第10章 化学实验及化学实验教学

.,第10章化学实验及化学实验教学,.,阅读思考,思考：新课程化学教学如何更好地发挥实验功能呢？请谈谈你的想法。,.,核心,化学实验教学,化学实验,化学实验改革,多重教学功能,实验教学内容,实验教学模式,本章核心术语,.,本章主要内容,.,第一节化学实验教学的内容分析,本节内容要览,1.化学实验与化学实验教学2.化学实验教学要求3.化学实验教学内容4.新课程中学化学实验改革,.,1.化学实验与化学实验教学,化学实验可分为：化学科学实验与化学教学实验化学实验系统的构成：化学实验者、化学实验对象、化学实验手段化学实验过程三阶段：（图示）实验的准备阶段、实验的实施阶段、实验的总结阶段,1.什么是化学实验？2.化学实验系统由几种要素构成？3.化学实验过程由几个阶段组成？,思考,阅读课本P337-339,.,化学实验过程,一个完整的化学实验过程一般包括三个阶段:(1)实验的准备阶段(2)实验的实施阶段(3)实验的总结阶段,.,2.化学实验教学要求,演示实验：主体是教师，它是由教师进行表演和示范操作并引导学生进行观察和思维的教学双方协调活动的实验。它是化学教学中最基本的实验教学形式之一。学生实验：主体是学生，它是由学生在课堂上或实验室中为完成实验课题而自己动手操作的一种教学实验。学生实验的形式主要有随堂实验（边听边实验）、实验室试验和家庭实验等。,随堂讨论,.,3.中学化学实验教学内容,全日制义务教育化学实验内容：主体在全日制义务教育化学课程标准中，化学实验以分散的形式分布在“科学探究”、“身边的化学物质”、“物质构成的奥秘”、“物质的化学变化”和“化学与社会发展”等5个主题中。,中学化学实验一般包括以下五方面内容：化学基本操作实验、元素及化合物性质制备实验、揭示基本概念和原理实质的实验、联系生产和生活的实验、独立设计实验。化学实验内容是配合学科知识分散安排的。,普通高中化学实验内容：化学课程标准中，化学实验的设置除了以分散的形式分布在化学1、化学2、化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础等课程模块中外，还专门设置了“实验化学”课程模块，以此来强化化学学科以实验为基础的特征，凸显化学实验在化学新课程内容中的重要性。,.,随堂讨论,思考：观察表10-1“全日制义务教育化学实验内容”和表10-2“普通高中化学课程标准中的化学实验”，思考新课程化学实验内容的主要遵循了哪些原则？,表10-1“全日制义务教育化学实验内容”,表10-2“普通高中化学课程标准中的化学实验”,.,4.中学化学实验改革特点,实验内容生活化和趣味性注重化学实验的生活化，将“贴近生活、贴近社会”的理念落实到实验教学内容中。,(4)实验技术与仪器现代化,(2)实验呈现方式多样化和人性化淡化演示实验和学生实验的界限，并在不同模块中设置了多种可供选择的实验类型；考虑不同地区学生的生活背景，创设人性化的实验探究情景。,(3)实验设计探究性和绿色化,探究性实验内容比重明显增大，注重化学实验的绿色化和微型化，在中学化学教学渗透绿色化学的教育,案例研讨,案例研讨,资料卡片,.,(1)实验内容生活化和趣味性,化学实验要注意联系学生的生活和社会实际，引导学生通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题。,案例研讨,讨论：谈谈你对本案例实验内容作用的理解。,.,(3)实验设计探究性,案例研讨1,.,(3)实验设计绿色化,案例研讨2,.,(4)实验技术与仪器现代化,资料卡片,.,第二节化学实验教学的基本理论,本节内容要览,1.化学实验的认识论功能2.化学实验的方法论功能3.化学实验的教学论功能,.,1.