指南針有哪些用途呢？

星辰，羅盤方位之星辰，今人泥此點穴。——謝和卿《神寶經》

“看風水”

“黃帝與蚩尤戰于涿鹿之野。蚩尤作大霧，兵士皆迷。于是作指南車以示四方，遂擒蚩尤而即帝位。”

——西晉崔豹《古今注》

“軍事”

鄭子取玉，必載司南，為其不惑也。——[戰國]《鬼谷子》

“采礦” 舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。——[北宋]朱彧《萍洲可談》

“航海”

三、引而伸之 觸類而長的火藥

1、從道士煉丹引入：煉丹術起源很早，《戰國策》中已有方士向荊王獻不死之藥的記載。漢武帝也妄想“長生久視”，向民間廣求丹藥，招納方士，并親自煉丹。從此，煉丹成為風氣，開始盛行。煉丹術流行了一千多年，最后在長生不老方面還是一無所獲，但“無意”間為火藥的發明準備了條件。

2、思考：怎么看待魯迅先生的這一段話

外國用火藥制造子彈御敵，中國卻用它做爆竹敬神；外國用羅盤針航海，中國卻用它看風水。

—魯迅（中國）

提出質疑，解答質疑（圖片）

思考2：火藥給歐洲帶來了什么影響？

沒有中國發明的火藥，歐洲人還得流淌更多的鮮血才能攻破中世紀的封建城堡。火藥和火器的使用，一方面有利于歐洲資產階級戰勝封建貴族，另一方面促進了歐洲采礦業和金屬制造業的發展。

—— 美

德克 · 海德 1.改變人類作戰方式：從冷兵器時代進入熱兵器時代。

2.對歐洲資產階級革命：成為資產階級戰勝封建勢力的重要武器。

3.促進冶金業的進一步發展

四、推陳出新 革故鼎新的印刷術 兩則材料

問題：據材料歸納雕版印刷術的不足是什么？

三費：費時、費力、費錢

過渡：如何解決這三費？引出畢昇及活字印刷術

新：變死字為活字 , 變死版為活版 三省：省時、省力、省錢

教師過渡：印刷術并未因為有了活字印刷術而停止

認識：中華民族是富有智慧和創造的民族

探究：印刷術的發明和進步對于世界文明有什么意義？ 材料：

“上帝至高無上的恩賜，使得福音更能傳揚。”

——馬丁· 路德 “歐洲文藝復興初期四種偉大發明的傳入，對現代世界的形成，曾起重要的作用。造紙術和印刷術，替宗教改革開了先路，并使推廣民眾教育成為可能。”

——卡特《中國印刷術的發明和它的西傳》

1、推進文化的普及，推動世界文明的進步；

2、為歐洲走出黑暗的中世紀及文藝復興的出現準備了條件。

李約瑟說:“在上古和中古時代，中國科學技術一直保持著一個讓西方望塵莫及的發展水平，中國的科學發現和發明遠遠超過同時代的歐洲，已被證明是形成近代世界秩序的基本因素之一。” 思考：中國古代科技長期發達并世界領先的原因是什么？

（政治、經濟、文化、對外政策等角度思考）

（1）政治：專制主義中央集權制度的確立，國家長期統一，社會穩定

（2）經濟：中國古代社會生產力的發展，這為科技的進步提供了經濟基礎。

（3）對外：清朝以前，長期實行對外開放政策（4）文化：教育的發展，培養大批人才；

（5）中華民族富于智慧和創新精神，科學家的探索精神。思考2：是什么使中國近代科技落伍？

封建專制制度;自然經濟占統治地位；傳統儒家思想;重農抑商政策、科舉制度；實行閉關鎖國等等.課堂小結：古代的輝煌，近代的沒落，回到今天，回到兩會，我們可以看到李克強總理在近幾年的報告中不斷的提到“創新”。2015年李克強總理在政府工作報告提出：“大眾創業，萬眾創新”；2016年李克強總理在政府工作報告提出：“創新要擺在國家發展的核心位置”。有了這樣的土壤，相信未來的中國一定能再創古代科技之輝煌。

第二篇：《中國古代科技》教學設計與實施

欲求超勝必須會通

——《中國古代科技》教學設計與實施

徐永琴

—、設計思路

筆者在2016年津蘇皖粵“科技史教學”同課異構暨《史學閱讀與微課設計》項目總結活動中承擔了“中國古代科技”的公開教學任務。關于本課的教學內容，課標只是籠統地提出“概述古代中國的科技成就”而人教版必修三教材中選擇了四大發明、數學、天文學、農學、醫學五個方面，雖然篇幅較長，但內容淺顯，學生易于接受。

筆者初步設想，以一位歷史人物為切入口，通過生動有趣的歷史細節，以點帶面，梳理中國 古代科技的一些發展情況，并向學生傳遞一種正確對待我國古代科技乃至文化的態度。朱維錚在《走出中世紀》中介紹的“西學東漸”背景下的徐光啟，便是這樣一個人物。徐光啟是上海人，離筆者上課的學校很近，會給學生一定的親近感;他又是一個全能的科學家，其成就涵蓋中國古代科技的多個方面;他提出的“欲求超勝，必須會通”思想，是從實際出發，兼取中西文化之長，創造中國新文化的典范，這對今天仍有現實意義。為此，我進一步查閱了有關徐光啟的一系列學術論文，還閱讀了張傳璽的《中華文明史》、吳國盛的《科學的歷程》、胡化凱的《中國古代科 學思想二十講》、張豈之的《中國歷史十五講》、江 曉原的《科學史十五講》、杜昇云等的《中國古代 天文學的轉軌與近代天文學》、張培瑜等的《中國古代歷法》等一系列專著,最后確定以徐光啟與 《幾何原本》、徐光啟與《崇禎歷法》、徐光啟與“紅夷大炮”三個方面作為本課的教學內容。

二、教學設計與實施

【導入】根據國際數學教育委員會網站2015 年6月16日公布的信息，上海市獲得了 2020 年第14屆國際數學教育大會的舉辦權。國際數學教育委員會稱，此次大會選擇在上海召開，還 與上海的一位古人有關，他就是明朝末年的徐光啟。

【設計意圖】以現代之事引出古代之人，既增 強了古今之間的時空溝通,又直接導入本課核心 人物一徐光啟的數學成就:翻譯《幾何原本》。

【教師講述】1607年,徐光啟與意大利傳教 士利瑪竇合作翻譯了《幾何原本》前六卷，也就 是平面幾何部分。我們現在一直在使用也習以 為常的幾何、點、線、面、直角、鈍角、銳角、內切圓、平行線等術語,都是徐光啟在400多年前翻 譯時首創的。

