湖北省教科院孫旭2015/07淺談高中化學(xué)實驗教學(xué)教學(xué)案例2025/2/91一、高中化學(xué)實驗概述二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的策略三、傳感技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用2025/2/92《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》中明確指出：化學(xué)實驗對全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。化學(xué)實驗有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情景，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀。原《化學(xué)教學(xué)大綱》指出：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。加強實驗教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)的重要一環(huán)1.實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的地位和作用一、高中化學(xué)實驗概述2025/2/931.實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的地位和作用實驗是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效途徑（創(chuàng)設(shè)生動而有趣的學(xué)習(xí)情景）實驗是化學(xué)學(xué)習(xí)和探究的基本方式（從實驗中來，到實驗中去）實驗是掌握學(xué)科知識和技能的重要手段（學(xué)以致用，熟能生巧）實驗是啟迪思維、培養(yǎng)能力的重要手段（學(xué)科各項能力的集合）實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和人文精神的重要手段（寓教育于實驗中，使認識過程、情感過程、意志過程協(xié)同發(fā)展）一、高中化學(xué)實驗概述2025/2/94一、高中化學(xué)實驗概述2.化學(xué)實驗在教材中的呈現(xiàn)方式多樣化呈現(xiàn)方式內(nèi)容呈現(xiàn)：實驗類型作用性質(zhì)實驗通過實驗，探究、分析，得出結(jié)論；或驗證性質(zhì)基本操作練習(xí)基本操作（酒精燈、容量瓶）制備實驗制備物質(zhì)，得出結(jié)論(性質(zhì))應(yīng)用實驗對知識的應(yīng)用(物質(zhì)檢驗、實際應(yīng)用)實驗方案設(shè)計設(shè)計實驗步驟、裝置（CO2制取、鐵與水蒸氣反應(yīng)）實驗討論分析實驗現(xiàn)象、方法、裝置2025/2/95表現(xiàn)形式實驗X-X科學(xué)探究活動與探究實踐活動家庭小實驗思考與交流討論學(xué)與問呈現(xiàn)形式：通過多樣化的欄目呈現(xiàn)拓展實驗功能性質(zhì)實驗(為主)操作、制備探究性質(zhì)實驗實驗方案設(shè)計應(yīng)用實驗實驗討論2025/2/96目的和作用：學(xué)習(xí)基本操作鞏固基礎(chǔ)知識鍛煉基本技能培養(yǎng)觀察能力典型實驗2025/2/97科學(xué)探究目的和作用：親自體驗過程加深認識理解培養(yǎng)思維能力學(xué)習(xí)科學(xué)方法2025/2/98實踐活動目的和作用：應(yīng)用化學(xué)知識感受生活實際增強角色意思提升思維品質(zhì)