化学实验的认识论功能,化学实验是提出化学问题的重要途径,(2)化学实验能为学生认识化学科学知识提供感性材料,(3)化学实验能为学生检验化学理论、验证化学假说提供化学实验事实。,案例研讨1,案例研讨2,.,案例研讨1,.,案例研讨2,.,2.化学实验的方法论功能,实验方法论是科学方法论的重要组成部分，在化学实验教学中有着十分重要的作用，是落实科学素养的“过程与方法”目标的重要手段。,在化学实验过程中经常要运用到的科学方法有:收集、选择、整理信息资料;分析、设计研究方案,进行实验操作;观察、测量、记录、处理实验数据;分析、表达实验结果;对结果进行评价和判断等方法。,新课程特别要求要把实验融入化学教学的过程之中,通过实验学化学,在实验(或实践)的过程中体现科学方法的具体运用。,.,案例展示：阿伏加德罗常数的测定.,思考：本实验课题阿伏加德罗常数的测定，体现了哪些科学方法的训练？,.,案例展示：阿伏加德罗常数的测定,思考：本实验课题阿伏加德罗常数的测定，体现了哪些科学方法的训练？,.,3.化学实验的教学论功能,化学实验能激发学生化学学习的兴趣,(2)创设生动活泼的化学教学情景,(3)化学实验是发展学生科学探究能力的重要途径,(4)通过实验帮助学生理解和掌握化学知识和技能,(5)化学实验是落实“情感、态度和价值观”目标的重要途径,.,化学学习兴趣水平,.,(1)激发学生化学学习兴趣,感知兴趣：指学生通过感知教师演示实验的现象和观察各种实验仪器、装置而产生的一种兴趣。这种兴趣使很多学生对化学学习产生较高的积极性。,操作兴趣：指学生通过亲自动手操作来获得化学实验现象所产生的一种兴趣。学生不再仅仅满足于观察实验现象，更希望亲自动手操作。,探究兴趣：指学生通过探究物质及其变化产生的原因和规律而形成的一种兴趣。是促进学生形成较高科学素养的最基本动力。,创造兴趣：是指学生在运用所学知识、技能和方法进行一些创造性活动时所形成的一种兴趣。是化学学习兴趣的最高水平，是推动学生形成较高科学素养的最强劲动力。,.,讨论：在下面案例中，在不同学习阶段学生的学习兴趣分别被激发到什么水平？你认为利用化学实验激趣的关键是什么？,.,(2)创设生动活泼的化学教学情景,创设化学教学情景的手段：化学实验、化学问题、小故事、科学史实、新闻报道、实物、图片、影像资料等。,案例研讨,.,(3)化学实验是发展学生科学探究能力的重要途径,教学中的实验探究主要有实验探究、调查探究，讨论探究3种形式，其中实验探究作为科学探究最常用、最主要的表现形式。,.,化学实验的教学论功能,(4)通过实验帮助学生理解和掌握化学知识和技能重视通过典型的化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律。,(5)化学实验是落实“情感、态度和价值观”目标的重要途径以实验为基础的化学教学要使学生获得科学探究的体验,必须创造条件,让学生亲自动手做实验,通过实验探究的过程培养学生的科学品质,批判意识、创新意识、促进学生的发展,充分发挥实验的育人功能。,.,第三节化学实验教学主要模式,本节内容要览,1.演示讲授模式2.实验归纳模式3.实验演绎模式4.实验探究模式,.,1.演示讲授模式,一种经典的、较为传统的实验教学模式。特点将化学演示实验与教师的讲解、评述有机地结合起来，以达到预期的教学目的，是中学化学（实验）教学中最为广泛运用的一种教学模式。,教学程序,A指教师示范操作，用简洁的提示，引导学生观察、思考；B指教师的启发讲解，师生交流；C指提供新事实、新情境，让学生练习运用获得的结论；D指教师（或学生）结合实际的评价、调整。,.,演示讲授模式案例硫酸亚铁铵的制备,内容选自人教版（选修6）实验化学第二单元课题二物质的制备,.,课前阅读,.,实验目的,以废铁屑制备硫酸亚铁铵为例，了解物质的制备过程；掌握过滤、蒸发、洗涤等操作；了解利用溶解度的差异制备物质的过程；掌握无机制备实验中的操作原则。