化学反应的方法范文

时间:2023-11-15 17:58:13

导语:如何才能写好一篇化学反应的方法,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

化学反应的方法

篇1

1、催化剂能缩短化学反应平衡。

2、在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。

3、催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位,例如,合成氨生产采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。

(来源:文章屋网 )

篇2

关键词 高中 焰色反应 化学实验 方法

0绪论

随着新课改教学目标的提出,高中化学课程学习标准发生了很大的转变,而最为突出的就是更加注重对学生探索、探究能力的培养,突出学生的化学实验素养训练。掌握必要的化学实验技能也是对我们高中学生最为基础的化学学习要求。焰色反应主要是通过对金属盐进行灼烧并观察火焰颜色,从而判断物质中是否含有某些金属元素,它作为高中化学实验课程设计中必不可少的实验项目之一,是我们高中生所必须要掌握的实验内容。然而目前教材中关于焰色反应的课程设置存在一些缺陷,如果我们能够勤于思考、善于观察,发现这些缺陷并进行优化改进,那么定然能够培养起扎实的化学实验基础,提高对化学的学习兴趣,增强分析问题、处理问题的能力。

1实验内容设计及改进目的

1.1焰色反应原理

焰色反应主要是根据某些金属或者它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时会呈现出不同颜色的火焰,而对这些金属离子进行检验的一种化学实验方法,从而可以判断物质中是否含有这些金属或金属化合物。

焰色反应实验相对比较简单,所用到的材质以及手段都比较少,主要可以检验钠离子、钾离子、铜离子、钡离子、钙离子等,而其检验的根据则是这些金属离子在灼烧时呈现出不同的颜色,如钠离子为黄色,钾离子为浅紫,铜离子为绿色,钡离子为黄绿色等。我们通过对于不同离子进行检验可以掌握这些离子的灼烧颜色,并且判断化学物中是否含有某种金属元素。

1.2教材中的焰色反应实验

实验用品:铂丝、酒精灯、蓝色钴玻璃、盐酸、待检验的金属盐。

实验步骤:(1)将铂丝用盐酸清洗干净,然后在酒精灯火焰上进行灼烧,直到和原火焰颜色一样为止;(2)用铂丝蘸取少量待检验的金属盐溶液,在火焰上灼烧,观察火焰颜色,而检验钾金属盐时要透过蓝色钴玻璃;(3)将铂丝再次用盐酸清洗干净,并在火焰上灼烧至颜色和原火焰颜色相同;(4)蘸取另外的待检验金属盐溶液,再在火焰上灼烧,观察颜色。灼烧过程如图1所示。

1.3教材实验不足之处分析

一是酒精灯火焰颜色干扰性太强。由于酒精灯玻璃材质中含有钠元素,而且如果灯芯不干净会使得酒精灯火焰自身呈现黄色,对于钠、钾元素焰色造成干扰,无法做出准确判断;二是实验演示过程步骤太多。在做一种金属元素焰色反应之前,都要先将铂丝洗净,然后在酒精灯火焰上灼烧,然后再蘸取待检验的金属化合物,再灼烧,时间消耗量很大,这对于我们而言需要一定的耐心,而且对我们学生实验兴趣的培养有所不利;三是铂丝蘸取量过少,焰色强度不够突出,现象不明显;四是污染问题严重。在实验过程中由于铂丝要先用盐酸洗涤之后再在火焰上灼烧至无色,而且灼烧过程中盐酸会挥发,散发到空气中会造成一定程度的污染;五是实验成本高。在实验中要反复用到铂丝,但是铂丝费用都很高,无疑会增加实验成本。此外,自然光线也会对焰色造成一定的干扰。

1.4实验改进目的分析

教材中的实验存在着一些不足,而且火焰燃烧时间短,我们学生在实验中观察得不够清楚,有些时候还要从教学实验录像中观看实验效果,这样对实验自身乐趣的体验非常不利,也无法有效贯穿新课改要求,体现不出教程课改的意义。长时间发展下去,只会让我们单纯记忆实验现象,而无法培养起我们良好的动手习惯,这样必然会重复以往死记硬背的套路,对我们学习能力的培养没有任何作用。

对于教材实验中焰色反应所存在的不足,有很多教学工作者、实验学习者都对其进行了优化改进,提出了一些改进方法,但是这些方法都或多或少存在着另外的缺陷,实验效果不够理想,如喷雾法虽然火焰大且焰色明显,但是持续时间过短,而且会消耗大量试样;用氢气充当火源会让火焰背景颜色为蓝色,从而减小火焰自身颜色的干扰,但是氢气制备、存储都比较麻烦,而用甲醇充当火源虽然也会起到同样的效果,但甲醇有毒且易挥发。针对这些优化实验的不足,有必要重新设计出一种更加完美、合理的实验方法,对原有实验进行优化,而设计的要求就是无毒、环保、易于制备且存储、火焰颜色不会对实验造成干扰。

2焰色反应实验改进

2.1灯的改进――无色火焰的制取

固体酒精是经常见到的燃料,尤其是在餐饮业、旅游业等行业,由于它具有使用方便、无污染等性能,因此应用范围越来越广。虽然市场上的固体酒精销售很多,但是不建议直接从市场上采购,而是自己制备,主要是由于市场上的固体酒精或者是以硬脂酸、石蜡等物质作为原料制备得到,这类原料自身含有钠元素,会对火焰产生影响:或者是以硝化纤维为原料制备得到,但是硝化纤维危险性很强,所以也不适合。

在实验室制备固体酒精时用醋酸钙作为固化剂,根据“醋酸钙在酒精以及水溶液中具有不同的溶解度”这一原理而制备得到。但是由于这样制得的固体酒精中残留有钙元素,会对火焰产生一定影响,所以我们需要选择一种更好的固化剂,而琼脂就是非常适合的选择。因为琼脂自身不容易燃烧,因此所制得的固体酒精在燃烧过程中不存在颜色干扰现象,同时用琼脂制备的固体酒精燃烧时也不会产生黑烟,非常环保,因此在本实验中选用琼脂固体酒精作为火焰源。

2.2固体酒精燃烧方式优化

固体酒精进行燃烧时,出于安全考虑,要放置在合适的仪器中。而实验室常用的固体酒精盛放仪器有表面皿、坩埚、石棉网等,由于石棉网通过石棉纤维制备而成,其中含有钙元素,会对实验结果产生干扰,而坩埚、表面皿中含有钠元素,对实验结果同样也不利,因此本实验中直接将固体酒精放置于金属盐表面进行灼烧,从而排除了仪器中钙、钠元素的影响。详细的燃烧如图2所示。

将金属盐粉末放在固体酒精的下面,而琼脂固体酒精直接在金属盐表面燃烧,这样做的目的在于:(1)金属盐粉末可以把固体酒精和表面皿隔离开,从而防止盛放仪器对火焰结果产生干扰;(2)由于固体酒精为块状结构,在实验完成后直接用镊子将固体酒精取走,而剩下的金属粉末能再继续进行实验,有利于绿色化学的实现;(3)因为固体酒精直接与金属粉末接触,所以火焰颜色特别深,效果明显,容易观察。

2.3改进买验的买施

实验仪器:三角架、石棉网、酒精灯、表面皿、10mL量筒、天平、玻璃棒、药匙、火柴、镊子、烧杯。

实验试剂:蒸馏水、琼脂、无水乙醇、金属盐

琼脂固体酒精的制备:(1)用天平称取0.2g琼脂,加入到烧杯中;(2)用量筒称取10mL蒸馏水,加入到盛有琼脂的烧杯中;(3)将烧杯放置在石棉网上进行加热,直到琼脂完全熔融;(4)再用量简称取10mL无水乙醇,加入到已经熔融的琼脂中;(5)加热停止,待琼脂冷却到室温后,便可得到固体酒精。

焰色反应操作过程:(1)称取一定溴化钾粉末放置在表面皿中,在溴化钾表面加入一定量的琼脂固体酒精;(2)点燃固体酒精。由于固体酒精在点绕后火焰和溴化钾接触面很广,因此无需透过蓝色钴玻璃也能够清晰地看到紫色火焰;(3)熄灭火焰后,更换其他金属化合物,再重复以上过程,就可以对其他金属元素进行检验。