2025/2/99高中階段教材中安排的化學(xué)實驗數(shù)目

實驗科學(xué)探究實踐活動合計化學(xué)必修1277741化學(xué)必修2167528選修1化學(xué)與生活461020選修2化學(xué)與技術(shù)74516選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)4419選修4化學(xué)反應(yīng)原理166426選修5有機化學(xué)基礎(chǔ)157729選修6實驗化學(xué)202830合計10943471993.化學(xué)實驗在教科書中的分布一、高中化學(xué)實驗概述2025/2/910教材中安排的實驗、科學(xué)探究和實踐活動都要求認真完成，總共199個實驗。其中高一必修的兩個模塊中69個，在高二以后的選修當(dāng)中，文科只選修一個模塊，即選修1化學(xué)與生活，有20個實驗，也就是文科學(xué)生總共完成89個實驗。理科選修3個模塊，要完成64個實驗，也就是理科高中階段總共完成133個實驗。實驗、科學(xué)探究和實踐活動這三個部分在實際教學(xué)活動中基本上都完成。此外，往往需要補充一些化學(xué)實驗，以利于教學(xué)活動的開展和學(xué)生的學(xué)習(xí)。3.化學(xué)實驗在教科書中的分布一、高中化學(xué)實驗概述2025/2/911一、高中化學(xué)實驗概述化學(xué)（必修1）常見實驗?zāi)夸?.粗鹽的提純2.檢驗提純后的食鹽是否含有雜質(zhì)3.檢驗自來水中是否含有雜質(zhì)4.碘的萃取5.配置一定物質(zhì)的量濃度的氯化鈉溶液6.硫酸銅與氯化鈉和氯化鋇的反應(yīng)7.氫氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)8.離子反應(yīng)9.切割金屬鈉10.鈉的燃燒11.鈉與水反應(yīng)12.鋁與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)13.過氧化鈉與水反應(yīng)14.焰色反應(yīng)實驗15.硫酸鋁與氨水反應(yīng)16.氫氧化鋁與鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)17.氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的制備18.三價鐵離子的檢驗19.硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)20.硅酸鹽的耐火性實驗21.氫氣在氯氣中燃燒22.氯氣的漂白作用23.干燥的氯氣能否漂白有色紙條24.氯離子的檢驗25.二氧化硫溶于水性實驗26.氨溶于水的噴泉實驗27.濃硫酸與銅反應(yīng)28.溶液、濁液和膠體的比較29.鋁箔的燃燒30.鐵與水蒸氣反應(yīng)31.碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)比較32.三價鐵離子的氧化性33.二氧化氮被水吸收3.化學(xué)實驗在教科書中的分布2025/2/912一、高中化學(xué)實驗概述化學(xué)（必修2）常見實驗?zāi)夸?、Cl2、Br2、I2氧化性的比較2、Na與Cl2的反應(yīng)3、鉀在空氣中的燃燒、鉀與水的反應(yīng)4、鉀與水的反應(yīng)5、Mg、Al金屬性強弱的比較6、化學(xué)反應(yīng)過程中能量的變化17、化學(xué)反應(yīng)過程中能量的變化28、化學(xué)反應(yīng)過程中能量的變化39、原電池10、溫度化學(xué)反應(yīng)速率的影響11、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響12、原電池的構(gòu)成13、苯的性質(zhì)14、乙醇與鈉的反應(yīng)15、乙醇的還原性16、實驗室制乙酸乙酯17、葡萄糖、淀粉、油脂的性質(zhì)18、蔗糖的水解19、CH4的取代反應(yīng)20、石蠟油的分解21、鋁熱反應(yīng)22、海帶中碘的提取3.化學(xué)實驗在教科書中的分布2025/2/913一、高中化學(xué)實驗概述湖北省編化學(xué)（必修1）實驗報告目錄實驗一化學(xué)實驗室注意事項過濾和蒸發(fā)實驗二蒸餾萃取和分液實驗三配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液實驗四分散系及分類實驗五離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件實驗六鈉鋁鐵的性質(zhì)實驗七鈉的重要化合物焰色反應(yīng)實驗八鋁鐵的重要化合物實驗九氯氣的性質(zhì)和Cl—的檢驗實驗十二氧化硫和二氧化氮的性質(zhì)實驗十一氨氣的實驗室制法和噴泉實驗實驗十二濃硫酸的脫水性和氧化性3.化學(xué)實驗在教科書中的分布2025/2/914一、高中化學(xué)實驗概述

湖北省編化學(xué)（必修2）實驗報告目錄實驗一元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)實驗二同周期元素性質(zhì)的遞變實驗三化學(xué)能與熱能實驗四化學(xué)能與電能實驗五化學(xué)反應(yīng)的速率和限度實驗六甲烷的取代反應(yīng)實驗七石蠟油分解實驗實驗八苯的性質(zhì)實驗實驗九乙醇和金屬鈉的反應(yīng)酯化反應(yīng)實驗十糖類蛋白質(zhì)的特征反應(yīng)實驗十一鋁熱反應(yīng)實驗十二海帶中碘元素的檢驗3.化學(xué)實驗在教科書中的分布2025/2/915一、高中化學(xué)實驗概述湖北省編化學(xué)（選修3）實驗報告目錄實驗一探究元素性質(zhì)的周期性實驗二對角線規(guī)則的驗證實驗三化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)實驗四配位化合物的性質(zhì)實驗五分子的極性實驗六相似相容原理的探究實驗七晶體碘的有關(guān)性質(zhì)實驗八制取硫酸銅晶體3.化學(xué)實驗在教科書中的分布2025/2/916一、高中化學(xué)實驗概述