,.,实验原理,思考：1.如何减少Fe3+杂质的含量？2.为什么能得到(NH4)2SO4FeSO46H2O晶体？,亚铁盐在空气中易被氧化，形成复盐硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O后可稳定存在硫酸亚铁可以和等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵硫酸亚铁可由铁屑和稀硫酸反应制得,.,实验原理,三种盐的溶解度表(NH4)2SO4FeSO47H2O(NH4)2SO4FeSO46H2O,.,1.铁屑的处理和称量,实验步骤,2.FeSO4的制备,.,3.(NH4)2SO4FeSO46H2O的制备,实验步骤,4.称量,视频：硫酸亚铁铵的制备,.,1.铁屑的处理和称量,小火加热10min,倾析水洗,15mL10的Na2CO3,干燥称量，记为m1(Fe),3g铁屑放入锥形瓶,实验步骤,.,2.FeSO4的制备,水浴加热,趁热过滤,15mL3mol/L稀硫酸,m1g铁屑放入锥形瓶,滤液和洗涤液转移到蒸发皿中,洗涤,实验步骤,在反应过程中为什么要补加水？如何判断反应完成？为什么要趁热过滤？,.,2.FeSO4的制备,实验步骤,在反应过程中为什么要补加水？如何判断反应完成？为什么要趁热过滤？,.,无水乙醇洗涤,3.(NH4)2SO4FeSO46H2O的制备,蒸发皿滤液,水浴加热蒸发,冷却,等物质的量(NH4)2SO4溶解,过滤,实验步骤,蒸发至什么时候停止？,若要加快过滤速度，可采用什么方法？,4.称量,.,3.(NH4)2SO4FeSO46H2O的制备,实验步骤,蒸发至什么时候停止？,若要加快过滤速度，可采用什么方法？,4.称量,.,由于机械加工过程得到的铁屑表面沾有油污，可采用碱煮的方法除去；在铁屑与硫酸作用的过程中，会产生大量H2及少量有毒气体（如H2S、PH3等），应注意通风，避免发生事故；所制得硫酸亚铁和硫酸亚铁铵溶液均应保持较强的酸性（pH为12）。,实验注意事项,.,制取FeSO4时要保证铁屑过量；所用硫酸的浓度不可过高；过滤后向FeSO4溶液中加几滴硫酸，调节pH约为12之间(酸性条件下，Fe2+相对稳定);过滤要迅速，使FeSO4溶液在空气中的时间尽可能短；浓缩结晶时温度不宜高。,（1）硫酸亚铁溶液在空气中容易变质，在操作中应该注意什么？,问题与讨论,.,硫酸亚铁铵制备的绿色化设计,.,原理正确、方案合理,无危险、毒性小、绿色化,方法可行、原料易得,操作方便、装置简单,速率快、产率高,小结：无机制备实验的原则,.,（1）哪些措施可以保证使硫酸亚铁和硫酸铵之间的物质的量相等?（2）制取硫酸亚铁铵时，能否加热浓缩至干，为什么？（3）若要加快过滤速度，可采用什么方法?（4）在蒸发，浓缩过程中，若发现溶液变黄色，是什么原因？应如何处理？,课后思考题,.,2.实验归纳模式,中学化学教学中，边讲边实验属于这种模式。特点将学生的实验活动与教师的引导提示相结合，通过归纳整理的方法，使学生认识化学概念和化学理论的一种实验教学模式。初显了探究性教学的功能,教学程序,A指学生做简易型实验、观察、识记；B指学生（在教师指导下）进行归纳概括；C指结合教学要求的练习运用；D指教学反馈。,.,3.实验演绎模式,实验演绎模式是在学生已有化学知识的基础上，通过新的实验用演绎的方法深化、拓展相关知识。实例：学生通过实验，推理得出结论,教学程序,A指学生做实验、观察、识记；B指学生（在教师指导下）进行演绎推理；C指结合教学实际进行的练习运用；D指教学反馈。,.,4.实验探究模式,在新的化学课程标准中，实验探究被作为化学实验教学新的目标和方式，实验探究模式成为化学实验教学的重要模式。,教学模式（两种）,随堂讨论：验证性实验与探究性实验作为实验活动的重要表现形式。