2015年3月北京市海淀区高中示范校 高三化学 探究铜粉与硝酸铁溶液反应的实验 公开课教案
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【小结并板书】根据讨论我们明确了科学设计实验方案的方法过程:首先正确的设为方案的正确性提供了依据——确定了实验目的,再依据实验目的,用科学的控制变量的实验思想为指导选择试剂,设计方案,并对现象进行预测。以上这些都是我们下一步实验取证的基础。
【提问】请同学们将设计好的实验方案与其他小组分享。
学生设计方案预设:
1.0.5 mol/LFeCl3与足量的铜粉反应。
2.与0.5mol/L Fe(NO3)3溶液pH相同,c(NO3-)=1.5mol/L的HNO3溶液与铜粉反应
3.铜粉与0.5mol/L Fe(NO3)3溶液反应后的清液与酸性KMnO4溶液反应
课题名称:探究铜粉与硝酸铁溶液反应的实验
-----基于科学推理的实验探究
班级:授课教师:时间:
教学指导思想
《化学课程标准》明确指出课堂教学要以提高学生的科学素养为主旨;重视科学、技术与社会的相互联系;倡导以科学探究为主的多样化的学习方式。化学课程中的科学探究,是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。
本节课的教学设计针对以上几个学生的问题都有重点突破,让学生在具体情境中讨论,反思,总结。
教学目标及重难点
【知识与技能】
1.明确的环节方法
2.清楚科学实验探究各环节之间的联系。
3.学会用控制变量的实验思想指导实验设计。
【过程与方法】
1.形成科学实验探究的一般思路方法。
2.形成基于科学推理的理性思维方法。
教学内容分析
初中阶段要求学生初步形成基本的化学实验技能,初步学会设计实验方案,并能完成一些简单的化学实验。认识科学探究的意义和基本过程,能进行简单的探究话动,增进对科学探究的体验。
高中阶段,课本中的实验设计科学探究内容的少,制备实验和性质验证实验居多,在习题中才会见到探究性实验的身影。课标和高考中对实验探究和实验的思想方法有比较高的要求。
【提出实验要求】下面请同学们以小组合作的形式进行分组实验
【提问】请各个小组的代表汇报实验结果,并对结果进行分析。
【提问】根据我们设计完成的实验能否证实我们的假设?
【提问】根据同学们的讨论分析,我们针对什么物质氧化了铜粉提出几种假设?
【小结并板书】溶液由黄色变为绿色的实验现象,说明了铜粉被氧化。然后在反应体系中利用所学的氧化还原的知识寻找可能的氧化剂,显性的氧化剂为Fe3+,而隐形的氧化剂——酸性环境下的NO3-需要我们利用盐类水解的知识分析得到。
因此提出合理假设的前提是原理知识的运用和系统分析的方法
【过渡】如何才能证实我们的假设是否成立呢?
【提问】请同学们根据所提供的药品以小组讨论的形式设计实验方案,并将实验方案(目的,步骤,现象预测)完成在学案上。
药品提供:铜粉,0.5mol/L e2(SO4)3溶液1mol/LHNO31.5mol/L HNO3蒸馏水PH试纸1mol/L盐酸酸性KMnO4溶液
它涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。学生通过亲身经历和体验科学探究活动,激发化学学习的兴趣,增进对科学的情感,理解科学的本质,学习科学探究的方法,初步形成科学探究能力。
学生情况分析
由于教材,实验条件课时等多方条件限制,学生少有机会做探究性实验,即使遇到探究性实验也是多在习题中以纸上谈兵的形式解题。
本节课以铜粉与硝酸铁溶液反应的实验情景为依托,引导学生根据现象提出问题,通过应用原理知识和系统分析过程提出合理假设,根据假设设计实验方案进行实验取证,在实验过程中收集证据,最终应用科学推理分析实验现象得到结论。让学生通过探究过程体会探究各个环节之间的关系,体会基于科学推理的实验探究的过程,体会探索科学的乐趣。最后以2012年高考实验题为新的情景,让学生基于现象进行系统分析,提出合理假设,设计验证方案,进一步体会基于科学推理的实验探究在高考实验题中的应用。
【情感态度与价值观】
1.进一步学会以小组合作的形式学习。
2.体验科学思维过程带来的快乐。
3.进一步提升学生的科学素养。
【教学重点】
将科学推理的过程融于实验探究过程
【教学难点】
1.控制变量思想在设计实验环节中的应用。
2.让学生自觉把科学探究的思路方法应用于解决实际问题的过程中。
教学过程
教学
环节
教师活动
本节课授课对象为高三学生,具备一定的化学反应的基本原理知识,有了一定的科学推理的知识背景和能力,对实验探究的基本环节也有了一些了解。但是对基于科学推理的实验探究过程并无太深体会,也没有将每个探究环节的方法打开,具体化;对于探究环节之间的关系也不太清楚。
另外学生在设计实验的环节中,还不会科学应用控制变量的实验思想。
科学探究是一种重要的学习方式,也是义务教育阶段化学课程的重要内容,对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。化学探究实验教学不仅能够为学生充分发挥实验能动性提供重要途径,而且还是有效实施中学化学实验教学目的、落实培养科学素质目标的重要且必要的前提条件。这是“以实验为基础的化学教学观”的核心思想。
科学实验探究,是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。它涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。在教学中不仅要让学生体验和明确科学探究的思路和方法,也要让学生体会理性思维,科学推理在探究过程中的重要性。在探究过程中观察是起点,实验为手段,思维是核心。观察离不开思维,认识从感性飞跃到理性阶段更离不开理性的思维,只有正确的科学推理,理性思维才能促进化学实验逐步深入。
学生活动
设计意图
引入
观察现象
提出假设
小结1
设计实验
讨论
方案
小结2
实验取证
实验
结果
交流
得出
结论
小结3
应用
【提问】前面我们已经复习过氧化还原反应的知识,请同学们根据所学知识预测足量铜粉与0.5mol/L硝酸铁溶液混合会产生什么现象?
【提问】我们的预测是否正确呢?请同学观察实验,并且分析产生现象的原因。
【实验演示】足量铜粉与0.5mol/L硝酸铁溶液反应