浅谈高中化学实验教学.

2019/12/221湖北省教科院孙旭2015/07教学案例2019/12/222一、高中化学实验概述二、高中化学实验教学的策略三、传感技术在化学实验中的应用2019/12/223《普通高中化学课程标准（实验）》中明确指出：化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。原《化学教学大纲》指出：化学是一门以实验为基础的科学。加强实验教学是提高化学教学的重要一环1.实验在中学化学教学中的地位和作用一、高中化学实验概述2019/12/2241.实验在中学化学教学中的地位和作用实验是激发学生学习兴趣的有效途径（创设生动而有趣的学习情景）实验是化学学习和探究的基本方式（从实验中来，到实验中去）实验是掌握学科知识和技能的重要手段（学以致用，熟能生巧）实验是启迪思维、培养能力的重要手段（学科各项能力的集合）实验是培养学生科学精神和人文精神的重要手段（寓教育于实验中，使认识过程、情感过程、意志过程协同发展）一、高中化学实验概述2019/12/225一、高中化学实验概述2.化学实验在教材中的呈现方式多样化呈现方式内容呈现：实验类型作用性质实验通过实验，探究、分析，得出结论；或验证性质基本操作练习基本操作（酒精灯、容量瓶）制备实验制备物质，得出结论(性质)应用实验对知识的应用(物质检验、实际应用)实验方案设计设计实验步骤、装置（CO2制取、铁与水蒸气反应）实验讨论分析实验现象、方法、装置2019/12/226表现形式实验X-X科学探究活动与探究实践活动家庭小实验思考与交流讨论学与问呈现形式：通过多样化的栏目呈现拓展实验功能性质实验(为主)操作、制备探究性质实验实验方案设计应用实验实验讨论2019/12/227目的和作用：学习基本操作巩固基础知识锻炼基本技能培养观察能力典型实验2019/12/228科学探究目的和作用：亲自体验过程加深认识理解培养思维能力学习科学方法2019/12/229实践活动目的和作用：应用化学知识感受生活实际增强角色意思提升思维品质2019/12/2210高中阶段教材中安排的化学实验数目实验科学探究实践活动合计化学必修1277741化学必修2167528选修1化学与生活461020选修2化学与技术74516选修3物质结构与性质4419选修4化学反应原理166426选修5有机化学基础157729选修6实验化学202830合计10943471993.化学实验在教科书中的分布一、高中化学实验概述2019/12/2211教材中安排的实验、科学探究和实践活动都要求认真完成，总共199个实验。其中高一必修的两个模块中69个，在高二以后的选修当中，文科只选修一个模块，即选修1化学与生活，有20个实验，也就是文科学生总共完成89个实验。理科选修3个模块，要完成64个实验，也就是理科高中阶段总共完成133个实验。实验、科学探究和实践活动这三个部分在实际教学活动中基本上都完成。此外，往往需要补充一些化学实验，以利于教学活动的开展和学生的学习。3.化学实验在教科书中的分布一、高中化学实验概述2019/12/2212一、高中化学实验概述化学（必修1）常见实验目录1.粗盐的提纯2.检验提纯后的食盐是否含有杂质3.检验自来水中是否含有杂质4.碘的萃取5.配置一定物质的量浓度的氯化钠溶液6.硫酸铜与氯化钠和氯化钡的反应7.氢氧化钠与盐酸的反应8.离子反应9.切割金属钠10.钠的燃烧11.钠与水反应12.铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应13.过氧化钠与水反应14.焰色反应实验15.硫酸铝与氨水反应16.氢氧化铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应17.氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备18.三价铁离子的检验19.硅酸钠与盐酸反应20.硅酸盐的耐火性实验21.氢气在氯气中燃烧22.氯气的漂白作用23.