全書的主導思想是通過邏輯推理把整個內 容貫穿起來,基本上形成一個今天看來不很嚴謹 的邏輯演繹系統。就是說《幾何原本》中的每一題 都要通過邏輯論證，用以肯定題斷的正確性。

——李迪:《〈九章算術〉與〈幾何原本〉〉

【教師講述】從材料我們可以看到，《幾何原本》的主要特點是通過邏輯推理、邏輯論證，形成公理化的邏輯演繹體系。我們知道，我國的傳統數學是以《九章算術》為代表的。

《九章算術》例題：甲渠侯鄣：

大黃力十石弩一，右深強一分，負一筭，八石具弩一，右弭失，負一筭，六石具弩一，空上蜚，負一筭，六石具弩一,衣不上，負一筭，塢上望火頭，三不見所望，負三筭，塢上望火頭，二不見所望，負二筭，口泚字不清扣弦一脫，負二筭；

凡負十一筭。

【教師講述】一位駐守邊防的指揮官，參加業務考核時，因成績不良而被處罰。《九章算術》 據此設計了這樣一道題。變為現代形式就相當 于：（-1 +(-1)+(-1 +(-1 +(-3 +(-2 +(-2 =-1

1【設問】與《幾何原本》相比，中國傳統數學有何特點？（參考答案:實用性；以計算為主，不 講邏輯論證。

他批評傳統數學“僅僅具有其法，而不能 言其立法之意”。如中國人很早發明了三角形的勾股求法，但“言大小勾股能相求者..不言何以必等能相求也。”“言理不言故”這正是經驗型科學的根本缺陷。

——于化民:《徐光啟科學思想的基本特征》

【設問】材料揭示了我國傳統數學的什么問題？

（參考答案:屬于經驗性科學,缺少分析和理論概括。）

【教師講述】比如，中國人很早就知道三角形的勾股求法，但從來沒有深究這種求法的 因。后來,徐光啟專門寫了一本《勾股義》，用西方邏輯演繹的方法來論證我們的傳統數學。這本《勾股義》為明清興修水利提供了理論基礎。

徐光啟認為，《幾何原本》不同于中國傳統數學：能令學理者祛其浮氣，練其精心;學事者資其定法，發其巧思，故舉世無人不當學……欲其心思細密而已。

——徐光啟:《幾何原本雜議》

【設問】徐光啟為什么說舉世無人不當學 《幾何原本》？（參考答案:它能改造人的思維。）

【設計意圖】通過中西比較及徐光啟對傳統數學的反思，強調《幾何原本》的引進，不但開辟了一個新的科學領域，也開辟了一種與中國傳統大不相同的思維方式，這就是學習中的創新。

“象數之學，大者為歷法，為律呂；至其他有 形有質之物，有度有數之事，無不賴以為用，用 之無不盡巧極妙者。”……他由此得出結論說: “凡物有形有質，莫不質于度數故耳。”

——于化民:《徐光啟科學思想的基本特征》 師生共同理解、分析“凡物有形有質，莫不 質于度數故耳”的意思。（參考答案:世界萬事萬 物，無不表現為一定的數量關系。）

【教師講述】世間萬物都可表現為某種數學函數關系——徐光啟的這一深刻思想的精義是 以數學方法分析認識物質世界。通過客觀事物的具象，依賴抽象的邏輯思維去發現自然界的內部聯系和客觀規律。這就與以牛頓為代表的 歐洲近代科學家，努力探索以數學語言表達自然哲學的可能，有異曲同工之妙。

徐光啟……在長期系統的觀察和實驗的基 礎上，能把數學化置之于首要地位，從而獨立地在中國摸索到了近代科學的邊緣。

——何兆武:《明清之際中國人的科學觀 ——以徐光啟為例》 【設計意圖】把徐光啟的貫穿一切科學普遍性的數學原理的思想，與半個多世紀后牛頓的 《自然哲學之數學原理》相比較，引導學生認識徐光啟為中國古代數學的創新發展做出的貢獻。

昔人云“鴛鴦繡出從君看，不把金針度與 人”吾輩言幾何之學，正與此異。因反其語曰： “金針度去從君用，未把鴛鴦繡與人，……其要 欲使人人真能自繡鴛鴦而已。

——徐光啟：《幾何原本雜議》

【過渡】徐光啟把《幾何原本》比作“金針”，有了這根“金針”就能繡出科學的“鴛鴦”，他就借用西方《幾何原本》這根“金針”創造性地繡 出了《崇禎歷書》這一科學“鴛鴦”的。

【設計意圖】不僅自然過渡到徐光啟在天文學方面的成就;而且明確《崇禎歷書》是在《幾何原本》思想指導下制定的，真正體現數學“不用為用，眾用所基”的功能。

【教師講述】崇禎是明朝最后一位皇帝，他統治時期正值明朝內外交困之際，內有農民起義風起云涌，關外有滿洲八旗鐵蹄的入侵，為什么要在這時修改歷法呢？

崇禎二年五月欽天監所報日蝕再一次失驗，而徐光啟用西洋方法預測曰蝕卻相當準確。崇禎皇帝看到了這一現實。同年九月一日，崇禎皇帝下詔開設西洋歷局，決定引進西洋歷法，修改《大統歷》。

——王燕軍:《崇禎與自然科學》

【教師講述】改歷的原因是“欽天監所報日蝕再一次失驗”這就涉及古代天文歷法的兩大用途，一是“敬授民時”指導農業生產；二是為帝王探知“天意”古人認為，天文異象如日月蝕、彗星的出現，是各種災難如政變、篡權等的先兆。自古以來，各朝各代常設欽天監,其負責人需就天文異象的出現向皇帝作秘密報告，對此采取相關措施。如果這“通天”秘事把握不了，皇帝“天子”的身份就會受懷疑。

【教師講述】明代自開國后，一直使用《大統

歷》，《大統歷》實即元代郭守敬制訂的《授時歷》。

學生閱讀謀本，了解《授時歷》的相關知識。【教師講述】元代天文學達到了一個高度，郭守敬之后的中國古代天文發展出現了停滯局面，一方面《授時歷》滿足了當時社會的需要，另一方面當時天文觀測所能達到的精度，基本上是裸眼觀測的極限。由保存下來的明代復制的郭守敬的簡儀看，百刻環上每一刻又細分為36等份，整個圓周劃分達到3600份，意味著刻度精度達到10分，對于青銅儀器來說，很難再繼續提高觀測精度。如果沒有新的天文學要求，沒有革命性的新天文儀器，明代天文學的停滯局