3焰色反应实验改进后的优点

该优化实验由于采用琼脂固体酒精作为火焰源,而且火焰与待测物问的接触面积大,因此具有一系列的优点:(1)优化实验中并未用到价格昂贵的铂丝,可以有效降低实验成本;(2)琼脂固体酒精燃烧时,背景颜色为蓝色,在观察钾元素火焰反应时无需透过蓝色钴玻璃,简化了实验程序,而且火焰深度大,可见度高,火焰现象明显;(3)琼脂固体酒精可以在实验前就准备好,而且琼脂固体酒精能够长时间密封保存,可以极大地方便实验进行,缩短实验前期准备时间;(4)待焰色反应完成之后,可以用镊子将固体酒精夹出,而下面的金属盐能够回收重复利用,有利于绿色化学理念的实施。金属盐之所以能够回收重复使用,就是因为在进行焰色反应时,金属元素中的电子仅发生跃迁,产生不同的火焰颜色,属于物理变化,并没有产生化学变化,因此金属盐的性质不发生变化:(5)琼脂原料容易获取,而且在生活中应用也非常广泛,如果冻、冰激凌、软糖等食品中都有掺杂,因此利用琼脂作为实验原料,也体现出化学实验与日常生活的紧密关系;(6)琼脂固体酒精成本低,制造工艺方便,保存时间长;(7)改进后的实验增加了趣味性,有助于提高我们的化学实验学习兴趣。

改进后的实验效果非常明显,既可以作为教学课堂演示,也便于我们学生自己操作实验,而且有助于我们学习兴趣的激发,可以达到改进实验的目的。当然,改进的方法还有很多,但是由于版面原因,这里仅介绍了利用固体酒精作为燃烧源,并且对灼烧方式也进行了改进。如果我们在平时实验中善于观察、总结,定会收获更多的实验乐趣,真正将化学实验与日常生活融合起来,实现从生活中学习的目的。

篇3

关键词:高职院校;化学反应工程;课程改革;改革实践

引言

进入新世纪以来,我国高职院校教育工作相对于先前有了较大的变化,对人才的培养也有了更高的目标。在高职化学反应工程教学中,遵照课程要求,针对性的逐渐完善化学反应工程教学体系,提升化学反应工程课程的教学质量,对高职院校教育工作的提升是非常关键的。在对“化学反应工程”课程的改革与实践中应从如下四个方面入手:

1、确定建设目标,深化教学改革,构建国内一流课程

化学反应工程包含了化工热力学、物理化学、控制与优化及化工传递过程等知识点,总体的知识领域较为广泛,对于培养高职学生的化学基础知识素养,提升学生的化学分析能力是非常关键的,因此,在进行高职“化学反应工程”改革时,应当首先认识到化学反应工程为所有化工课程的核心,为化工专业的专业主干课程。

外国知名大学在化学反应工程方面的研究及教学工作现对于国内对化学反应工程的研究及教学是较为超前的,因此,在进行化学反应工程课程改革时,全面的剖析国外知名大学同类课程的发展趋势,对提升化学反应工程课程改革的创新性及有效性是非常必要的。在具体的实施过程中,高职院校化学反应工程的教师可以首先通过互联网搜索国外知名大学的校园网站,跟踪了解国外知名大学在化学反应工程方面发展趋势,例如:剑桥大学、ARIZONA大学等国外知名大学内化学反应工程的课程设置等情况。其次,在化学反应工程课程教学中,可以借鉴国外知名大学化学反应工程的教学计划、教学资料,从而更好的开阔高职学生的眼界,激发学生学习化学反应工程课程的学习兴趣。第三,如果经济等方面的条件允许,高职院校化学反应工程课程的教师可以赴国外进行化学反应工程课程的访问与学习,亲身体检国外知名大学在化学反应工程课程教学方面所做的工作,学习化学反应工程的教学模式,这对于更好的开展化学反应工程改革有着重要的推动作用。

2、阐明基本原理,联系开发实例,教学内容精益求精

2.1精选了化学反应工程课程教学中基本原理的内容

化学反应工程的重点为将化学反应的机理阐明,将反应工程的基本理论、概念及研究方法介绍给同学,因此,在进行高职化学反应工程的课程改革时,应将化学动力学、理想流动反应器、间歇反应器、化学反应过程中质量与热量的传递,反应器稳定性及反应选择性作为化学反应工程的课程的主要讲解内容,并按照浓度效应与稳定效应展开相关的化学反应工程讨论工作,力求确切阐述、清楚表达,为高职学生更好的学习化学反应工程和化学反应器相关的知识打下坚实的基础。

2.2更新了反应工程课程教学中过程开发的案例分析

工业反应器为化学反应工程的主要研究对象之一,同时化学反应工程中理论联系实际的情况较多。很多高职教师在化学反应工程课程教学的过程中往往承担有与化学反应工程课程相关的科研项目,因此,这就为化学反应工程课程改革提供了较好的平台,教师可以将科研成果作为化学反应工程课程的具体案例进行开发与分析,从而更好的提升整个化学反应工程课程教学的精彩性,使之做到言之有物,更好的丰富整个化学反应工程课程的内涵,也能够帮助学生更好的了解与学习到化学反应工程在具体的开发过程中的作用与进展。

2.3 增加了生化、材料、环境等反应工程方面的内容

现阶段很多高职院校的化学反应工程教学缺乏教学所需的学习氛围,因此,在高职院校进行化学反应工程的改革时,增加了与化学反应工程相关的材料、生化及环境等方面的能够有效的反应出化学反应工程前沿的内容是有其必要性的。在具体实施时高职院校可以借此拓展课程内容的内涵,请学有专长的专家学者介绍生化反应工程、聚合反应工程、电化学反应工程、精细化学品反应工程、环境反应工程等新方向、新进展,有效的实现学生在学习化学反应工程课程时思路与眼界的开阔。

3、讲授研讨结合,试行双语教学,教学方法不断改革

高职院校在进行化学反应工程课程改革时,应重视教学方法的转变,传统的教学方式在一定程度上仍有一定的借鉴意义,因此,在进行改革时还应当继续坚持传统的教师讲授的方式,在教师讲授的同时,加入一定量针对性的讨论式教学方法,组织学生针对性的对化学反应工程的某些重要的知识点进行讨论。在化学反应工程课程具体讲授的过程中,注意应用归纳法、对比法及演绎法等方法,针对不同的化学反应工程内容,应采用不同的教学方法,在提升化学反应工程课程教学质量方面应下功夫,例如:在讨论串联反应优化问题上,引导学生精心制作了电子课件,并鼓励学生上讲台讲解,学生的积极性很高,既活跃了课堂气氛,学生本身也觉得收获很大。

其次,在化学反应工程课程改革时加入一定量的双语教学方式,能够较好的提升化学反应工程课程教学的质量,担任化学反应工程双语教学的教师一般均为博士学历,具有较多的国内外学习的经历,上课课件、板书全部采用英语书写,考试试题与解答也全部采用英语表达。双语教学试点吸引了一批具有较高外语水平的优秀学生参与,而上课教师也将国外化学反应工程教学思想与教学理念融入到课堂教学过程中,这对于提升学生学习的积极性有着较大促进作用。

4、结束语

在化学反应工程的教学改革的过程中,教师还应当充分的利用现代化教学设备,将教学的内容通过现代化多媒体技术呈现出来,更好的提升化学反应工程课程教学的生动性、形象性,这对于提升高职学生学习的兴趣也是较为重要的。

[参考文献]

[1]王琳琳,陈小鹏,梁杰珍,刘幽燕,韦小杰.改革地方院校课程教学模式和内容,培养学生工程与创新能力――以广西大学化学反应工程教学为例[J].实验技术与管理,2012,08:10-14.