干燥的氯气能否漂白有色纸条24.氯离子的检验25.二氧化硫溶于水性实验26.氨溶于水的喷泉实验27.浓硫酸与铜反应28.溶液、浊液和胶体的比较29.铝箔的燃烧30.铁与水蒸气反应31.碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较32.三价铁离子的氧化性33.二氧化氮被水吸收3.化学实验在教科书中的分布2019/12/2213一、高中化学实验概述化学（必修2）常见实验目录1、Cl2、Br2、I2氧化性的比较2、Na与Cl2的反应3、钾在空气中的燃烧、钾与水的反应4、钾与水的反应5、Mg、Al金属性强弱的比较6、化学反应过程中能量的变化17、化学反应过程中能量的变化28、化学反应过程中能量的变化39、原电池10、温度化学反应速率的影响11、催化剂对化学反应速率的影响12、原电池的构成13、苯的性质14、乙醇与钠的反应15、乙醇的还原性16、实验室制乙酸乙酯17、葡萄糖、淀粉、油脂的性质18、蔗糖的水解19、CH4的取代反应20、石蜡油的分解21、铝热反应22、海带中碘的提取3.化学实验在教科书中的分布2019/12/2214一、高中化学实验概述湖北省编化学（必修1）实验报告目录实验一化学实验室注意事项过滤和蒸发实验二蒸馏萃取和分液实验三配制一定物质的量浓度的溶液实验四分散系及分类实验五离子反应及其发生的条件实验六钠铝铁的性质实验七钠的重要化合物焰色反应实验八铝铁的重要化合物实验九氯气的性质和Cl—的检验实验十二氧化硫和二氧化氮的性质实验十一氨气的实验室制法和喷泉实验实验十二浓硫酸的脱水性和氧化性3.化学实验在教科书中的分布2019/12/2215一、高中化学实验概述湖北省编化学（必修2）实验报告目录实验一元素的性质与原子结构实验二同周期元素性质的递变实验三化学能与热能实验四化学能与电能实验五化学反应的速率和限度实验六甲烷的取代反应实验七石蜡油分解实验实验八苯的性质实验实验九乙醇和金属钠的反应酯化反应实验十糖类蛋白质的特征反应实验十一铝热反应实验十二海带中碘元素的检验3.化学实验在教科书中的分布2019/12/2216一、高中化学实验概述湖北省编化学（选修3）实验报告目录实验一探究元素性质的周期性实验二对角线规则的验证实验三化学键与分子结构实验四配位化合物的性质实验五分子的极性实验六相似相容原理的探究实验七晶体碘的有关性质实验八制取硫酸铜晶体3.化学实验在教科书中的分布2019/12/2217一、高中化学实验概述湖北省编化学（选修4）实验报告目录实验一中和反应反应热的测定实验二化学反应速率的测定实验三浓度、温度对化学反应速率的影响实验四催化剂对化学反应速率的影响实验五影响化学平衡状态的因素实验六弱电解质的电离实验七实验测定酸碱滴定曲线实验八盐类的水解及影响因素实验九难溶电解质的溶解平衡实验十设计制作原电池实验十一电解原理及其应用实验十二金属的化学腐蚀与防护3.化学实验在教科书中的分布2019/12/2218一、高中化学实验概述湖北省编化学（选修5）实验报告目录实验一有机化合物的分离、提纯实验二乙炔的实验室制取及性质、苯和甲苯的鉴别实验三溴乙烷的取代反应和消去反应实验四乙醇的消去反应和氧化反应实验五苯酚的性质实验六乙醛的氧化反应实验七乙酸、乙酸乙酯的性质实验八葡萄糖、果糖的性质实验九蔗糖、麦芽糖、淀粉的性质实验十蛋白质的性质实验十一高分子材料的制备及性质3.化学实验在教科书中的分布2019/12/2219二、高中化学实验教学的策略1、典型实验——严格规范，注重学生良好实验习惯的养成目的要明确（同一反应在不同环境下有不同的实验目的）操作要规范（常用仪器）解说要及时（边做边说，不做也说）观察要全面（时间顺序、空间顺序、状态顺序、感官顺序）高度要适宜（面向全体学生，容易观察）描述要准确（不随意增减字句）启发要适当（巧用设问，启发思维）结论要科学（既要有准确的结论，又要留有思考的空间）形式要多样（师生互动，灵活机动）（一）不同实验类型的教学策略2019/12/2220二、高中化学实验教学的策略2、科学探究——强调预习，注重思维能力和科学方法的培养科学探究包括提出问题、分析问题、作出猜想与假设、制定计划、进行实验、收集信息、解释与结论、反思与评价、表达与交流等多个环节。