面就可以理解了。

【設計意圖】讓學生了解中國古代天文學的發展情況及其發達的原因。

【教師講述】但是，隨著時間的推移，《大統

歷》的誤差漸漸加大，對于歷法出現誤差問題，徐光啟是這么看的：

守敬之法,今日之所謂差，當時之所謂密也。——徐光啟：《月食先后各法不同緣由及測驗二法疏》

歷自漢迄元一干二百五十年，凡六十八改

謂古法良是，后來失傳誤改者，皆謬論也。

——徐光啟:《測候月食奉旨回奏疏》 漢以前差以日計，唐以前差以時計,宋元以來差以刻計，今則差以分計;必求分數不差，宜待后之作者。

——徐光啟：《月食回奏疏》

欲求超勝，必須會通。

——徐光啟：《歷書總書目》

【設問】從上述言論中能看出徐光啟怎樣的歷史進步觀？（參考答案:文明是不斷進步的，今勝于昔、后勝于今是歷史發展的必然;充分吸收

和利用前人的成果,這是文明進步的偉大原則；

欲求超勝，必須會通。）

【設計意圖】通過材料，明確徐光啟既反對復古與崇古的傳統思想，認為科學是不斷進步的;也不盲目崇洋,認為西洋歷法也不能做到分數不差。他認為近幾十年所定的西洋歷法應比350多年前的《授時歷》進步，要修成一部比前代更好的歷法，在當時的情況下，必須做好會通中西的工作，也就是必須汲取古今中外的一切成果，既有繼承，又有創新。因此他積極引進西法,與在華傳教士湯若望等一起制定《崇禎歷書》。

采用了丹麥天文學家第谷(1 546—1 601年)的宇宙體系。這是介于哥白尼的日心系和托勒密的地心體系之間的一種調和性體系……這就使《崇禎歷書》必然要用幾何學的計算系統，于是也就與……代數學計算系統的中國傳統歷法區別開來。

——劉鴻亮:《徐光啟對〈崇禎歷書〉的編譯與其實際成效的問題研究》

【設問】《崇禎歷書》有哪些創新之處？（參考答案：宇宙體系上采用折中托勒密地心說與哥白尼日心體系的第谷學說；改變傳統數學研究方法,采用幾何學計算方法，將幾何學、三角學，包括平面三角和球面三角，用于天文學預測與研究中。）

【教師講述】古希臘天文學托勒密的地心說在歐洲統治天文學達1400多年的。1543年，哥白尼在猶豫躊躇30余年后，臨終前出版了其不朽的巨著《天體運行論》，向世人宣布日心說。從曰心說邏輯上說，如果地球繞日旋轉，在地球上必定能觀測到恒星的周年視差。哥白尼生前曾做了較長時間的觀測，均未成功，其他人的努力也都以失敗告終，現在我們知道主要是當時望遠鏡的精度不夠。

丹麥天文學家第谷堅持觀測20年,試圖尋 找恒星的周年視差，以判斷“日心說”和“地心說”誰是誰非，最終未能發現。不過通過觀測，第谷發現了行星繞太陽運轉。他崇敬哥白尼，但沒有確鑿的直接證據，因此沒有接受日心說。于是他于1582年提出了介于托勒密和哥白尼體系之間的一個折中的宇宙模型，稱之為第谷宇宙模型一認為地球靜止不動居于宇宙中心，月亮、太陽繞地球轉動，形成月亮和太陽以地球為 圓心的圓運動；水星、金星、火星、木星、土星繞 太陽旋轉，同時隨太陽一起繞地球轉動,從而形 成五大行星以太陽為圓心的圓運動。

【設問】“日心說”最終取代了“地心說”，那 么“地心說”是屬于科學的范疇嗎？（參考答案： 屬于。）

【設計意圖】在我們平時的語境里“科學” 是絕對正確的。其實，科學是一個不斷進步的過 程，今天“正確”的結論，隨時都可能成為“不正確”。我們判斷一種學說是不是科學，不是依據它的結論在今天正確與否，而是依據它所用的方法、它所遵循的程序。通過師生、生生間的探討，讓學生認識：科學也有它自身的發展歷史，盡管中國古代天文歷法在內的古代科學存在諸多的問題，但是，它所呈現出一條科學進步的軌跡不容忽視。

【教師講述】我們從徐光啟的研究方法上，就能看出中國古代天文學的科學內涵：

歷局在中國第一次使用了人類歷史上新發明的望遠鏡；從伽利略在西方使用望遠鏡觀測天象到徐光啟在中國使用，其間不過30年左右。這一創舉不但是中國科學史上值得大書特書的一件事，同時也表明了徐光啟本人對于科學觀察與實驗手段的極端重視。

——何兆武:《明清之際中國人的科學觀——以徐光啟為例》

【教師講述】徐光啟不但引進并應用望遠鏡，還利用主管欽天監工作的便利，領導制造了中國最早的一批望遠鏡。用傳統方法解決不了的問題在運用望遠鏡后，都輕松地得到了答案。在1629年防御后金軍隊進攻時,徐光啟還曾用望遠鏡窺敵。徐光啟對待科學不唯上，不唯書，不拘守前人的定論，不滿足于聽別人的現成報告，提倡親自動手，一切從實際觀測的結果出發。代表當時中國天文學最高水平的《崇禎歷書》得以完成，實在與徐光啟倡導的這種嚴謹求實的科學精神密不可分。

徐光啟修《崇禎歷書》的緣起是《大統歷》在曰月交食上的預報失誤，因此，能做到對日月交食上的準確預報，對于朝廷方面來說是可以過關了，但是作為改歷創議者和實施者的徐光啟并不滿足于僅能對日月交食上的準確預報上：

今所求者，每遇_差，必尋其所以差之故；每用一法，必論其所以不差之故。窮極原本，著為明白簡易之說，使一覽了然，萬世之后，人人可以從事;遇有稍差，因可隨時隨事，依法修改。

——徐光啟：《條議歷法修正歲差疏》

【設問】徐光啟在修歷中強調“求其故”的目 的是什么？（參考答案:知其所以然處，然后歸納 為自然界的普遍原理；把這一普遍原理作為“金 針”度與后人。）

【教師講述】在天文學上，徐光啟之所以強調“求其故”,也是希望能夠把“金針”度與后人。

因為在他看來，掌握了所以然之故，就等于掌握 了天文學研究的金鑰匙。但是，在對世界缺乏基本了解的明末社會大環境下，一些保守人士在歷書編撰過程中就與徐光啟反復爭論，維護中 國道統，反對利用西洋天文學修歷。《明史?歷志》中保留了當時8次較量的記錄。這些較量有 著共同的模式：雙方各自根據自己的天文學方法預先推算出天象出現的時刻、方位等,然后再在屆時的實測中看誰“疏”誰“密”。這8次較量的結果竟是8:0—中國傳統天文學方法“全軍覆沒”。其中3次發生于《崇禎歷書》編成之前,5次發生于編成并“進呈御覽”之后（此時徐光啟 已經病逝。到第7次時即1643年，崇禎帝“已深知西法之密”。最后一次較量的結果使他下了決心，下令頒行天下。可惜此時明朝的末曰來臨,詔令也無法實施了。崇禎皇帝修“老黃歷”的目的是要挽回早在民間淪喪的“天子”威嚴，但是,一部更先進的歷法頒布時，他卻喪失了大明江山,歷史真的讓人回味！清朝入關后，湯若望對《崇禎歷書》略作修改后獻給清王朝，清朝把它作為“天命轉移、乾坤再造”的象征物頒行于全國，是為《時憲歷》。

