第10章 化學實驗及化學實驗教學

.,第10章化學實驗及化學實驗教學,.,閱讀思考,思考：新課程化學教學如何更好地發(fā)揮實驗功能呢？請談談你的想法。,.,核心,化學實驗教學,化學實驗,化學實驗改革,多重教學功能,實驗教學內(nèi)容,實驗教學模式,本章核心術語,.,本章主要內(nèi)容,.,第一節(jié)化學實驗教學的內(nèi)容分析,本節(jié)內(nèi)容要覽,1.化學實驗與化學實驗教學2.化學實驗教學要求3.化學實驗教學內(nèi)容4.新課程中學化學實驗改革,.,1.化學實驗與化學實驗教學,化學實驗可分為：化學科學實驗與化學教學實驗化學實驗系統(tǒng)的構成：化學實驗者、化學實驗對象、化學實驗手段化學實驗過程三階段：（圖示）實驗的準備階段、實驗的實施階段、實驗的總結階段,1.什么是化學實驗？2.化學實驗系統(tǒng)由幾種要素構成？3.化學實驗過程由幾個階段組成？,思考,閱讀課本P337-339,.,化學實驗過程,一個完整的化學實驗過程一般包括三個階段:(1)實驗的準備階段(2)實驗的實施階段(3)實驗的總結階段,.,2.化學實驗教學要求,演示實驗：主體是教師，它是由教師進行表演和示范操作并引導學生進行觀察和思維的教學雙方協(xié)調(diào)活動的實驗。它是化學教學中最基本的實驗教學形式之一。學生實驗：主體是學生，它是由學生在課堂上或實驗室中為完成實驗課題而自己動手操作的一種教學實驗。學生實驗的形式主要有隨堂實驗（邊聽邊實驗）、實驗室試驗和家庭實驗等。,隨堂討論,.,3.中學化學實驗教學內(nèi)容,全日制義務教育化學實驗內(nèi)容：主體在全日制義務教育化學課程標準中，化學實驗以分散的形式分布在“科學探究”、“身邊的化學物質”、“物質構成的奧秘”、“物質的化學變化”和“化學與社會發(fā)展”等5個主題中。,中學化學實驗一般包括以下五方面內(nèi)容：化學基本操作實驗、元素及化合物性質制備實驗、揭示基本概念和原理實質的實驗、聯(lián)系生產(chǎn)和生活的實驗、獨立設計實驗?；瘜W實驗內(nèi)容是配合學科知識分散安排的。,普通高中化學實驗內(nèi)容：化學課程標準中，化學實驗的設置除了以分散的形式分布在化學1、化學2、化學與生活、化學與技術、物質結構與性質、化學反應原理、有機化學基礎等課程模塊中外，還專門設置了“實驗化學”課程模塊，以此來強化化學學科以實驗為基礎的特征，凸顯化學實驗在化學新課程內(nèi)容中的重要性。,.,隨堂討論,思考：觀察表10-1“全日制義務教育化學實驗內(nèi)容”和表10-2“普通高中化學課程標準中的化學實驗”，思考新課程化學實驗內(nèi)容的主要遵循了哪些原則？,表10-1“全日制義務教育化學實驗內(nèi)容”,表10-2“普通高中化學課程標準中的化學實驗”,.,4.中學化學實驗改革特點,實驗內(nèi)容生活化和趣味性注重化學實驗的生活化，將“貼近生活、貼近社會”的理念落實到實驗教學內(nèi)容中。,(4)實驗技術與儀器現(xiàn)代化,(2)實驗呈現(xiàn)方式多樣化和人性化淡化演示實驗和學生實驗的界限，并在不同模塊中設置了多種可供選擇的實驗類型；考慮不同地區(qū)學生的生活背景，創(chuàng)設人性化的實驗探究情景。,(3)實驗設計探究性和綠色化,探究性實驗內(nèi)容比重明顯增大，注重化學實驗的綠色化和微型化，在中學化學教學滲透綠色化學的教育,案例研討,案例研討,資料卡片,.,(1)實驗內(nèi)容生活化和趣味性,化學實驗要注意聯(lián)系學生的生活和社會實際，引導學生通過化學實驗來解釋和解決日常生活和社會實際問題。,案例研討,討論：談談你對本案例實驗內(nèi)容作用的理解。,.,(3)實驗設計探究性,案例研討1,.,(3)實驗設計綠色化,案例研討2,.,(4)實驗技術與儀器現(xiàn)代化,資料卡片,.,第二節(jié)化學實驗教學的基本理論,本節(jié)內(nèi)容要覽,1.化學實驗的認識論功能2.化學實驗的方法論功能3.化學實驗的教學論功能,.,1.