篇4

【关键词】定性 定量 化学反应速率

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)35-0135-01

定性――用文字语言进行相关描述,定量――用数学语言进行描述,定性分析与定量分析应该是统一的,相互补充的;定性分析是定量分析的基本前提,定量分析使之定性更加科学、准确,它可以促使定性分析得出广泛而深入的结论。化学教学中的定性是指研究对象的性质,包括物理性质和化学性质,例如看到浓盐酸就要想到它有挥发性,看到硫酸铜溶液就要想到蓝色,等等;然后主要考虑化学性质,例如看到金属就应该想到其具有还原性,在反应中失去电子,看到非金属单质如Cl2、O2应该想到其具有氧化性,在反应中得到电子。 定量主要是针对定性中的化学性质而言的,主要是要考虑反应物的用量问题,反应物是恰好完全反应,还是某一种反应物有剩余,如“适量”表示恰好完全反应,“过量”表示该物质有剩余,等等。下面我结合化学反应速率的教学来谈谈化学教学中从定性到定量的变化。

化学反应速率在高一化学2中已经涉及,但仅限于让学生了解化学反应有快有慢,化学反应的快慢可以用化学反应速率来表示。高二选修《化学反应原理》专题2第一单元的教学中又重新出现了化学反应速率这个知识点,这两次出现在教学要求上有什么不同呢?认真对比教材的编写内容,你就会发现《化学反应原理》中关于化学反应速率的教学其教学目标是让学生定量地认识化学反应的快慢。也就是高一你要知道爆炸反应快,钢铁腐蚀反应慢,高二的教学要让学生了解爆炸反应比钢铁腐蚀快了多少?同一个化学反应在不同时间段内反应的速率是否相同呢?用什么方法测定一个化学反应的反应速率呢?我的教学设计如下:

通过图片对比天津爆炸案发生的极快,溶洞的形成极慢来说明化学反应有快慢之分,向学生提问,用哪个物理量来描述化学反应的快慢,引入化学反应速率的概念。

观察与思考:在室温下,有少量催化剂存在时,过氧化氢在水溶液中发生分解反应:2H2O2=O2+2H2O反应过程中过氧化氢的物质的量浓变化如下表所示。

学生完成作图:

让学生分析图像中,随着反应时间的变化,以H2O2的表示的化学反应速率变化趋势,及前20分钟与后20分钟所表示的速率是否相同。

通过这样的教学活动,使学生认识到,化学反应速率是平均速率,瞬时速率可以通过数学方法得到。在单一反应物中随着反应物浓度的降低,反应速率在下降,那么在多组分的反应混合物中用不用物质表示的速率会有什么变化呢?

投影:N2O5在四氯化碳溶液中发生反应的实验数据如下:

请同学们分析,同一时间段内,同一个化学反应用不同的物质表示其反应速率,数值是否相同,数值之间有什么联系?

学生之间进行分组交流与讨论:得出结论。

同一个化学反应用不同的物质表示其反应速率,数值不一定相同,但是数值之比等化学方程式的系数之比。教学纠正为化学计量数之比。

教师,以上的实验数据是怎样获得的呢,阅读教材P34页,了解化学反应速率的测定方法,然后进行活动探究:盐酸与大理石反应的化学反应速率测定,实验装置如下:

图2-3 大理石与盐酸反应的实验装置图

篇5

关键词:化学实验;实验教学;案例分析;方法与思路

随着教学改革的逐步深入,中学化学实验的教学改革也受到了广泛关注[1-2]。开展中学化学实验教学改革,对于培养学生的创新精神和实践能力、提高中学化学教学质量具有重要意义。目前,在化学实验教学中,一些教师只注重传授化学知识,强调实验结果或结论,却忽略了引导和启发学生对实验过程的探索,这非常不利于培养学生的科学品质和科学态度[3]。化学实验探究是培养学生科学探究能力、创新能力的主要途径[4],《义务教育化学课程标准》已明确指出,科学探究是一种重要而有效的学习方式。因此,选好、设计好和利用好实验,充分发挥实验的探究功能,培养学生的科学探究品质是化学教师的一项重要工作。在教学实践中,我们以“影响化学反应快慢因素的探究”为研究课题,探索了素质教育改革背景下化学实验教学对于培养学生科学探究能力和科学素养的重要性。

1案例与分析

1.1问题的提出

根据提出的研究课题,我们针对化学专业学生在进行教育实习中的课堂授课情况进行汇总,设计了三个不同的案例,三个案例中均针对以下五个问题进行:(1)探究判断化学反应快慢;(2)探究反应物本身对化学反应快慢的影响;(3)探究温度对化学反应快慢的影响;(4)探究浓度对化学反应快慢的影响;(5)探究催化剂对化学反应快慢的影响。

1.2教学案例

1.2.1案例一[教师演示实验]教师在课堂上根据探究的问题依次演示以下四组实验:①锌粒分别与1mol/LHCl、1mol/LHAC反应;②双氧水在热水浴中分解、在冷水浴中分解;③锌粒分别与1mol/LHCl、0.01mol/LHCl反应;④双氧水在不加任何其他试剂下分解、双氧水在二氧化锰催化下分解。[学生得出结论]学生通过观察教师实验,得出每组实验由于反应条件不相同而引起了反应速率不同。[教师提出问题]哪些因素可能影响化学反应速率?[学生得出结论]影响化学反应速率有反应物本身、温度、浓度和催化剂。[教师讲解并总结]主要有要点两个:①反应物本身性质、温度、浓度的变化、合适的催化剂等都会影响反应速率的快慢。②教师分组进行实验时用到的科学方法:对比法、控制变量法等。1.2.2案例二[设置问题情境]教师通过PPT展示实际生活中的化学反应现象:钢铁生锈、溶洞形成、牛奶变质、火药爆炸、天然气爆炸等,体会化学反应有快慢之分。[教师提出问题]哪些因素可能影响化学反应速率的快慢?[明确探究任务]首先教师根据可能影响化学反应快慢的因素,向学生提供4组试剂(锌粒、1mol/LHCl、1mol/LHAC;双氧水、热水、冷水;锌粒、1mol/LHCl、0.01mol/LHCl;双氧水、二氧化锰)。每个小组只拿到一组试剂,按照课本中的实验步骤做实验。教师请同学们思考:通过什么说明化学反应的快慢?哪些因素可能影响化学反应的快慢?[交流研讨]学生按照教师提出的问题流程课堂上对以下四个问题进行交流:①教师給你们小组提供的化学试剂是什么?②你们小组预测的影响化学反应快慢的因素有哪些?③通过什么现象说明化学反应的快慢?④实验现象和实验结论?[学生得出结论]通过讨论,每个小组都能发现一个影响化学反应速率的因素,共同讨论找出了影响化学反应速率的大部分因素。[教师总结提升]最后教师对学生交流得出的结果进行总结提升:①生成气体冒气泡的快慢、生成沉淀的快慢、颜色变化的快慢等都可以来说明化学反应的快慢。②反应物本身性质、温度浓度的变化、合适的催化剂都会影响化学反应的快慢。③教师进行分组实验时所用到的科学方法:对比法、控制变量法等。1.2.3案例三[设置问题情境]元宵节燃放烟花时五彩缤纷的场景和敞开口盛放了一周时间已变质的牛奶为例,对比感受生活中化学反应速率有快慢之分。提出问题:人们在生活中是如何控制化学反应速率的快慢呢?[教师提出问题]影响化学反应速率的因素可能会有哪些?[确定探究的任务]①请预测有哪些因素可能影响化学反应速率?②教师为学生提供的试剂有:Zn、1mol/LHCl、1mol/LHAC、0.01mol/LHCl、双氧水、热水、冷水、二氧化锰、Na2CO3粉末、块状大理石。③学生分组自由选择实验试剂,然后设计实验方案。④学生思考如何处理有多个影响因素的情况?⑤学生思考通过什么现象说明化学反应的快慢?[展开活动]学生依据探究任务开展小组合作探究活动。教师提供的材料:用来保鲜食品的方法、酸雨对建筑物腐蚀逐年加剧、固体碳酸钠粉末与稀盐酸的反应,块状大理石与稀盐酸的反应、工业上催化制氨等。[交流讨论]按照教师事先提供好的汇报框架,实验结束后小组之间进行交流讨论:①你们组预测的是哪个(些)影响化学反应快慢的因素?②你们组选择了哪些试剂?③请写出你们组的实验方案?④你们组是通过哪些现象证明化学反应的快慢?⑤当受到多个因素的影响时,你们组是如何处理的?⑥你们组的实验现象和实验结论分别是什么?[得出结论]通过探究活动和交流讨论,每组将至少能够发现一种影响化学反应速率的因素,有的小组会完成的特别好,找到了3~4个影响化学反应速率的因素。[小结]教师对整个实验进行总结,进一步明确探究的结论,强调科学方法及科学思维,引导学生积极将结论应用于生活生产的实际中。