【設計意圖】在“欲求超勝，必須會通”思想 的指導下，徐光啟對傳統經驗性科學的創新提 高到了理論的高度，但是徐光啟的思想沒有繼續發揮其對近代科學的催生作用，則要歸咎于他所處的社會環境，讓學生感悟社會環境對科 學發展的制約因素。

過渡：與《崇禎歷書》有相似結果的，還有徐 光啟極力引進、積極仿制的“紅夷大炮”。

【教師講述】紅夷大炮是當時西方先進火器 之又稱西洋大炮。由荷蘭殖民者帶入我國，明朝人稱荷蘭人為“紅夷”，故將此類大炮稱為 “紅夷大炮”。

中國是火藥和火器的故鄉。唐末火藥用于軍事，最早的火藥武器有巨竹筒為槍身的突火槍、火箭、火炮等，宋朝戰事頻繁,軍事上廣泛使用火藥。

南宋高宗末年，名將虞允文在采石磯以1.8 萬人的軍隊大敗17萬金兵，最終奠定了南北二 朝對峙的局面。賴以制勝的武器喚作霹靂炮，就是用竹筒盛混合瓷屑的火藥的爆炸性火器。

金朝屢吃大虧，很快向敵人學習，研制出用鐵 殼盛火藥的震天雷，用拋石機發射，作為攻堅利 器，差點滅亡了南宋,幸虧有成吉思汗的蒙古騎兵 在背后夾擊，才讓南宋茍延殘喘了半個世紀。

早期政權間的軍備競賽促進了中國火藥武器的發展。后來，火藥和火器經阿拉伯人傳到歐洲，歐洲人開始仿制東方的金屬管形火器。此時正是歐洲資本主義萌芽和資產階級興起之時，他們為了打穿騎士階層的盔甲，摧毀封建城堡歐洲，不斷改進金屬管形火器的結構和性能，推陳出新，讓火器日益精良，終于打敗了封建主，建立了自己的統治。

而此時，火藥和火器的故鄉——中國，與西

方同時期火器的發展相比已形落后。

【設計意圖】通過生動有趣的故事細節，介紹中國火藥及火藥武器的發展和外傳，激發學生的學習興趣。以火藥和火藥武器在歐洲資本主義戰勝封建主義中的作用，激發學生的民族自豪感，并進一步理解“會通”與“超勝”的關系。

16世紀當歐洲傳教士把西方火器知識帶進中國時，馬上引起了徐光啟的關注。當明朝與滿洲進行了幾次大戰，明軍雖然擁有八旗軍所沒 有的傳統火器，但粗制濫造，且施放技術不嫻 熟，在八旗軍風馳電掣的沖擊面前往往敗北。徐 光啟上疏萬歷皇帝：臣竊見東事以來，可以克敵制勝者，獨有神 威大炮1器而已。

——徐光啟：《西洋神器既是其益宜

盡其用疏》

【教師講述】1620年徐光啟被委以練兵事務，他首先派人到澳門購買當時世界上最先進的“紅夷大炮”,在澳門葡萄牙商人的協助下，買得四門紅夷大炮，并帶回四名葡籍炮師。但是廣 州地方官認為，靠西洋武器護國，不正說明自己的無能，此舉失宜。經多方交涉才準許四門大炮入境，四名葡籍炮師被遣返回澳門。

1621年遼東戰局急劇惡化，購買西洋火器又提上議事日程，在澳門當局的積極配合下，1623年購得的26門紅夷大炮運抵北京,但是在葡人教演過程中發生了爆炸事件，部分官員便抓住這次事故，聲稱它證明澳門葡人早有征服中國的預謀，所有葡人全部譴返。但還是有火炮送到了關外前線，天啟六年(1626年)，努爾哈赤率八旗兵圍攻寧遠（今遼寧興城)，當時明軍在關外的最后一個要塞。明軍利用紅夷大炮給金軍以重創。袁崇煥一戰成名。此戰是滿洲發動侵明戰爭以來遭到的第一次重大挫折，努爾哈赤對此非常憤懣,最終郁忿成疾，不久便死去。寧遠之戰,紅夷大炮發揮了異常的作用，從此聲名鵲起,激起了中國人購買和仿制的熱情。

西洋造臺用銃，多有巧法，毫厘有差，關系 甚大”,必須薦舉“深心巧思，精通理數者”，才能制出精良的火炮。

——劉鴻亮:《明清時期紅夷大炮的興衰與兩朝西洋火器發展比較》

【設問】徐光啟之前翻譯的《幾何原本》，對 他造炮有何影響？（參考答案:成為他制炮用炮 的重要數學依據之一。）

以往，引進西洋火器，只知道依葫蘆畫瓢地 進行仿造，結果多不得法,不是爆炸就是性能低

下，而今懂得了 ： “西洋鑄造大銃，長短大小，厚 薄尺量之制，著實慎重……必依一定真傳，比照度數，推例其法，不以尺寸為則，只依銃口徑為則。

——李映發:《明末對紅夷炮的引進與發展》【教師講述】中國兵器家懂得了“不以尺寸為則，只依銃口徑為則”就能變被動為主動地進 行仿造：“比照度數,推例其法”就能設計和制造出多種多樣的新式火器。這種按比例計算各項 數據而進行設計和制造的科學方法，對于我國古代火器的發展具有定的推進意義，使其制造 工藝臻于完善。

【設計意圖】建立“紅夷大炮”與《幾何原本》 間的內在聯系，讓本課三大主要內容不顯孤立。

【教師講述】在積極造炮的同時，徐光啟還組建了一支用西洋火器裝備為主的火器營，以 提高明軍的戰斗力。地點就選在登州（山東蓬 菊，他的學生在這里訓練軍隊。這支部隊雇傭 葡萄牙人傳輸技術，用紅夷大炮做裝備,一度成 為明朝裝備最精良的部隊。登州一時成為全國 裝備最精良的軍事前沿，中國火器鑄造演練的 中心。