湖北省編化學(xué)（選修4）實驗報告目錄實驗一中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗二化學(xué)反應(yīng)速率的測定實驗三濃度、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗四催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗五影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素實驗六弱電解質(zhì)的電離實驗七實驗測定酸堿滴定曲線實驗八鹽類的水解及影響因素實驗九難溶電解質(zhì)的溶解平衡實驗十設(shè)計制作原電池實驗十一電解原理及其應(yīng)用實驗十二金屬的化學(xué)腐蝕與防護3.化學(xué)實驗在教科書中的分布2025/2/917一、高中化學(xué)實驗概述

湖北省編化學(xué)（選修5）實驗報告目錄實驗一有機化合物的分離、提純實驗二乙炔的實驗室制取及性質(zhì)、苯和甲苯的鑒別實驗三溴乙烷的取代反應(yīng)和消去反應(yīng)實驗四乙醇的消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)實驗五苯酚的性質(zhì)實驗六乙醛的氧化反應(yīng)實驗七乙酸、乙酸乙酯的性質(zhì)實驗八葡萄糖、果糖的性質(zhì)實驗九蔗糖、麥芽糖、淀粉的性質(zhì)實驗十蛋白質(zhì)的性質(zhì)實驗十一高分子材料的制備及性質(zhì)3.化學(xué)實驗在教科書中的分布2025/2/918二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的策略1、典型實驗——嚴(yán)格規(guī)范，注重學(xué)生良好實驗習(xí)慣的養(yǎng)成目的要明確（同一反應(yīng)在不同環(huán)境下有不同的實驗?zāi)康模┎僮饕?guī)范（常用儀器）解說要及時（邊做邊說，不做也說）觀察要全面（時間順序、空間順序、狀態(tài)順序、感官順序）高度要適宜（面向全體學(xué)生，容易觀察）描述要準(zhǔn)確（不隨意增減字句）啟發(fā)要適當(dāng)（巧用設(shè)問，啟發(fā)思維）結(jié)論要科學(xué)（既要有準(zhǔn)確的結(jié)論，又要留有思考的空間）形式要多樣（師生互動，靈活機動）（一）不同實驗類型的教學(xué)策略2025/2/919二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的策略2、科學(xué)探究——強調(diào)預(yù)習(xí)，注重思維能力和科學(xué)方法的培養(yǎng)科學(xué)探究包括提出問題、分析問題、作出猜想與假設(shè)、制定計劃、進行實驗、收集信息、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達與交流等多個環(huán)節(jié)。準(zhǔn)備要充分（方案研究、儀器藥品、意外事故的處理）預(yù)習(xí)要落實（預(yù)習(xí)是學(xué)生實驗的前提）課前要輔導(dǎo)（重點講注意事項及安全問題）課中要巡視（維持紀(jì)律、糾正錯誤、指導(dǎo)實驗、處理偶發(fā)）課后要總結(jié)（最優(yōu)方案、最佳過程、最合理的結(jié)論）報告要評價（評價的功能—鼓勵、督促、糾錯）

（一）不同實驗類型的教學(xué)策略2025/2/920二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的策略3、實踐活動——因地制宜，鼓勵參與，增強學(xué)生的社會責(zé)任感.因地制宜因材施教重在參與