1.3对案例的分析

第一个教学案例中,教师占主导作用,在这一教学过程中,多数学生通过观看实验现象,可以得出结论。但存在两个问题:一方面,多数学生注重的是实验的成败,而对实验操作的规范与否不加以考虑。另一方面,通过教师实验,学生直接得出结论,与直接灌输给学生答案差别不大,学生的思考能力没有得到发挥。第二种教学案例中,教师按照“提出问题说明原理给出结论实验证明”的程序进行教学,这种模式明确而清晰,有利于学生对相关知识的理解和记忆,教师对整个教学过程也容易控制。同时,教师创设问题情境,能够引起学生的兴趣,教学过程相对简单,节省了课堂教学时间,教师普遍喜欢采用这种模式。仔细分析,这种模式还是传统课课堂的演示实验和学生分组实验的组合,只是验证了一个结论。第三个教学案例,实验的设计是一个完整的化学实验探究教学过程,在教师的指导下,由学生自主设计,独立操作完成实验,教师对实验的教学方式和教材资料的编排顺序均做了改变,这样使学生主动积极地参与到课堂教学的每一个环节中去,通过学生亲自动手和动脑,设计实验,参与讨论,把生活中的、社会中的实际问题与自己的已有的知识联系起来,提高了课堂实验教学的效果,进而提高了学生的综合素质。

2在化学实验教学中存在的问题

化学是一门实验性的学科,多年来,化学实验教学实质上是化学理论教学的附属,实验成为理论知识的验证。这种“重理论,轻实验”的教学模式不利于发挥学生的主动性和积极性,不利于培养学生的创新思维、创新意识和科学品质。主要的问题有:实验教学形式主要以教师演示为主,教学模式比较单一,学生主动思考积极性不高。文献表明[5],约72.41%的教师在教学过程中常常采用演示实验的实验教学方式,有27.7%的教师采用边讲边做实验的教学方式,只有少数的教师采用科学探究教学方法。教师在课堂上以验证性实验为主,仅仅把以培养学生形成化学概念、理解和巩固化学知识的手段,熟练掌握实验操作作为实验的目的。教师在设计探究实验时,时间上会比较难以控制,有时一节课后,教学内容还没完成。新教材容量过多,学生没有足够的时间去做实验探究。教师在课堂上重结论、轻过程。中学化学教学中学生实验能力的培养,尤其是学生在实验过程观察能力和思维能力的培养,一直是一个薄弱环节。教师在课堂上进行分组实验教学组织管理和教学方法不恰当。学生对化学实验存在着好玩的心理,没有重视其教育意义,纪律涣散,随意操作。总之,如何改进化学实验教学,充分发挥化学实验教学在促使学生知识内化,培养学生的科学探究能力,培养学生实验精神方面的优势,是每位化学教师面对的实际问题。

3提高实验教学有效性的方法与思路

提高实验教学有效性的方法从转变实验教学入手,我们应把验证性实验变为探究性实验,培养学生科学探究的能力。在教学中需要通过教学设计增加其探究程度,设计的关键是引导学生提出问题再通过实验进行探究。提高实验教学有效性的思路方面,我们应把注重实验技能的培养转变为注重实践能力和创新精神的培养。更新教学理念,充分认识到化学实验教学的功能,一方面,是学生学习的重要内容,另一方面,也是学生学习化学的一种方法,教师要调动学生动手、动口、动脑、动心。教师应将技能的训练融于实验探究之中,积极引导学生将注意力放在探究活动上,通过探究活动的开展,形成化学实验技能,使实验技能的训练成为实验探究活动的结果。

4研究结论

本文通过对具体教学案例的设计与分析,一方面,我们指出了在化学实验教学中存在的问题;另一方面,提出了准教师在课堂教学中提高实验教学有效性的方法与思路。通过对案例进行比较分析,我们指出了在化学实验教学中存在的问题有:实验教学形式较单一,主要以教师演示为主;验证性实验在课堂上占主导;实验教学重结论、轻过程,能力培养不全面;实验教学组织管理和教学方法不当。提高实验教学有效性的方法是变验证性实验为探究性实验,提高实验教学有效性的思路是把注重实验技能的培养转变为注重实践能力和创新精神的培养。化学实验教学是应试教育向素质教育接轨的重要方法,而化学实验教学的实现需要在学校、教师、学生的交流与合作下才能实现,以上提出的一些方法与理论可以在一定程度上对提高实验教学效率有效,但是这些是远远不够的,还需要更多更专业的研究人员不断探索。

参考文献

[1]龙生.化学实验教学改革及其反思[J].化学教学,2005(11):50-52.

[2]董丽梅.浅析当前高中化学实验教学中存在的问题及其对策[J].中学化学教学参考,2014(6):44.

[3]吕宏宇.中学化学实验教学中培养学生科学品质的理论与实践[J].化学教学,2006(4):41-44.

[4]陈芳英.实验激趣探究创新:科学课中开展实验探究的尝试[J].教学月刊,2007(3):45-46.

篇6

关键词 问题式备课 问题设计 问题情境 化学反应速率

问题探究教学是指根据教学内容及要求,由教师创设问题情境,以问题的发现、探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识,培养学生创造能力的一种教学模式。在近几年教学实践中,我们深刻体会到:问题情境的设计是实施问题探究教学的关键,而“三层面问题式备课”是科学设置问题情境的基本保证。

1 “三层面问题式备课”的基本程序

所谓问题式备课是指教师将备课分解为学科知识、教学目标、教法学法3个层面,在每一层面上确定要解决的问题,对每一个问题按照“是什么”、“为什么”、“如何做”3个层级进行自我提问并将问题逐一写出来,以深入理解教材,科学进行教学设计的一种备课策略。这种备课能够让教师始终保持着强烈的问题意识,达到“知识清晰化和问题化、问题科学化和情境化”的目的,以教师正确的问题意识去培养学生的问题意识。我们尝试实践的“三层面问题式备课”基本程序如下:

1.1 第1层面――研究教材,发现“教师自身存在的问题”

这是备课的最低层次,主要任务是备知识、确定教学目标和教学方法。教师首先要熟悉教学内容,弄清知识点和能力点。要求教师研读教材时,最大限度地进行自我提问,并将每一个问题写出来,从而更好地熟悉教学内容并发现自己存在的问题。自我提问主要包括:

(1)本节课的知识内容包括哪些?我对这些内容的熟悉程度如何,哪些内容存有疑问?我对本节课的知识脉络是否明确?

(2)本节课要培养或发展学生哪方面的能力?知识点和能力线的关系是怎样的?

(3)我确定的三维教学目标是什么,确定这些目标的依据是什么?

(4)针对主要知识点,我要选择什么教学方法,为什么选择这种教法?

第1层面备课中,教师要注意2点:

(1)教材所蕴含的知识线和能力线是研究教材的重点和方向,是教师首先要搞清楚的。

(2)研读教材的开始阶段,教师最好不要阅读任何教学参考书,因为,“先入为主”可能会影响或干扰教师的正常思维,不利于自己独立思考、发现自己存在的问题,不利于选择适合自身特点的教学方法。独立研读教材发现的问题更有价值,因为它不仅是教师的问题,更有可能是学生要提出的问题。

1.2 第2层面――研究学生,找出“学生可能提出的问题”

基本任务就是备学生。但要求教师能够站在学生的角度去看待学习内容中的一切问题,并将这些问题变成具体的问题一一写出来。主要包括:

(1)本节内容主要包含哪些知识点(概念、原理、规律、方法)?这些知识点之间存在什么联系?

(2)与本节内容相关的知识我知道哪些,它们之间存在什么联系?

(3)本节课内容在教材编写中是运用什么方法学习的,我对这种方法是否了解?