但是此時的朝中有人非常看不慣徐光啟，要給他點顏色看看，所以他們就克扣登州的軍糧，最終導致兵士叛亂，后來這些叛亂軍士全部投降滿洲，為滿洲提供了不可多得的精銳武器 裝備和制炮技術，使雙方的軍事力量發生了很大化。徐光啟憂憤滿腔，決心退出軍事舞臺，專心從事于《大統歷》的修訂工作。

然而，清軍反而享受了徐光啟引進紅夷大炮之利。正所謂戰敗的軍隊善于學習吧,清軍在這方面很快“超勝”，且一入關就用改良后的紅衣大炮，把大順軍隊炸得陣腳大亂。此后入主北 京的清廷,驅使大軍南征，都是以紅夷（衣）大炮作為轟破南明政權堅城的利器。

徐光啟在明亡前11年就去世了，他不曾料想，他認定可以讓明帝國起死回生的西洋技術，怡好都走向反面，在某種程度上加速了帝國的 滅亡。而他力主引進的軍事技術，乃至他主持的歷法改革，到頭來都被清朝用作統治全國的工具。

但是，隨著戰事的熄滅，清王朝開始推行輕 視火器研制和閉關鎖國的政策，扼殺了火器研制者的創造精神，隔斷了東西方火器理論與制造技術的交流渠道，從而使中國的火器研制業 每況愈下，而此時歐洲的火器理論與制造技術 又邁上了一個歷史發展的新臺階，這種狀況一 直持續到第一次鴉片戰爭時都沒有改變。

【設計意圖】通過中與外、明與清、清朝前 后間的對比，讓學生明白，一個民族在科技上不再有傳承與創新的能力，這個民族必將走向衰弱；一個民族要持續發展，必須在繼承傳統 的基礎上，吸收古今中外的一切文明成果，提升 創新能力。這就是徐光啟強調的“欲求超勝，必須會通”。

【作者簡介】徐永琴，中學高級教師，江蘇省昆山 中學歷史教師，主要從事教學管理和歷史 教學工作。

（本文摘錄自：徐永琴：《欲求超勝必須會通——〈中國古代科技〉教學設計與實施》，《歷史教學》，2016年第23期，第33-39頁。如有侵權，請聯系小編刪除。）

第三篇：中國古代科技

中國古代科技

1．造紙術

（1）西漢先后出現絮紙和麻纖維紙。甘肅天水放馬灘出土的繪有地圖的紙，是目前世界上所知最早的紙。

（2）東漢宦官蔡倫于105年改進造紙術，制造植物纖維紙。

（3）造紙術6世紀傳到朝鮮、越南和日本，8世紀傳到中亞，并經阿拉伯人傳到非洲和歐洲。2．印刷術

（1）隋唐已有雕版印刷的佛經、日歷和詩，現存世界上最早的雕版印刷品是868年我國印制的《金剛經》卷子。

（2）五代有了雕版印刷的整部書籍。

（3）宋代雕版印刷業很發達，刻印的書，字體工整，裝訂精美。11世紀中葉，北宋畢升發明活字印刷術，比歐洲早400年。

（4）元朝出現錫、木活字。后來又有銅、鉛活字印書。

（5）活字印刷術發明后，向東傳入朝鮮、日本，向西傳入埃及和歐洲，改變了當時歐洲只有僧侶才能讀書和受高等教育的狀況。3．指南針

（1）戰國時期發現磁石指南特性，發明“司南”。

（2）北宋已會使用磁針指南，后來把磁針裝在羅盤上，制成指南針用于航海。

（3）南宋時指南針傳到印度、阿拉伯、波斯等國，促進了各國航海事業發展，并為新航路的開辟和實現環球航行提供了重要條件。4．火藥

（1）唐朝時《真元妙道要略》一書最早提到了火藥，唐末火藥開始用于軍事。

（2）北宋時火藥已廣泛在軍事上使用，東京設立“廣備攻城作”，制造火藥和火器；宋仁宗時成書的《武經總要》記載了許多火器的制作方法。

（3）南宋時發明了“突火槍”，管形火器的出現，開創了人類作戰史的新階段。

（4）金的火器制造業比較發達，所制的“震天雷”、“飛火槍”威力很大。金的軍隊用這兩種火器打退了蒙古軍隊的進攻，取得局部勝利。

（5）我國發明的火藥在13世紀中期傳入阿拉伯，后來又由阿拉伯傳入歐洲。

（二）中國古代的天文歷法成就

（1）夏朝：歷法“夏小正”，載有一年中各個月份的物候、天象、氣象和農事情況。

（2）商朝：干支紀日法是商朝歷法最大成就，它是世界上延續時間最長的紀日方法。商朝甲骨文保留了我國最早的日食、月食和新星記錄。

（3）春秋：留下世界公認的關于哈雷彗星的最早記錄，比歐洲早670多年。歷法已經形成自己固定的系統，基本上確立了十九年七閏的原則，比歐洲早160年。

（4）戰國：《甘石星經》是世界最早的天文學著作；人們還測定了一年的季節。

（5）西漢：武帝時制定“太初歷”。前28年西漢關于太陽黑子的記錄是世界最早的太陽黑子記錄。

（6）東漢：張衡發明了渾天儀和地動儀（比歐洲早1700多年）。

（7）隋唐：①隋朝天文學家劉焯編制的《皇極歷》，創立了計算日月運行的新方法，是當時最先進的歷法。②唐朝天文學家僧一行，在《皇極歷》的基礎上制定的《大衍歷》，比較準確地反映了太陽運行的規律，系統周密，表明中國古代歷法體系的成熟。③一行還是世界上用科學方法實測地球子午線長度的創始人。

（8）元朝：元初設立太史局編制新歷法。郭守敬改進了簡儀和圭表，主持全國范圍的天文測量，編《授時歷》年周期與現行公歷同，但早于現行公歷300年問世。

（三）中國古代的數學成就

（1）西周：商高講過“勾三股四弦五”這一勾股定理特例，載于《周髀算經》。（2）春秋：九九乘法表。

（3）西漢：劉歆推算圓周率為3．1547。

（4）東漢：《九章算術》是當時世界上最先進的應用數學。（5）三國：劉徽運用極限理論，提出計算圓周率的正確方法。

（6）南朝：祖沖之精確地算出圓周率是在3．1415926～3．1415927之間，這一成果比歐洲早一千年。他還為《九章算術》作注。又著《綴術》等書。

（7）唐朝：著名數學家王孝通撰寫的《緝古算經》，首次提出三次方程式正根的解法，能解決工程建設中上下寬狹不一的計算問題，是對古代數學理論的卓越貢獻，比阿拉伯人早三百多年，比歐洲早六百多年。