（一）不同實驗類型的教學(xué)策略2025/2/921二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的策略（二）實現(xiàn)不同實驗功能的教學(xué)策略1、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的功能興趣是最好的老師。情景認知觀點認為，知識是具有情景性的，知識是在情景中通過活動與合作而產(chǎn)生的，當(dāng)學(xué)習(xí)發(fā)生在有意義的情景中才是有效的，只有在情景中呈現(xiàn)的知識，才能激發(fā)學(xué)習(xí)者的認知需要，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)動機。（如：鈉與水反應(yīng)、焰色反應(yīng)、蔗糖脫水反應(yīng)、噴泉實驗、鋁熱反應(yīng)、銀鏡反應(yīng)、燃燒的“冰”等）2025/2/922二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的策略2、訓(xùn)練科學(xué)方法、培養(yǎng)探究能力的功能（二）實現(xiàn)不同實驗功能的教學(xué)策略科學(xué)方法論在科學(xué)實驗中的具體應(yīng)用即為實驗方法論。在化學(xué)實驗教學(xué)中有效落實“過程與方法”目標(biāo)，是要重視和加強對學(xué)生進行“實驗方法論”的培養(yǎng)。具體的實驗方法包括實驗基本操作、實驗條件的控制、實驗數(shù)據(jù)的測定、實驗觀察與記錄、實驗數(shù)據(jù)的表格化或線圖化處理等。2025/2/923二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的策略2、啟迪科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的功能（二）實現(xiàn)不同實驗功能的教學(xué)策略國際上普遍將科學(xué)素養(yǎng)概括為三個組成部分：對于科學(xué)知識達到基本了解的程度；對科學(xué)的研究過程和方法達到基本了解的程度；對于科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響達到基本了解的程度。2025/2/924三、傳感技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用將“感觸”到的待測物的相關(guān)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)采集器能夠識別和分析的電信號,并傳送到數(shù)據(jù)采集器中。接受從傳感器傳過來的電信號,收集、存儲數(shù)據(jù),是整個系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”,它是傳感技術(shù)的核心對數(shù)據(jù)采集器提供的實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，以數(shù)值或圖表等形式呈現(xiàn)出來。傳感器數(shù)據(jù)采集器計算機及軟件2025/2/925最新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集器添加了顯示終端和數(shù)據(jù)處理軟件Vernier公司開的新產(chǎn)品LabQuest三、傳感技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用（一）幾中常用的化學(xué)傳感器介紹pH傳感器溫度傳感器導(dǎo)電率傳感器氣壓傳感器三、傳感技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用（一）幾中常用的化學(xué)傳感器介紹色度計濁度計電流傳感器電壓傳感器滴數(shù)計CO2濃度傳感器O2濃度傳感器各種離子傳感器(Ca2+、NH4+、Cl-、NO3-……)三、傳感技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用（一）幾中常用的化學(xué)傳感器介紹（二）傳感技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的作用教學(xué)模式的創(chuàng)新(POE模式-冰醋酸的電離)化學(xué)現(xiàn)象的再認識(酒精燈火焰、CO2滅火、原電池，壓強對NO2)化學(xué)知識的理解(醋酸的電離,石頭的溶解)促進教師的專業(yè)發(fā)展學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新(研究性學(xué)習(xí)、科技創(chuàng)新)認知方式的提升(四重表征)化學(xué)試題研究三、傳感技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用POE教學(xué)策略即“預(yù)測——觀察——解釋”策略（Predict——Observe——Explain），是在“觀察滲透理論”哲學(xué)觀念和建構(gòu)主義、前概念、概念轉(zhuǎn)變等教育理論基礎(chǔ)上提出的一種新型演示策略。

POE教學(xué)策略預(yù)測觀察解釋圖1實驗設(shè)備示意圖案例：酒精燈火焰溫度是外焰“最高”嗎?預(yù)測觀察解釋案例：酒精燈火焰溫度是外焰“最高”嗎?2025/2/933

案例：數(shù)字化實驗研究鋅銅原電池的能量轉(zhuǎn)化

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案例：雙液原電池實驗雙液鋅銅原電池的能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達到了90.76%案例：壓強對于化學(xué)平衡的影響2NO2N2O4問：當(dāng)增大壓強后，化學(xué)反應(yīng)向哪個方向移動？答：向正反應(yīng)移動，即向氣體體積減小的方向移動！101KPa約200KPa體積壓縮為原來的一半，壓強先增大為原來的約2倍，然后又有所降低。二氧化碳滅火實驗的探究之路31數(shù)字化手持技術(shù)實驗的“新發(fā)現(xiàn)”32案例：二氧化碳滅火實驗中國知網(wǎng)檢索1：二氧化碳教學(xué)設(shè)計中國知網(wǎng)檢索2：二氧化碳實驗1、二氧化碳滅火實驗的30年創(chuàng)新之路2010版教材實驗：《二氧化碳和一氧化碳》