在第2层面备课中,教师要明确2点:

(1)明确学生提出问题的特点。第一,学生提出的问题往往以知识性问题为主,本环节备课是对第1层面知识性备课的细化和深化。第二,学生的问题多是具体而孤立(独立)的,面对一节新内容,多数学生很难将知识脉络搞清楚,学法等方面的提问会更少。

(2)切莫将教师的问题当成学生的问题,过高或过低估计学生的知识水平和能力层次是产生无效或低效教学设计的重要影响因素。教师只有沉下心、俯下身,长期关注学生的学习状况,才能提出“学生可能提出的问题”。

教师提出的“学生可能提出的问题”越多、越接近学生,教学设计就会越科学。

1.3 第3层面――研究教法学法,创设“高质量的问题情境”

在前2个层面备课的基础上,对照课程的三维目标,对知识、能力、方法等进行综合考虑,设置怎样的情境完成教学,是第3层面备课的主要任务。实践证明,将知识置于合理的情境中进行学习,能够激发学生的学习兴趣,让学生保持持久的学习注意力。问题情境是化学教学中应用最多、最有价值的情境创设方式。问题情境的设计注意2点:

(1)多设计“为什么”、“如何做”的问题,相对减少“是什么”的问题。

(2)问题尽量“成串”、“成组”,避免出现“满堂问”的无效问题。

教师要明确高质量问题情境的特点:

(1)能够激发学生自觉思考。问题的趣味性和情境化是激发学生兴趣与刨根问底热情的最有效策略。化学的趣味性、化学与生活生产以及现代科技发展的密切关系为创设情境化问题提供了强有力的条件。

(2)能够让学生有序思考。问题的逻辑性和层次性是引导学生自觉进入思考、讨论状态的前提条件。不仅要求问题的设置与学生思维发展相一致,还要求呈现给学生递进式、逐步深化的问题。

(3)能够让学生深度思考。问题的启发性和深刻性是培养学生思维能力的核心保障。设置问题必须具有较高的认知水平,能激发认知冲突,揭示知识本身的内在矛盾,有利于为学生创造力的训练提供机会。

(4)能够让学生批判性思考。问题的反思性和矫正性是优化学生思维品质的重要手段。要求所设置的问题不仅有助于学生评价真伪、正误,纠正主观认识与客观存在的偏差,提出有价值的科学问题,还能够精细地验证、反省、评价、矫正自己的思维活动过程。

经过上述3个层面的备课后,教师个人的教学设计基本形成。进入集体备课环节,我们以“提出问题的科学性和合理性”为讨论主线,以第3层面备课的问题情境设计为研讨重点,兼顾其他2个层面的问题,主要就下列问题展开讨论:

(1)教师提出的问题中,偏难、偏易的问题有哪些,你的理由是什么?怎样修改?

(2)在比较适宜的问题中,哪些问题提问时机把握得不好,为什么?如何调整?

(3)在比较适宜的问题中,哪些问题的情境不够理想?你希望怎样完善?

(4)最能体现教师提问艺术的问题有哪些,为什么?

经过教师个人备课的全面思考和集体备课的思维碰撞,所有问题都会明朗开来,较好地实现了教学内容理解的深刻化和教学设计的科学化,教学目标的达成成为水到渠成之事。

2 “三层面问题式备课”举例

以《化学反应原理》(选修)(鲁科版)第2章“化学反应的方向、限度与速率”第3节“化学反应的速率”为例,说明问题式备课的过程。

2.1 第1层面――研究教材,发现“教师自身存在的问题”

2.1.1 本节课的知识内容包括哪些,对哪些知识存有疑问?

“化学反应的速率”教材栏目设置与教学功能分析如表1。

交流•研讨P57研究反应H2O2+2HI=2H2O+I2的化学反应速率与反应物浓度之间的定量关系。

通过数据分析,达到以下目的:

(1)化学反应速率与反应物浓度之间存在定量关系(2)不同反应物的浓度的改变量相同时,对化学反应速率的影响可能相同也可能不同(3)反应物的浓度对化学反应速率的影响程度与化学方程式中的系数并无确定关系。

联想•质疑P58引发学生对温度与化学反应速率之间是否存在定量关系的回顾与思考。

对于范托夫的经验规律学生在必修内容的学习中已经了解,目的是让学生认识到:从定性研究到半定量研究的过渡,必然会发展到定量研究的更深层次。引发学生对“温度与化学反应速率之间到底存在怎样的定量关系?”的探求欲望。

交流•研讨P58引发温度与化学反应速率常数的关系的思维冲突与探究。

通过“几个反应在不同温度时的反应速率常数之比”的数据分析,要求学生了解:(1)实验数据与范托夫的经验规律相矛盾,从浓度与化学反应速率的定量关系的分析可以推测:温度可能是通过影响反应速率常数进而影响化学反应速率的(2)指导学生阅读教材中阿伦尼乌斯经验公式,得出:温度对反应速率常数的影响与活化能有关(3)进一步阅读教材了解活化能的含义。

历史回眸P58了解阿伦尼乌斯,激发学习斗志。

激励学生勤奋好学、勤于思考并善于思考的品质,培养自己的科学素养,同时使学生了解实验化学固然重要,但理论化学同样不可忽视。

追根寻源P60从基元反应与有效碰撞理论让学生初步了解“化学反应是怎样进行的”。

使学生认识到:化学反应速率问题涉及到反应历程,对研究化学反应的思路和方向产生深层次的认识,本部分知识并不重要。

交流•研讨P61让学生了解催化剂的重要性,激发学生“催化剂对反应速率影响的原理”的探究欲望。

(1)使学生通过具体的化学反应体会到:催化剂是改变化学反应速率的最有效途径,加深理解当今化学工业为什么如此重视催化剂的研制(2)从催化剂对化学反应速率的显著影响,激发学生探究其对反应速率影响的原理的思考上。

集体备课中,备课组教师提出的主要问题有:

(1)引入化学反应速率方程有必要吗?是否增加了学生的学习难度?(青年教师、老教师)

(2)阿伦尼乌斯的经验公式中各物理量的意义是什么?要求学生记忆公式进行计算吗?(青年教师)

(3)什么是基元反应,介绍基元反应是为了解决什么问题?处理到什么程度?(青年教师、老教师)

(4)催化剂可以降低反应的活化能,进而影响反应速率常数,但为什么不影响化学平衡常数?(老教师)

从中不难看出,老教师对一些大学化学知识有所淡忘,需要进行知识的再学习,而青年教师主要在教材栏目设置和功能定位的理解方面存在欠缺,需要认真研究课程标准和教材的编写意图。

2.1.2 我确定的三维教学目标是什么,是否准确?

通过研读教材,确定如下教学目标:

(1)使学生知道化学反应速率的定量表示方法,初步了解测定某些化学反应的速率的实验方法。

(2)使学生进一步了解浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律。

(3)使学生知道活化能的概念及其对化学反应速率的影响。

(4)通过对“化学反应速率的表示方法”的探究,让学生体验如何进行定量实验的设计、如何完成实验数据记录与处理,提高他们利用定量实验研究问题的意识和能力。

(5)通过对浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响等问题的研讨,培养学生分析、处理数据并从中获取信息的能力。

(6)通过催化剂实际应用的事例,使学生认识催化剂在生产、生活和科学研究领域的重大作用。

教学重点和难点是:

(1)化学反应速率的表示方法。

(2)浓度、温度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响。

集体备课中,教师提出的问题集中在:浓度、温度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响,学生在必修内容的学习中已经掌握,本节教材内容难度大、有些内容超出高考要求,其他2个版本教材也没有如此多内容和这么大难度,是否可以减少内容以降低难度?

教师提出的是很现实的问题,但也反映出“重结果轻过程、重知识轻能力”的现象还是普遍存在的,教师的理念需要在现实中逐步转变。

2.1.3 针对主要知识点,我要选择什么教学方法?

本章教材具有以下显著特点:(1)以问题为中心。编者试图引导学生围绕“汽车尾气净化的反应”这一问题来展开自发反应、化学反应的限度,并以该问题的解决为主线,讨论温度和催化剂对化学反应速率的影响。(2)以探究性学习为基本学习方式。编者通过创设“活动•探究”、“交流•研讨”,引导学生参与到实验方案的设计、实验数据分析等活动中,突出探究学习的思想。(3)以发展能力为最终目的。教材引入质量作用定律定量探讨浓度对反应速率的影响,通过化学反应速率常数和活化能,定量探讨温度和催化剂对化学反应速率的影响。实现从定性研究到定量研究的过渡,符合人的认识规律,对学生而言,是一次极好的科学方法论教育。

基于上述认识,我们认为,本节课适合运用问题探究教学模式进行教学。

2.2 第2层面――研究学生,找出“学生可能提出的问题”

学生提出的问题可能有:

(1)化学反应速率相关知识在必修教材中已经学习过,为什么还要学习?与原来的知识有什么不同?