（8）明代：數學家程大位編著《算法統宗》，奠定了后世珠算法基礎。

（9）清代：蒙古族數學家明安圖推出“割圓九術”，將其研究成果整理成《割圓密率捷法》。他用解析幾何方法把三角函數和圓周率的研究提高到一個新的水平。

（四）中國古代的醫學成就

（1）商周：已有豐富的醫藥學知識。

（2）戰國：扁鵲是當時的名醫，后代醫家奉之為“脈學之宗”。他發明的“四診法”成為中國中醫傳統的診病法。醫學分科。有著名的醫學著作《內經》。

（3）西漢：戰國問世，西漢編定的《黃帝內經》是我國現存較早的重要醫學文獻，奠定了祖國醫學的理論基礎。西漢馬王堆漢墓出土的帛書《醫方經》記載了幾百個藥方。

（4）東漢：《神農本草經》是中國第一部完整的藥物學著作。張仲景的《傷寒雜病論》是后世中醫的重要經典，后人稱張仲景為“醫圣”。華佗擅長外科手術，被譽為“神醫”。他發明的麻沸散比西方早1600多年。

（5）隋唐：①我國的一些外科手術，如拔牙、血管結扎等，是世界上最先進的。②隋朝太醫巢元方的《諸病源候論》，是古代醫學史上探討病因、病理內容最豐富的一部著作。③唐朝杰出醫學家孫思邈著的《千金方》，全面總結歷代和當時的醫學成果，有許多創見，在我國醫藥學史上占有重要地位。④吐蕃名醫元丹貢布編著的《四部醫典》，在國內外有重要影響。⑤唐高宗時編修的《唐本草》，是世界上最早的、由國家頒布的藥典。

（6）北宋：①醫學以小兒科、產科和針灸科最著名。②《小兒藥證直訣》為我國古代重要的兒科著作。③《十產論》是著名的產科著作。④針灸學家設計了便于醫術學習的針灸銅人模型。⑤《洗冤錄》是南宋法醫學家宋慈所著，它是世界上第一部法醫學書籍。⑥王安石變法時設太醫局，局內辦有醫學校。

（7）明朝：李時珍的《本草綱目》記載藥物一千八百多種，方劑一萬多個，全面總結了16世紀以前的中國醫藥學，被譽為“東方醫藥巨典”。

（五）中國古代的地理成就

（1）《周易》一書首先提出了“地理”名稱。

（2）戰國時期的《山海經》反映了那個時期人們對中外地理的認識。

（3）西晉裴秀繪制出《禹貢地域圖》，提出繪制地圖的6項原則，即“制圖六體”。這一理論一直沿用到明末。

（4）北魏地理學家酈道元作《水經注》，是一部綜合性地理著作。（5）明代徐弘祖的《徐霞客游記》是一部地理學巨著，書中對石灰巖溶蝕地貌的觀察和記述，早于歐洲約兩個世紀。

（六）農業、手工業論著（1）《齊民要術》：北魏賈思勰著，是現存一部最早、最完整的農書。（2）《夢溪筆談》：北宋沈括著，是我國科學發展史上的珍貴遺產。

（3）《農政全書》：明末徐光啟著，論述了農學理論，并介紹了歐洲的水利方法，是我國古代優秀的農學著作。（4）《天工開物》：明末清初的科學家宋應星所著，被后人譽為“17世紀中國工藝百科全書”。（5）《河防一覽》：明朝潘繼馴所著，總結了我國古代治理黃河水患的經驗。

（七）中國古代領先世界的科技成就

（1）先秦：商朝有了世界上最早的日食和月食記錄。春秋魯國天文學家留下世界上關于哈雷彗星的最早記錄。戰國甘德、石申的《甘石星經》是世界上最早的天文學著作。

（2）秦漢：編寫于前1世紀的《周髀算經》比西方早500年提出勾股定理的特例。西漢《九章算術》有些內容是世界上最先進的。張衡的地動儀是世界上最早測定地震方位的儀器，比歐洲早1700多年。

（3）三國兩晉南北朝：祖沖之在世界上第一個把圓周率準確到小數點后七位數，比歐洲早1100多年。

（4）隋唐：趙州橋是現存世界上最古老的一座石拱橋。僧一行在世界上第一次測量子午線。唐太宗時辦了分科較細的醫學校，比西方早200年。《唐本草》是世界上第一部由國家編定和頒布的藥典，比歐洲早800年。《金剛經》卷子是現存世界上最早有確切日期的雕版印刷品。

（5）宋元：畢升發明活字印刷術，比歐洲早400年。發明了指南針并用于航海。唐宋時發明了火藥和火藥武器。沈括的“十二氣歷”比英國早800年。郭守敬的《授時歷》比現行公歷確立早300年

第四篇：性別視角下的中職學校聲樂教學創新

性別視角下的中職學校聲樂教學創新

我國當代教育所面臨的性別困境，可概括為：忽視性別的教育并未消除教育領域的性別不平等，而重視性別的教育又難以突破傳統的束縛。這種兩難境地的形成，主要源于我國教育傳統的影響，即忽視性別差異的教育傳統與重視性別差異的教育傳統[1]。中職學校的學前教育等專業，女生占比遠遠大于男生，但是很多教師在教學實踐中并不重視女生的生理、心理等特質，結果導致教學效果不盡如人意。

1.因性施教是因材施教、以生為本等現代教育理念的重要組成部分

調查顯示，我國的中職學校在讀生一般處于14-16歲的年齡段，生理、心理都處在發育、發展階段，不少同學已經擁有初步的社會性別意識。然而由于專業能力、認知水平等的局限，很多聲樂教師尚不能夠比較清晰地認識到女生在聲樂學習上與男生的多種差異，因而也無從采取適合女生特質的因材施教和個性化教學。

中職女生多處于14-16歲的年齡段，身體結構、機體組織、心理認知等都處于發育、發展的重要階段。研究證實，這年齡段的女生正處于變聲期，支撐其聲樂學習的共鳴器官，包括頭腔、口腔、鼻腔、喉腔、胸腔、腹腔等都在生長發展之中，尤其是聲帶等尚未完成完全發育，聲帶張力及其候肌、腹肌等肌肉的張力均不夠強，這些局限導致其歌唱的持久性和耐力明顯不夠，聲樂教學方法如若不當容易對其聲帶等器官造成傷害。同時，這個年齡段的女生在心理上也有其特點，比如不少女生（尤其是來自農村或者性格內向的女生）對在大庭廣眾之下唱歌有羞澀感、緊張感、恐懼感，而同年齡段的男生在這方面則從容很多，因而需要聲樂教師通過專門的方式方法來幫助女生消解這些學習障礙。