准备要充分（方案研究、仪器药品、意外事故的处理）预习要落实（预习是学生实验的前提）课前要辅导（重点讲注意事项及安全问题）课中要巡视（维持纪律、纠正错误、指导实验、处理偶发）课后要总结（最优方案、最佳过程、最合理的结论）报告要评价（评价的功能—鼓励、督促、纠错）（一）不同实验类型的教学策略2019/12/2221二、高中化学实验教学的策略3、实践活动——因地制宜，鼓励参与，增强学生的社会责任感.因地制宜因材施教重在参与（一）不同实验类型的教学策略2019/12/2222二、高中化学实验教学的策略（二）实现不同实验功能的教学策略1、创设教学情景、激发学生学习兴趣的功能兴趣是最好的老师。情景认知观点认为，知识是具有情景性的，知识是在情景中通过活动与合作而产生的，当学习发生在有意义的情景中才是有效的，只有在情景中呈现的知识，才能激发学习者的认知需要，从而产生学习动机。（如：钠与水反应、焰色反应、蔗糖脱水反应、喷泉实验、铝热反应、银镜反应、燃烧的“冰”等）2019/12/2223二、高中化学实验教学的策略2、训练科学方法、培养探究能力的功能（二）实现不同实验功能的教学策略科学方法论在科学实验中的具体应用即为实验方法论。在化学实验教学中有效落实“过程与方法”目标，是要重视和加强对学生进行“实验方法论”的培养。具体的实验方法包括实验基本操作、实验条件的控制、实验数据的测定、实验观察与记录、实验数据的表格化或线图化处理等。2019/12/2224二、高中化学实验教学的策略2、启迪科学思维、培养科学素养的功能（二）实现不同实验功能的教学策略国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分：对于科学知识达到基本了解的程度；对科学的研究过程和方法达到基本了解的程度；对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本了解的程度。2019/12/2225三、传感技术在化学实验中的应用将“感触”到的待测物的相关信息转换成数据采集器能够识别和分析的电信号,并传送到数据采集器中。接受从传感器传过来的电信号,收集、存储数据,是整个系统的“神经中枢”,它是传感技术的核心对数据采集器提供的实验数据进行数据处理，以数值或图表等形式呈现出来。传感器数据采集器计算机及软件最新的产品数据采集器添加了显示终端和数据处理软件Vernier公司开的新产品LabQuest三、传感技术在化学实验中的应用（一）几中常用的化学传感器介绍pH传感器温度传感器导电率传感器气压传感器三、传感技术在化学实验中的应用（一）几中常用的化学传感器介绍色度计浊度计电流传感器电压传感器滴数计CO2浓度传感器O2浓度传感器各种离子传感器(Ca2+、NH4+、Cl-、NO3-……)三、传感技术在化学实验中的应用（一）几中常用的化学传感器介绍（二）传感技术在化学教学中的作用教学模式的创新(POE模式-冰醋酸的电离)化学现象的再认识(酒精灯火焰、CO2灭火、原电池，压强对NO2)化学知识的理解(醋酸的电离,石头的溶解)促进教师的专业发展学习方式的创新(研究性学习、科技创新)认知方式的提升(四重表征)化学试题研究三、传感技术在化学实验中的应用POE教学策略即“预测——观察——解释”策略（Predict——Observe——Explain），是在“观察渗透理论”哲学观念和建构主义、前概念、概念转变等教育理论基础上提出的一种新型演示策略。POE教学策略预测观察解释图1实验设备示意图案例：酒精灯火焰温度是外焰“最高”吗?预测观察解释2019/12/2233案例：酒精灯火焰温度是外焰“最高”吗?案例：数字化实验研究锌铜原电池的能量转化合肥一中李友银石璞案例：双液原电池实验双液锌铜原电池的能量转化效率已经达到了90.76%案例：压强对于化学平衡的影响2NO2N2O4问：当增大压强后，化学反应向哪个方向移动？答：向正反应移动，即向气体体积减小的方向移动！101