化學實驗的認識論功能,化學實驗是提出化學問題的重要途徑,(2)化學實驗能為學生認識化學科學知識提供感性材料,(3)化學實驗能為學生檢驗化學理論、驗證化學假說提供化學實驗事實。,案例研討1,案例研討2,.,案例研討1,.,案例研討2,.,2.化學實驗的方法論功能,實驗方法論是科學方法論的重要組成部分，在化學實驗教學中有著十分重要的作用，是落實科學素養(yǎng)的“過程與方法”目標的重要手段。,在化學實驗過程中經(jīng)常要運用到的科學方法有:收集、選擇、整理信息資料;分析、設計研究方案,進行實驗操作;觀察、測量、記錄、處理實驗數(shù)據(jù);分析、表達實驗結果;對結果進行評價和判斷等方法。,新課程特別要求要把實驗融入化學教學的過程之中,通過實驗學化學,在實驗(或實踐)的過程中體現(xiàn)科學方法的具體運用。,.,案例展示：阿伏加德羅常數(shù)的測定.,思考：本實驗課題阿伏加德羅常數(shù)的測定，體現(xiàn)了哪些科學方法的訓練？,.,案例展示：阿伏加德羅常數(shù)的測定,思考：本實驗課題阿伏加德羅常數(shù)的測定，體現(xiàn)了哪些科學方法的訓練？,.,3.化學實驗的教學論功能,化學實驗能激發(fā)學生化學學習的興趣,(2)創(chuàng)設生動活潑的化學教學情景,(3)化學實驗是發(fā)展學生科學探究能力的重要途徑,(4)通過實驗幫助學生理解和掌握化學知識和技能,(5)化學實驗是落實“情感、態(tài)度和價值觀”目標的重要途徑,.,化學學習興趣水平,.,(1)激發(fā)學生化學學習興趣,感知興趣：指學生通過感知教師演示實驗的現(xiàn)象和觀察各種實驗儀器、裝置而產(chǎn)生的一種興趣。這種興趣使很多學生對化學學習產(chǎn)生較高的積極性。,操作興趣：指學生通過親自動手操作來獲得化學實驗現(xiàn)象所產(chǎn)生的一種興趣。學生不再僅僅滿足于觀察實驗現(xiàn)象，更希望親自動手操作。,探究興趣：指學生通過探究物質及其變化產(chǎn)生的原因和規(guī)律而形成的一種興趣。是促進學生形成較高科學素養(yǎng)的最基本動力。,創(chuàng)造興趣：是指學生在運用所學知識、技能和方法進行一些創(chuàng)造性活動時所形成的一種興趣。是化學學習興趣的最高水平，是推動學生形成較高科學素養(yǎng)的最強勁動力。,.,討論：在下面案例中，在不同學習階段學生的學習興趣分別被激發(fā)到什么水平？你認為利用化學實驗激趣的關鍵是什么？,.,(2)創(chuàng)設生動活潑的化學教學情景,創(chuàng)設化學教學情景的手段：化學實驗、化學問題、小故事、科學史實、新聞報道、實物、圖片、影像資料等。,案例研討,.,(3)化學實驗是發(fā)展學生科學探究能力的重要途徑,教學中的實驗探究主要有實驗探究、調(diào)查探究，討論探究3種形式，其中實驗探究作為科學探究最常用、最主要的表現(xiàn)形式。,.,化學實驗的教學論功能,(4)通過實驗幫助學生理解和掌握化學知識和技能重視通過典型的化學實驗事實幫助學生認識物質及其變化的本質和規(guī)律。,(5)化學實驗是落實“情感、態(tài)度和價值觀”目標的重要途徑以實驗為基礎的化學教學要使學生獲得科學探究的體驗,必須創(chuàng)造條件,讓學生親自動手做實驗,通過實驗探究的過程培養(yǎng)學生的科學品質,批判意識、創(chuàng)新意識、促進學生的發(fā)展,充分發(fā)揮實驗的育人功能。,.,第三節(jié)化學實驗教學主要模式,本節(jié)內(nèi)容要覽,1.演示講授模式2.實驗歸納模式3.實驗演繹模式4.實驗探究模式,.,1.演示講授模式,一種經(jīng)典的、較為傳統(tǒng)的實驗教學模式。特點將化學演示實驗與教師的講解、評述有機地結合起來，以達到預期的教學目的，是中學化學（實驗）教學中最為廣泛運用的一種教學模式。,教學程序,A指教師示范操作，用簡潔的提示，引導學生觀察、思考；B指教師的啟發(fā)講解，師生交流；C指提供新事實、新情境，讓學生練習運用獲得的結論；D指教師（或學生）結合實際的評價、調(diào)整。