——九年級《化學(xué)》上冊（人教版）第六單元課題3傳統(tǒng)的改進方法1、二氧化碳反應(yīng)裝置的改進參考文獻：姚俊春，二氧化碳滅火實驗的創(chuàng)新設(shè)計.甘肅教育，2009（10）微型啟普發(fā)生器優(yōu)點：將二氧化碳反應(yīng)裝置與滅火實驗連接，控制二氧化碳的加入量和加入速度，解決二氧化碳的儲存與供應(yīng)問題。參考文獻：黃云生，二氧化碳的制取與性質(zhì)實驗改進.自然教學(xué)，2003(11).傳統(tǒng)的改進方法2、蠟燭裝置的改進將蠟燭改為燃著的酒精燈芯，使火焰熄滅現(xiàn)象更明顯。參考文獻：趙林強，二氧化碳的性質(zhì)實驗改進.實驗方法與實驗設(shè)計，2007(11).傳統(tǒng)的改進方法優(yōu)點：保證蠟燭從底部向上逐漸熄滅，使現(xiàn)象更加明顯。參考文獻：王錦化，二氧化碳性質(zhì)實驗的改進.實驗與教具改革，1997(6)傳統(tǒng)的改進方法3、二氧化碳加入裝置的改進參考文獻：夏友林，二氧化碳有關(guān)性質(zhì)實驗的改進和補充.實驗教學(xué)與儀器，1997(6).高玉蘭，二氧化碳滅火實驗裝置.實驗教學(xué)與儀器，1996(1).傳統(tǒng)的改進方法先將二氧化碳倒入礦泉水瓶中，再將水瓶慢慢提起，釋放出二氧化碳氣體進行實驗。參考文獻：李德前，二氧化碳性質(zhì)實驗的改進二則.實驗改進，2004(12).李德前，二氧化碳性質(zhì)實驗的綜合設(shè)計.化學(xué)教育，2008(10)傳統(tǒng)的改進方法優(yōu)點：保證二氧化碳氣體從燒杯底部開始充滿，提高實驗的成功率。并”化無形于有形”，讓學(xué)生“看”到二氧化碳的流動。參考文獻：鄭木木，對檢驗二氧化碳性質(zhì)實驗的改進.教學(xué)儀器與實驗，2001，13(2).傳統(tǒng)的改進方法2為提高實驗的“成功率”而努力傳統(tǒng)改進方法的優(yōu)點3使現(xiàn)象更明顯、更易于觀察教學(xué)目標(biāo)關(guān)注“宏觀表征”傳統(tǒng)改進方法的缺點1局限于玻璃儀器裝置的改進2著重宏觀現(xiàn)象的講解，缺乏利用定量數(shù)據(jù)探討實驗的創(chuàng)新3難于解決新課程關(guān)注的下列問題問題1、蠟燭熄滅時，周圍的氧氣濃度是否為零？問題2、如何證明蠟燭熄滅時周圍是否有氧氣？問題3、每支蠟燭熄滅時，周圍的氧氣濃度是否一樣？案例：二氧化碳滅火實驗中的疑問宏觀現(xiàn)象測量什么數(shù)據(jù)傳感器的擺放位置蠟燭由下至上逐根熄滅氧氣濃度亮度氧氣傳感器光強度傳感器二氧化碳滅火實驗的科學(xué)探究結(jié)果分析氧氣濃度變化曲線光強度變化曲線氧氣濃度曲線分析AB段：加入二氧化碳前，氧氣濃度為22.15%。ABCDB點：開始倒入二氧化碳氣體ABCD氧氣濃度曲線分析BC段：加入二氧化碳，氧氣濃度逐漸下降A(chǔ)BCD氧氣濃度曲線分析C點：蠟燭熄滅，氧氣濃度為13.48%，不為零。ABCD氧氣濃度曲線分析CD段：實驗結(jié)束，空氣中的氧氣補充進來，氧氣濃度上升。ABCD氧氣濃度曲線分析AB段：蠟燭火焰閃爍不定，光亮度有微小波動光強度曲線分析ABCDCD段：蠟燭全部熄滅，光亮度達到最低值，并基本不變。ABCD光強度曲線分析得出結(jié)論1氧氣即時濃度可通過儀器進行定量測定2蠟燭熄滅時，周圍的氧氣濃度不為零3改變傳感器的擺放位置重復(fù)測量，可以探究每根蠟燭熄滅時周圍氧氣濃度是否相同。探究溫度對電離平衡的影響

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醋酸升溫過程pH變化曲線探究濃度對電離平衡的影響

圖3加水稀釋10倍pH變化曲線向0.1mol/L的鹽酸和醋酸溶液中同時加入水，各稀釋10倍，請你預(yù)測稀釋后pH的變化情況如何？同離子效應(yīng)

向0.1mol/L的醋酸溶液中加入少量醋酸銨固體圖4向稀醋酸中加入醋酸鈉固體石灰石能溶解嗎？導(dǎo)電率：11.1739.3滴入酚酞：淺紅紅無色第二天紅色裉去了？？？課堂教學(xué)應(yīng)用對比碳酸鈉與碳酸氫鈉與鹽