(2)教材中介绍的测量镁与盐酸反应的速率的方法准确吗?可以用单位时间内镁的质量或物质的量变化定量表示化学反应速率吗?

(3)对于一个具体的化学反应,为什么用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的系数之比?

(4)浓度与化学反应速率之间的定量关系是如何确定的?这些定量关系需要记住吗?

(5)阿伦尼乌斯经验公式是怎样得到的?是否需要记忆公式进行计算?

(6)什么是活化能、活化分子?化学反应到底是怎样进行的?

(7)催化剂是怎样影响化学反应速率的?

由于本节内容中出现的新概念较多,数据庞杂,学生预习或学习起来存在较大困难,甚至个别学生对于某些内容完全看不懂,这不仅需要教师准确进行教学定位,合理运用教材资源,课堂上深入浅出地引导,更需要教师给予学生适当的激励与鞭策,帮助他们战胜困难。

2.3 第3层面――研究教法学法,创设“高质量的问题情境”

下面以“化学反应的速率”第2课时“温度和催化剂对化学反应速率的影响”为例,展示具体教学设计。

2.3.1 教学设计的思路

根据前2层面的备课,我们确定教学的基本思路如下:

(1)引导学生发现范氏经验规律的局限性,引发学生的认知冲突和探究兴趣,带着疑问阅读课本,引出阿伦尼乌斯公式;通过讨论,明确化学反应速率与活化能的关系,进而让学生产生了解活化能的强烈愿望,通过对基元反应和过渡态理论的阅读学习,使学生的认知由模糊逐渐清晰起来。

(2)关于催化剂对反应速率的影响,在分析数据的过程中让学生知道温度、催化剂对化学反应速率的定量影响及影响程度,了解催化剂在工业生产中的应用。

(3)启发学生思维,让他们的认知上升到:工业生产中选择外界条件时遵循的原则和方法。

2.3.2 问题情境的设计

温度对化学反应速率的影响【问题组1】根据范托夫经验规律:对于水溶液中的化学反应,温度每升高10 K,反应速率增加到2~4倍。观察P58表2-3-3,思考:

(1)升高温度,k如何变化?化学反应速率如何变化?

(2)升高相同温度,对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗?

(3)已知反应H2O2+2HI=2H2O+I2中,化学反应速率和反应物浓度之间的关系式为v=kc(H2O2)c(HI),当反应物浓度不变时,升高温度,反应速率加快,你能得到什么结论?

【问题组2】阅读P60-61内容,思考讨论下列问题:

(1)什么是基元反应?化学反应是怎样进行的?

(2)你能说出活化能、活化分子的含义吗?

(3)根据基元反应碰撞理论,什么样的分子在什么样条件下才能发生反应?

(4)根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-EaRT,结合表2-3-4“一些反应的活化能”分析:

①不同反应,Ea不同,k随Ea怎样变化?改变相同温度时,对哪个反应速率影响程度更显著?

②同一反应,Ea>0(或<0),升高温度,k如何变化?化学反应速率怎样变化?

(5)你怎样理解升高相同温度时不同化学反应的速率增加的倍数不同?(1)让学生体会:人们对化学反应速率的研究从定性――半定量――定量的发展过程,并引导学生认识范托夫经验规律的局限性。

(2)从“不同的反应,升高相同温度,反应速率变化程度不同”到“温度对反应速率的影响是通过改变k实现的”,引发认知冲突:k与T到底存在什么关系?不同反应的k与什么因素有关?自然过渡到阿伦尼乌斯公式和活化能的学习。

(1)在大量阅读材料中抽取最重要的内容设置问题有利于学生获取有效信息。

(2)在学生阅读基础上,在基元反应层次上揭示活化能的物理意义,保证知识的科学性。

(3)由阿伦尼乌斯公式和教材中表格数据设置问题,培养学生信息处理能力。

催化剂对化学反应速率的影响【问题组1】阅读P61-62内容,分析表2-3-5“一些反应使用催化剂前后的活化能及化学反应速率常数之比”,思考讨论下列问题:

(1)催化剂对化学反应速率的影响是怎样的?与其他因素相比,影响程度如何?

(2)催化剂是怎样改变化学反应速率的?它是否改变化学反应的平衡常数?

【问题组2】阅读材料:“催化剂的历史与未来”,思考问题:

(1)催化剂有哪些特点?

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关键词:高中化学;化学反应原理;模块实验教学;研究

近年来,高中化学教学受到传统教学模式的影响,以及高中教学出于应试教学的重点阶段,使得高中化学教学过于关注学生的理论知识掌握,而忽视了实践教学的重要性。新时期教育体制不断改革对高中化学教学提出较高的要求,高中化学需要借助相应的化学实验创新实验方法,培养学生的实验能力。基于这样的教学改革,对于提升高中化学教学成果而言具有更加积极的意义。

1 高中“化学反应原理”模块实验教学现状

在对国内众多所高中化学实验教学现状进行调查中能够发现这样的问题,即高中“化学反应原理”模块实验教学存在着弱化的情况。这样的教学现状对于高中学生化学分析能力提升极为不利,同时也是应用教育下的缺陷所在。

1.1 化学实验设备缺乏

而对于中学化学实验室内的仪器与药品进行实际调查中发现,存在着药品不能满足化学实验要求的情况。而对参与化学实验的频率进行调查中,平均每周只有一次学生进行化学实验。从这样的调查数据中反应出了高中化学实验教学资源上的匮乏,并且渗透出高中学生参与化学实验的积极性不高,可见高中化学实验在高中教学中的重要性难以被凸显。

1.2 学校对于化学实验教学的不重视

总体而言,高中化学教学中,“化学反应原理”模块实验教学内容难以开展,而造成这样教学现状的原因与学校教育理念有着直接的关系。学校对于化学实验教学的认识不足,对于化学实验教学的基础设施投入力度不大,导致化学实验教学受到限制。

2 高中“化学反应原理”模块实验教学改革应用

2.1 以实验演示,促进学生掌握实验方法

在“化学反应原理”模K实验教学中,演示性的实验方式比较受到教师喜爱,因为这样的方式不需要学生参与,直接借助多媒体、以及教师操作能够达到学生理解的效果。该种实验教学方式在一定程度上能够促进学生掌握化学知识,实现积极的教学示范作用。新时期,基于演示形式的高中化学实验教学,也需要进行改良,不能直接向学生播放完实验视频,而是需要借助学生的听觉、视觉、嗅觉来感悟实验。并且在演示实验教学中,需要借助先进的实验教学设备来进行,避免教师成为实验教学中唯一主角。

首先,教师注射器与传感器连接,通过传感器的示数变化,将注射器内部的混合气体体积、压强等体现出来,在注射器中注入NO2和N2O4混合气体。当教师推动注射器,传感器上的示数将会发生变化,然后将活塞推导原来位置时,传感器示数又发生了变化。在这样的演示性试验中,学生能够掌握相应的实验方法,直观且安全。

2.2 以验证性实验提升学生的实验能力

验证性实验与演示性实验相比,能够有效地提升学生的实验能力。在该类型教学中,教师指导学生借助实验仪器、设备、药品等亲自进行实验操作。在实验之前,教师需要引导学生进行实验预习,以免学生在实际参与实验环节中手忙脚乱,混乱实验步骤。同时在实验环节中需要教师对于学生进行适当的提示,纠正学生实验操作方法,例如,在进行“化学反应速率”该部分实验中,需要探究影响化学反应速率的因素。在实验之前,学生需要预习那些哪些反应需要加快速度,哪些反应需要减缓速度。通过实验猜想学生能够大致总结出影响化学反应速率的因素有:浓度、温度、催化剂、接触面积等。

在人教版教材中提出了利用4H++4I-+O2=2I2+2H2O的反应,借助该反应研究1mol/L的KI溶液,0.5mol/L H2SO4溶液和淀粉溶液出现蓝色的时间和温度的变化关系。此事件实际上是探究温度对于反应速率的影响。在具体的探究实验中,教师将以上溶液混合,通过不同的温度、溶液量控制得到以下实验数据:

从以上实验现象中能够发现,温度对于化学法反应的速率影响较大,同时不同的淀粉用量对于实验速率的影响不同。为了缩短实验时间,教师可以而降低淀粉量。从实验对比中能够发现,加入5滴淀粉溶液比较适合观察实验结果。

结论:综上所述,在本文中对高中“化学反应原理”教学现状进行分析,针对教学中存在的种种问题,提出具有针对性的教学改革对策,希望相关的研究能够促进高中化学教学发展。以实验演示,促进学生掌握实验方法、以验证性实验提升学生的实验能力、引导学生进行实验自主探究,培养学生的创新能力。

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一、教学设计思路分析

(一)教材分析

本节课的地位和作用:本节教材探讨人类面对具体的化学反应要考虑的两个基本问题:外界条件对化学反应速率和反应的限度的影响。教材从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,引出反应速率的概念。在此基础上又通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素。这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础。

教学重点:化学反应速率的概念;影响化学反应速率的因素。

教学难点:控制变量的对比实验思想在科学探究实验中的综合运用。

(二)学情分析

在此之前学生已经储备了一定的相关知识,诸如了解催化剂对化学反应速率有影响等,积累了一些化学反应及方程式,掌握了最基本的实验技能。

本节内容的教学目标重点不是在知识的深度上,而是让学生通过实验探究和问题解决过程,培养学生的分析问题能力和实践能力,体会到化学学习的乐趣,并真正做到学以致用。因此,如何引导学生进行合理探究是本节课的关键所在。

二、教学方案设计

(一)教学目标

知识与技能:掌握化学反应速率的概念;了解影响化学反应速率的内因、外因。

过程与方法:能够设计简单实验方法测定并比较化学反应速率的因素,体会由定性到定量,由简单到复杂的科学探究过程;通过实验的过程强化控制变量这一思想在科学探究中的作用。

情感态度与价值观:培养科学探究意识和实事求是的精神,并将化学知识应用于生产生活实际,关注与化学有关的热点问题。

(二)教学方法

采用演示与实验设计探究相结合的多功能式教学,体会学生在教学中的主体地位和教师的主导作用。

(三)教学过程

【展示图片】炸药爆炸、离子反应、食物腐败、塑料老化、石油形成、溶洞形成。

【引入】同学们思考过这样一个问题没有,为什么炸药爆炸和离子反应几乎在一瞬间就完成反应,食物腐败在半天或者几天内完成反应,塑料老化在几个月中就完成反应,而石油形成和溶洞形成却需要成千上万年以上的时间?

【过渡】试想,生活中化学反应无处不在,有的化学反应我们需要它进行得快,有的化学反应我们需要它进行得慢,这就需要人为控制。可是人为控制一个具体化学反应的进行的依据是什么呢?因此我们首先需要知道的就是对这个化学反应快慢的影响因素有哪些。请同学们根据学习和生活经验思考一下,影响化学反应快速率的因素有哪些?

【板书】

影响化学反应速率的因素。

【引导】到底影响化学反应速率的因素有哪些呢?首先请同学们回忆已经学习过的相关知识思考。

【问题】

1.为什么向同一硫酸溶液中加入Zn片和碳棒,Zn片会产生反应,而碳棒则完全没有变化?

2.为什么同样是金属,Na遇水剧烈反应,金却在任何条件下保持光亮如初?

由此我们可以判断出:决定化学反应速率的首要和主要的因素是物质本质属性――内因。

【板书】

一、内因

物质本身(决定性作用)

【过渡】物质能否发生化学反应,化学反应速率的快慢看来与物质本身固有性质是紧密相连的。虽然物质本身的属性决定了它能否发生反应,但是对于生活中,化学实验中,乃至于生产实际中,对于能发生的化学反应我们也在设法控制他们的反应,所以影响化学反应速率的因素还有一类――外因。

【板书】

二、外因

【引导】从上述各类生活和实验室实例中你能总结出外因可能有哪些吗?

【板书】

1.鼓入更多的空气――浓度

2.吃消食片――催化

3.酒精灯加热――温度

4.采取不断震荡搅拌――扩大接触面

【分组探究实验】请同学们按照分小组,根据PPT上面的提示要求,带着下列问题做好记录,并对实验结果进行分析得出你们的判断结论。

【提示】

1.注意速率快慢的观察点是什么?

2.注意实验操作员、观察员和记录的同步。

【问题】每组实验完成后从以下角度进行思考总结:

1.本组实验是在保持哪几个外因不变的情况下研究的?

2.本组研究化学反应速率是从哪个外因角度进行研究的?

3.按照下表填写研究过程与研究结果后你们对本次本外因的研究结论是什么?

【分组实验探究】:课本30页【活动与探究】。

【教师组织】请第一小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。

【副板书】

【板书】

1.温度――升高温度可以加快化学反应速率

【教师组织】请第二小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。

【副板书】

【板书】

2.催化剂――加入催化剂可以加快化学反应速率。

【教师组织】请第三小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。

【副板书】

【教师小结】块状与粉末相比,块状的接触表面积比粉末小,因此反应慢一些。说明反应时,接触面积越大,反应越快。

【板书】

3.接触面积――接触面积越大,反应越快。

【教师组织】请第四小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。

【副板书】

【教师小结】当原来的反应进行到差不多完全时,向其中增加反应物,反应继续进行,这实际上是变相增大了反应物的浓度,因此可以得出增大反应物浓度,有利于反应继续进行。

【板书】

4.浓度――增大反应物浓度,有利于反应继续进行。

【总结】首先肯定同学们在设计实验、完成实验、观察实验现象、记录实验数据和得出实验结论时表现出来的认真表现。在实验之后得出的结论和同学们的实验猜想是一样的,并且更加具体地知道具体哪个因素究竟是怎样影响化学反应的进行。

【总结、布置作业】本堂课我们着重是从实验中探究得出具体的因素是怎样影响化学反应速率的,接下来请同学们思考书上31页【问题解决】的问题,并且带着这几个问题完成书33页练习与实践1-3题。

(四)板书设计

影响化学反应速率的因素

一、内因

物质本质属性(决定性作用)

二、外因

1.温度――升高温度可以加快化学反应速率

2.催化剂――加入催化剂可以加快化学反应速率。

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【关键词】高中化学 化学反应原理 模块实验教学

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)07-0078-01

高中教学质量的高低决定了学生今后的学习动态,是学生学习过程中的重要阶段。化学是一门综合性和应用性比较强的基础自然学科,对人们的生产和生活有着重要的影响作用。高中“化学反应原理”模块实验教学不断的被运用于高中教学过程中,但是还需要不断的改进和完善,才能够更好的符合教育的发展。

一、高中“化学反应原理”模块实验教学的相关方面的基本情况

高中教学改革是新课程改革的重要组成部分,同时也在某种程度上决定了我们国家教育制度改革的质量与水平,是教育制度改革过程中的核心部分。“化学反应原理”是高中化学进行新一轮课程改革的关键部分,同时也是属于一种基本的化学理论知识的基石,是学生解决化学高考难题的必备法宝。高中“化学反应原理”模块实验教学是根据各种化学现象和化学性质综合而出的新型化学教学方法,教师可以通过这种方法向学生诠释难度比较大的教学内容。

高中化学课程标准指出:《化学反应原理》 模块的内容主要从化学反应与能量、 化学反应速率和化学平衡以及溶液中的离子平衡等三个方面来探索化学反应的规律及其应用。[1]学生能够更好的理解化学中的各项属性变化和基本理论知识所体现的规律,帮助学生更好的掌握基本知识,提高学生学习的热情和积极性。

二、提高高中”化学反应原理“模块实验教学质量的现实意义

加强高中“化学反应原理”模块实验的教学质量符合我们国家新一轮课程改革的发展需要,并且对高中化学课程的教学方法改进有着重要的指导作用,对于学生而言高中“化学反应原理”模块实验教学有利于提高学生的发散性思维能力的扩展。