,.,演示講授模式案例硫酸亞鐵銨的制備,內(nèi)容選自人教版（選修6）實驗化學第二單元課題二物質的制備,.,課前閱讀,.,實驗目的,以廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨為例，了解物質的制備過程；掌握過濾、蒸發(fā)、洗滌等操作；了解利用溶解度的差異制備物質的過程；掌握無機制備實驗中的操作原則。,.,實驗原理,思考：1.如何減少Fe3+雜質的含量？2.為什么能得到(NH4)2SO4FeSO46H2O晶體？,亞鐵鹽在空氣中易被氧化，形成復鹽硫酸亞鐵銨(NH4)2SO4FeSO46H2O后可穩(wěn)定存在硫酸亞鐵可以和等物質的量的硫酸銨生成硫酸亞鐵銨硫酸亞鐵可由鐵屑和稀硫酸反應制得,.,實驗原理,三種鹽的溶解度表(NH4)2SO4FeSO47H2O(NH4)2SO4FeSO46H2O,.,1.鐵屑的處理和稱量,實驗步驟,2.FeSO4的制備,.,3.(NH4)2SO4FeSO46H2O的制備,實驗步驟,4.稱量,視頻：硫酸亞鐵銨的制備,.,1.鐵屑的處理和稱量,小火加熱10min,傾析水洗,15mL10的Na2CO3,干燥稱量，記為m1(Fe),3g鐵屑放入錐形瓶,實驗步驟,.,2.FeSO4的制備,水浴加熱,趁熱過濾,15mL3mol/L稀硫酸,m1g鐵屑放入錐形瓶,濾液和洗滌液轉移到蒸發(fā)皿中,洗滌,實驗步驟,在反應過程中為什么要補加水？如何判斷反應完成？為什么要趁熱過濾？,.,2.FeSO4的制備,實驗步驟,在反應過程中為什么要補加水？如何判斷反應完成？為什么要趁熱過濾？,.,無水乙醇洗滌,3.(NH4)2SO4FeSO46H2O的制備,蒸發(fā)皿濾液,水浴加熱蒸發(fā),冷卻,等物質的量(NH4)2SO4溶解,過濾,實驗步驟,蒸發(fā)至什么時候停止？,若要加快過濾速度，可采用什么方法？,4.稱量,.,3.(NH4)2SO4FeSO46H2O的制備,實驗步驟,蒸發(fā)至什么時候停止？,若要加快過濾速度，可采用什么方法？,4.稱量,.,由于機械加工過程得到的鐵屑表面沾有油污，可采用堿煮的方法除去；在鐵屑與硫酸作用的過程中，會產(chǎn)生大量H2及少量有毒氣體（如H2S、PH3等），應注意通風，避免發(fā)生事故；所制得硫酸亞鐵和硫酸亞鐵銨溶液均應保持較強的酸性（pH為12）。,實驗注意事項,.,制取FeSO4時要保證鐵屑過量；所用硫酸的濃度不可過高；過濾后向FeSO4溶液中加幾滴硫酸，調(diào)節(jié)pH約為12之間(酸性條件下，F(xiàn)e2+相對穩(wěn)定);過濾要迅速，使FeSO4溶液在空氣中的時間盡可能短；濃縮結晶時溫度不宜高。,（1）硫酸亞鐵溶液在空氣中容易變質，在操作中應該注意什么？,問題與討論,.,硫酸亞鐵銨制備的綠色化設計,.,原理正確、方案合理,無危險、毒性小、綠色化,方法可行、原料易得,操作方便、裝置簡單,速率快、產(chǎn)率高,小結：無機制備實驗的原則,.,（1）哪些措施可以保證使硫酸亞鐵和硫酸銨之間的物質的量相等?（2）制取硫酸亞鐵銨時，能否加熱濃縮至干，為什么？（3）若要加快過濾速度，可采用什么方法?（4）在蒸發(fā)，濃縮過程中，若發(fā)現(xiàn)溶液變黃色，是什么原因？應如何處理？,課后思考題,.,2.實驗歸納模式,中學化學教學中，邊講邊實驗屬于這種模式。特點將學生的實驗活動與教師的引導提示相結合，通過歸納整理的方法，使學生認識化學概念和化學理論的一種實驗教學模式。初顯了探究性教學的功能,教學程序,A指學生做簡易型實驗、觀察、識記；B指學生（在教師指導下）進行歸納概括；C指結合教學要求的練習運用；D指教學反饋。,.,3.實驗演繹模式,實驗演繹模式是在學生已有化學知識的基礎上，通過新的實驗用演繹的方法深化、拓展相關知識。實例：學生通過實驗，推理得出結論,教學程序,A指學生做實驗、觀察、識記；B指學生（在教師指導下）進行演繹推理；C指結合教學實際進行的練習運用；D指教學反饋。,.,4.實驗探究模式,在新的化學課程標準中，實驗探究被作為化學實驗教學新的目標和方式，實驗探究模式成為化學實驗教學的重要模式。,教學模式（兩種）,隨堂討論：驗證性實驗與探究性實驗作為實驗活動的重要表現(xiàn)形式。