在中職學校的音樂教學中，聲樂教學占有非常重要的地位[2]。從就業市場看，中職學前教育類專業的女生畢業后主要面向幼兒園師資等崗位就業，聲樂素養是其重要的職業能力。如果不能在學校階段幫其打下正確的、堅實的專業基礎，勢必影響其順利發展。為了全面促進中職女生在聲樂等方面的健康發展，教師必須自覺重視男生與女生之間的性別差異，在訓練方法、教學內容、考評模式等環節體現因性施教等理念。

2.探索適應中職女生全面發展的聲樂訓練體系

針對中職女生正處于發育期、變聲期這一特殊狀況，聲樂教師應采取區別于成人的教學方法，必須因材施教，因人而異。教師應了解變聲期階段的學生的心理和生理特點，針對不同階段的學生采取適當并形象的教學方法，達到聲，氣，字的統一，調動和激發學生學習聲樂的興趣，以此來提高教學質量[3]，同時在教學中還要自覺地、科學地結合女生的身心狀況，全面探尋正確的聲樂訓練手段。

（1）加強聲樂基礎能力教學，提升女生對聲樂藝術的理性認識

聲樂教師首先要樹立正確的教育觀，正確認識基礎能力培養的重要價值，在教學中始終重視聲樂基礎知識的傳授，強調女生對聲樂藝術的理性認識、全面認識，從歌唱姿勢到呼吸、從咬字吐字到發聲技巧訓練、從歌唱語言表達到歌曲分析等，為其更深層次的專業學習打下堅實的基礎。

（2）強化科學的發聲練習

對于初學聲樂的學生來說，建立正確的聲音觀念很重要，發聲練習是訓練咬字和建立良好的聲音狀態的關鍵，為聲音的發展打下了良好的基礎，它可以訓練咬字吐詞的清晰，可以訓練聲音的靈巧彈性和控制力，可以培養良好的節奏感和音樂分析能力，也能訓練聲音在對音樂處理上的情感表達能力[4]。筆者通過長期的教學實踐，認為比較適合中職女生的發聲訓練方法主要有：

一是聞花式氣息練習。聞花式氣息練習是聲樂氣息練習的常用方法，尤其對女生效果更佳，這主要是因為女生肺活量比男生少，胸腹肌收縮力比男生弱，橫膈膜的張力也比男生小，所以女生的氣息練習相對男生動作要小，氣息要淺，而聞花式的特點是靜、輕、慢、深，即采用慢吸慢呼、慢吸深吸的步驟，所以能夠在做氣息練習時關注到男女生性別的差異。

二是哼鳴式頭腔共鳴練習，用單母音練習。雖然我們都知道女生的音高天生比男生高八度，然而在實際的歌唱狀態中一些中職女生的高音就是難以上去，即便是能夠勉強唱上去，質量常常也不高，主要原因就在于女生的頭腔沒有打開，也就是說沒有全面釋放頭腔共鳴器官的作用。為了幫助女生克服歌唱短板，教師應多指導她們進行哼鳴式頭腔共鳴練習，建議多采用單母音練唱，以半音階長音摸進的方式，音量要小，位置要高；在頭頂眉心處感覺有明亮點且眉心處有微微的震動；在聲音延長是注意音量由弱漸強，用真假相結合的半聲歌唱狀態；隨著音高的增加，音量要越來越小，音的位置感覺要越來越高；力求在練唱中有種哭腔的感覺。

三是念白式咬字吐字方法。女生的語言感知能力通常優于男生。為了強化中職女生的歌唱能力和歌唱技巧，教師要注意加強訓練其語言感知能力和語言表現能力。比較便捷的訓練方法是鼓勵和要求她們經常進行念白練習，增強她們唇、舌等器官的靈活性，并訓練女生在說話的基礎上進行演唱，這樣發出的樂音通常就容易親切、自然、輕松。

3.幫助女生恰當選擇歌曲作品

中職階段的音樂學習，主要以發聲練習和兒歌練唱為主，同時也學習一定分量的藝術歌曲。學習資源很豐富，這就要求教師在歌曲選擇上要因人而異、有的放矢，幫助女生恰當選擇歌曲作品，歌曲要適合女生的嗓音特點、演唱技巧、表現能力。

聲樂藝術的技術性和實踐性比較強，如果我們僅僅對聲樂藝術的理論知識進行學習，是很難扎實地掌握聲樂藝術的[5]，所以我們還要結合中職女生的特質，多多引導她們提升藝術修養和音樂素養，多為她們創造藝術實踐活動，使其盡快成長為高素質的音樂專業人才。同時，在教學考評等方面也要積極創新，為女生全面而自由的發展營造良好的教育氛圍。

第五篇：“觀念建構”視角下的“化學鍵”教學設計

“觀念建構”視角下的“化學鍵”教學設計

摘要：基于《普通高中化學課程標準》（實驗）對“化學觀念”建構的要求，以人教版《化學2》專題3“化學鍵”教學為例，探討了通過“確定教學目標”、“設置驅動性問題”、“設計有效的學生活動”等來完成“觀念建構”視角下的化學教學，以達成真正在中學化學課堂教學中落實學科素養的培養。

關鍵詞：觀念建構；驅動性問題；學生活動；化學教學

文章編號：1005?C6629（2016）12?C0045?C03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

中學化學課堂教學的目標到底是什么，僅僅是教給學生具體的知識嗎？宋心琦教授的觀點是“學生能否牢固地、準確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學觀念，應當是中學化學教學的第一目標”[1]。基于這一目標，中學化學教學要從“知識為本”轉向“觀念建構”，課堂教學中必須超越對具體知識本身的追求，著眼于學科素養的培養。本文以人教版普通高中課程標準實驗教科書《化學2》專題3“化學鍵”教學為例，淺談如何設計“觀念建構”視角下的化學教學。教學目標重在“觀念建構”

教學目標是指通過教師設計有組織、有計劃的教學活動，對學生身心發展變化的期望，是對學習者通過教學后應該表現出來的可見行為的具體明確的表述。“知識為本”視角下的教學設計著眼于具體知識的解析，往往過于重視知識和技能這些有形的、顯性的目標范疇，不利于學生方法性、觀念性這些高層次目標的實現。建構主義學習理論認為，學習是學生主動地將原有經驗和新信息進行對比、分析、批判、選擇和重建知識結構的過程，是觀念（概念）的發展或改變，而不是新信息的簡單積累[2]。因此“觀念建構”視角下的教學目標（見表1）應著眼于如何幫助學生促進對知識的深刻理解和靈活應用，培養學科素養。