1.提高高中“化学反应原理”模块实验教学质量对高中的化学课程内容改革和教学方式革新有着不可替代的影响力,并且极大的提高了教学的质量,有利于实现课程改革的目标。教师教学方式和教学态度、学生的学习态度、教学目标与方法的设定、教学内容的设计和课堂效果等等都是课堂教学质量的影响元素,因此必须改变这些方面的影响性,以此提高教学质量。高中“化学反应原理”模块实验教学方式比较好的综合了以上的影响因素,对教师、学生的态度和方式的转变有着重要作用。

2.高中“化学反应原理”模块实验教学有利于提高学生的化学实验管理。高中“化学反应原理”模块实验是一种比较直接有效的化学教学方法,它不仅仅让学生充分的掌握的相关方面的理论知识,还极大的提高了学生的化学实验能力和水平。高中“化学反应原理”模块实验教学符合我们国家教育制度改革的发展新目标,提高了学生的动手能力、思维能力和创新意识,在某些方面极大的提高了学生的学习积极性和学习的热情。

3.高中“化学反应原理”模块实验教学有益于教师改变自己的教学方式和教学目标的设置,有利于改变学生自身学习方式的转变。学生的学习方式主要是通过教师教学和自身学习,是从不了解到了解的过程,这些过程中主要是为了提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,同时也在某种程度上改变了学生的思维能力。[2]高中“化学反应原理”模块实验教学改变了教师的教学方式,同时也促进了学生学习方式的改变,帮助学生更好和更为透彻的掌握相关方面的化学理论知识。

4.高中“化学反应原理”模块实验教学质量的提高,有利于构建比较系统和完善的高中“化学反应原理”模块实验教学理论体系,同时也集中反应了教学理论、教学方法与教学手段。[3]高中“化学反应原理”模块实验教学体系的构建有利于完善教师的教学方式,为提高教师的转换能力和学生适应能力奠定了理论技术基础。在进行高中“化学反应原理”模块实验教学设计的过程中,教师会改变自己的教学目的,以学生为本来设计教学模块,这样不仅提高了教师的教学能力,还有利于提高学生的学习能力。

三、高中“化学反应原理”模块实验教学的实际对策

1.充分发挥实验教学的功效与影响力,将其教育意义和教育作用放在实验教学的首位,目的旨在于提高学生的各项综合能力和培养学生的创新能力和实验方法的改进能力。教师在实验教学过程中着重提高学生的实验能力,只有如此才有利于将实验与化学理论知识进行充分的结合。

2.教师和相关方面的教学人员要积极诱导学生自行开展检验实验活动,不断的验证自己的实验能力,明确自己的实验目标,从而提高自己的能力。教师要根据教学内容和实验器具的性质设定教学环节,在进行实验课程之前要帮组学生了解相关的内容,这样学生在进行实验的时候才能够更加运用自如。不仅如此教师还应当在实验课程中积极指导,帮助学生更好的完成任务,课后也要进行深刻总结,以此来改进教学方法。

3.全面提高高中学生的学习积极性和学习化学知识的自觉性,培养综合性比较高的化学人才。教师熟悉的掌握这项特殊的教学课程的性质之后就可以适当的设定一些符合实际的教学情境,围绕学生的学习问题来开展解疑活动,让学生自己主动的发现化学规律,以此来解决学生的困惑。教师应当事先积极与学生进行交流与沟通,掌握学生的心理发展情况和学习情况,合理的设计教学方案,这对提高高中“化学反应原理”模块实验教学质量有着重要作用。

四、结论

伴随着我们国家的社会主义市场经济的发展,科技水平和知识水平不断的提高,为教育制度改革和教学方法的改进奠定了基础。在我们国家实行新课改的过程中,“化学反应原理”模块实验教学在高中课堂教学中的重要性越来越突出,这就需要不断研究策略,提高教学的质量,以此来实现教育制度改革的目标。

参考文献:

[1]失雪琴.突出实验在初中化学教学中的基础地位[J].教育教学论坛.2012年18期

篇10

关键词:高中化学;化学平衡;教学难点;策略;探究

【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-8437(2015)02-0039-01

在高中阶段的化学教学中,化学平衡部分可谓是教学的重点和难点,很多同学都存在不能准确判断平衡移动方向以及无法准确判断化学反应是否到达平衡状态的问题。因此,在进行化学平衡这部分的教学过程中,教师要紧抓化学反应移动方向以及平衡状态判断两个难点,使用适当的策略让学生能够准确迅速地判断,提升教学质量。

1 化学反应平衡教学难点及常用判断方法

在高中化学平衡的判断中,学生学习的难点在于不能熟练的掌握判断方法,在进行判断时使用方法错乱,在应用相应原理时不能全面考虑应用条件。高中阶段的化学平衡移动方向判断经常使用的方法有三种分别是勒夏特列原理、碰撞理论以及浓度熵规则,这三种方法的概念在课本中有详细的介绍,下面举一例说明如何使用这三种方法化学平衡的判断。

例1 在体积密闭的容器中,正在发生N2(g)+3H2(g)?葑2NH3(g),待此反应到达平衡状态时,在密闭容器中通入部分氢气,此时,容器中的反应该如移动,各化学物质的浓度如何变化?

首先,我们利用勒夏特列原理进行分析,当加入氢气时,反应必然朝着减弱这种变化的方向移动,所以,此时反应向着正方向移动,容器体积不变氢气反应必然消耗一定的氮气,因此,N2(g)浓度减小,反应生成了部分NH3(g),因此,NH3(g)浓度增加,虽然反应朝着减弱这种变化的方向移动,但是不能将加入的氢气完全反应掉,因此,H2(g)浓度增加。勒夏特列原理在高中阶段的化学平衡判断中起到了重要的作用,使用也最为频繁,因此,教师在教学过程中要注重此种方法的教学,从定义、使用条件以及判断方法等方面入手,使学生准确判断。浓度熵原理的应用频率仅次于勒夏特列原理,此种方法适用于表象不明显,但是存在数据或者可判断数据变化的化学平衡类题目,例如,存在一个反应aA+bB?葑cC+dD,当反应到达平衡状态的时候,可知存在常数K=〔C〕c〔D〕d/〔A〕a〔B〕b ,此常数保持不变,此时反应处在平衡状态。浓度熵的表达式为Q=〔C〕c〔D〕d/〔A〕a〔B〕b,当化学反应条件或者化学物质的量增加或者减少时,Q的值就会发生相应的变化,当QK时,反应就向逆方向移动,最后达到平衡状态,浓度熵属于定量的判断,但在某些情况下也可活用,用于定性的判断。

碰撞理论也较为常用,主要是通过定性判断反应两方的碰撞频率,通过碰撞的频率来判断化学反应平衡移动的方向。以本题为例,在密闭容器中加入部分氢气,导致氢气与氮气、氨气的碰撞频率增加,但是氢气与氨气不发生反应,因此,反应朝着生成氨气的方向移动,并且还可以判断出,反应到达平衡时,可逆反应的速率大于原反应速率。

2 高中化学平衡判断教学策略

化学反应平衡的判断虽然复杂,但并不是没有规律可循,教师在教学的过程中要指导学生寻找化学平衡类题目的规律,根据题目中的标志使用不同的方法进行准确而快速的判定,例如遇到某题增加反应物或生成物的量,学生立刻想到勒夏特列原理,出现较多的数据,且前后数据发生变化,考虑使用浓度熵原理;遇到化学反应平衡速率变化时,立刻想到利用碰撞理论。在学校考试或者高考中,化学平衡类题目并非上例那样简单,需要学生将多种方法进行综合,灵活判断。同时,教师要在教学中不断敦促学生养成严谨的习惯,在读题时将重要的条件作出标记,判断之前认真思考是否符合应用条件等,下面试举例说明。

例2 在某温度时,一个密闭的容器内存在X、Y、Z三种气体,其浓度随时间的变化如图1所示,当反应到达平衡状态时,其他的条件不发生改变,改变反应的温度,其中Y气体的体积分数随时间的变化如图2所示,那么根据以上条件,下面结论正确的是( )。

图1 图2

该反应的方程式为:X(g)+3Y(g)?圳2Z(g),且H>0。

若保持其他条件不变,提升环境温度,则正逆反应速率都加快,但X的转化率降低。

若在反应平衡后,保持其他条件不变,减小容器的体积,则反应朝着逆方向移动。