“证据推理”素养引领下的化学实验教学设计-以“氯水成分和性质”教学为例

“证据推理”素养引领下的化学实验教学设计——以“氯水成分和性质”教学为例证据推理是指根据已有的证据和观察结果，通过逻辑思维和推理能力得出结论的过程。在化学实验教学中，证据推理素养的培养可以帮助学生学会根据实验现象和数据分析，推测物质的成分和性质。本文以“氯水成分和性质”为例，探讨如何利用证据推理素养引领化学实验教学设计。一、实验目的与内容本次实验的目的是通过实验观察和数据分析，推测氯水的成分和性质。具体内容包括制备氯水、观察氯水的颜色和气味、测试氯水的酸碱性和氧化性等。二、实验前的引导讨论在进行实验之前，教师可以通过引导讨论的方式激发学生的思考和探索。教师可以提出以下问题引导学生分析：1.氯水是由什么物质组成的？2.氯水有什么特点和性质？3.氯水能够产生什么化学反应？通过这样的引导讨论，学生可以提出各种假设和猜测，并据此制定实验方案。三、实验步骤与观察结果1.实验步骤：（1）将氯化钠固体与稀盐酸混合，搅拌均匀，放置一段时间。（2）将反应得到的气体通入水中，制备氯水。（3）观察氯水的颜色、气味和透明度。（4）测试氯水的酸碱性，可以使用pH试纸进行测试。（5）测试氯水的氧化性，可以使用苏丹红试纸进行测试。2.观察结果：（1）氯水呈现浅黄色，散发特殊的气味。（2）氯水透明度较高。（3）氯水的酸碱性为酸性，pH值较低。（4）氯水对苏丹红试纸有氧化作用，试纸变色。四、数据分析与推理基于以上观察结果，学生可以进行数据分析和推理，判断氯水的成分和性质。1.氯水的成分：由于氯水呈现浅黄色且具有特殊气味，可以推测氯水中含有氯气（Cl2）。此外，通过观察氯水的酸性，可以推测氯水中还含有一定量的酸性物质，可能是盐酸（HCl）。2.氯水的性质：根据实验结果，氯水对苏丹红试纸有氧化作用，说明氯水具有一定的氧化性。此外，由于氯水的酸性较强，可以推测氯水还具有一定的腐蚀性。综上所述，通过实验观察和数据分析，可以推测氯水由氯气和盐酸组成，具有氧化性和腐蚀性。五、实验结果的讨论与深化在推测氯水成分和性质的基础上，可以进一步讨论和深化实验结果，拓展学生的化学思维和科学素养。1.氯水的应用：可以引导学生讨论和了解氯水的应用领域和作用，如消毒杀菌、漂白和污水处理等。同时，可以引导学生思考为何氯水具有这些应用，涉及到氯气和盐酸的化学反应和特性。2.氯化钠和盐酸的性质：可以引导学生探讨氯化钠和盐酸的性质和用途。比如，氯化钠是一种常见的无机盐，可以用于食品加工和调味等；盐酸是一种重要的酸性物质，广泛应用于化工生产和实验室分析等领域。3.氯气的制备和应用：可以引导学生了解氯气的制备方法和应用。比如，氯气可以通过电解氯化钠溶液制备，广泛应用于染料、塑料和消毒剂等生产中。六、实验总结与思考通过本次实验，学生在实践中学会了观察、分析和推理，培养了证据推理的素养。同时，拓宽了学生的化学思维和科学素养。通过实验结果的讨论和深化，不仅能够加深学生对化学知识的理解，还能培养学生的探索精神和创新思维。综上所述，在化学实验教学中，引领学生运用证据推理素养进行分析和推断，有助于培养学生的科学思维和实践能力。通过实验设计和讨论引导，学生可以通过实验观察和数