基于表1的分析，“知識為本”視角下的教學設計會更傾向于具體知識的掌握與訓練，“觀念建構”視角下的教學設計則不局限在知識層面，更重要的是借助知識傳遞、建構化學觀念。以“化學鍵”教學為例，兩種不同視角下教學目標存在著明顯的差異，見表2。問題設置滲透“觀念建構”

學起于思，思源于疑。問題是思想的“助產士”，是思維的開始，能揭示矛盾，引起思考，激發學習動機，推動學生產生解決問題的欲望。“觀念建構”視角下化學教學要將具體的化學知識轉化為驅動性問題，通過問題引發學生主動思考，積極探究，從而建構化學觀念。

“驅動性問題”的設置應該難度適中、排列有序，每一個驅動性問題之間的連接要具有邏輯性和啟發性，能展示學習過程，揭示思想方法，從而形成相互聯系、循序漸進的問題系統，有利于化學觀念的形成與鞏固[3]。

在“化學鍵”的主題教學中，筆者圍繞教學目標，設置了4個主要的驅動性問題，問題均指向具體的教學內容，問題與問題之間層層遞進，環環相扣，利于學生逐步建構觀念。

問題1 你能通過哪些化學反應制備氯化鈉呢？

設計意?D：問題切入口很小但很具體，容易激起學生的求知欲。

問題2 不管是經歷了哪種反應途徑，利用了哪個具體的化學反應，宏觀的氯化鈉都由微觀的鈉原子、氯原子構成，那你能試著從鈉原子、氯原子性質的角度分析NaCl的形成嗎？

補充：通過對“原子結構示意圖”的分析，認識到原子的化學性質主要是由原子核外最外層電子決定的，如果有一種符號只呈現原子核外最外層電子，是不是更加形象呢？能否利用Na原子、Cl原子的電子式表示NaCl的形成過程呢？

設計意圖：引入微粒觀，讓學生對物質性質的認識回到構成微粒（原子）去分析，從而幫助學生建構“結構決定性質”的學科觀念。在對原子性質表示符號的分析和討論過程中，從“原子結構示意圖”到只呈現最外層電子的“電子式”，讓學生對符號的認識不斷深入。借助形象的電子式，有助于學生認識到Na原子、Cl原子易發生電子轉移，有助于理解離子鍵的形成――帶相反電荷的陰、陽離子之間的相互作用。

問題3 如果將NaCl中Na原子換成H原子，微粒之間的相互作用力是否會發生變化？

設計意圖：繼電子式知識的學習之后，讓學生對比Na原子、H原子，是對新知的一次碰撞。如果只是從電子式的角度去看原子的性質，會得出“Na原子與H原子性質是一樣的，其與Cl原子成鍵的原理也是一樣的”的錯誤結論。

追問1 常說結構決定性質，性質反映結構。結合NaCl、HCl性質數據（PPT呈現），請反思上述對這兩種物質結構的分析是否正確呢？

追問2 如果結合“電子式”、“原子結構示意圖”兩種符號，你能找出Na原子、H原子的性質區別嗎？能對NaCl、HCl中化學鍵的類型作出判斷嗎？

設計意圖：筆者在以往教學中發現，學生對HCl中化學鍵的認識總是存在誤區，由于HCl溶于水可以完全電離出氫離子和氯離子，所以潛意識中會認為HCl是由離子構成的。基于這一情況，追問1的設計是引導學生通過對比NaCl、HCl的宏觀表現去思考其微觀結構的不同，追問2的設計是乘勢而上，讓學生體會到“電子式”存在著缺陷，認識到原子的性質主要由最外層電子決定但也受到內層電子的影響，所以需要參考“原子結構示意圖”，并對化學鍵的兩種類型（離子鍵、共價鍵）形成初步認識。

問題4 如果分別將NaCl、HCl中Cl原子換成O原子，你能用電子式表示其形成過程嗎？

設計意圖：Cl原子換成O原子，既存在相似又有區別，相似在“得電子能力強”，區別在“達到穩定結構所需電子數不同”，兩者的對比能鞏固學生對離子鍵、共價鍵的認識，并加深對“化學鍵是化合物具有固定組成的原因”的理解。

學生活動實現“觀念建構”

一個好的教學設計不僅要教師“教的有效”，更要學生“學的有效”。如何保證學生“學的有效”，筆者認為需要設計有效的學生活動。有效的學生活動既要與學生已有的知識相聯系，又要與新授的教學內容存在邏輯意義的、實在性的內在聯系，唯有如此才能激發學生主動學習、深入探究的欲望，才能讓學生活動助推課堂教學[4]。下文以筆者在“化學鍵”教學中設計的3個學生活動為例，闡述如何通過學生活動實現“觀念建構”。

學生活動1：PPT呈現“美國化學文摘社”網站上實時更新的化學物質種類數，要求學生思考并解釋為什么100多種元素能形成1億多種物質？

設計意圖：面對“美國化學文摘社”網站上實時更新的物質數據信息，學生驚嘆之余會主動地去思考背后的原因。該活動的設計旨在引導學生形成初步的化學觀念，認識到不同種元素的微粒可以通過不同的作用方式形成不同物質，進而構成五彩繽紛的物質世界。該活動的設計有助于學生在元素周期表和周期律的學習基礎上，站在微粒間作用、成鍵特點等角度去思考不同種元素微粒的結合方式[5]。

學生活動2：用原子的電子式表示NaCl、HCl的形成過程。

設計意圖：該活動的設計旨在讓學生形象地認識到不同元素微粒的作用方式是不一樣的，成鍵的原理是不一樣的，所形成的化學鍵類型也是不一樣的。以鮮明的對比，引發學生認知沖突，使學生認識到HCl的形成與NaCl的形成是不一樣的，并以點帶面，拓展認識離子化合物與共價化合物中化學鍵類型的不同、形成原理的不同。

學生活動3：如果只提供H、O、Na三種原子，請從微粒成鍵的角度分析能形成幾種化合物，并按要求完成表3內容。

設計意圖：本活動的設計旨在引導學生將“宏觀反應”與“微觀結構”聯系起來，并通過化學式、電子式的書寫，體會化學符號的意義，進而認識到“宏觀――微觀――符號”的三重表征方式，理解化學鍵的形成原理。

總之，“觀念建構”視角下的化學教學需要教師在進行教學設計時要以“化學觀念”為核心，以驅動性問題提供思考的方向，并配以有效的學生活動，幫助學生在經歷知識學習、運用、反思的過程中形成并鞏固化學觀念，提高化學學習的實效性和系統性[6]。

參考文獻：

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