实验设计与案例研

开放型实验设计与案例研讨乌市第70中学初三化学备课组裴琴电话：[phone]QQ：1668924449内容概述对《九年级化学科学业水平考试说明》的解读开放型实验设计探讨开放型实验教学案例乌市70中学午间开放型实验案例对《九年级化学科学业水平考试说明》的解读课程标准：至少完成下列学生实验活动（基本要求）实验活动１：氧气的实验室制取与性质实验活动2：二氧化碳的实验室制取与性质实验活动3：燃烧的条件实验活动4：金属的物理性质和某些化学性质实验活动5：一定质量分数的氯化钠溶液的配制实验活动6：酸、碱的化学性质实验活动7：溶液酸碱性的检验实验活动8：粗盐中难溶杂质的去除考试目标和要求九年级化学科学业水平考试，为了有利于激发学生继续学习化学的兴趣，提高学生的科学素养；为高中学校选拔具有学习潜能和创新精神的学生；给九年级化学教学以较好的导向性。考试以能力测试为主导，在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上，较全面测试考生的化学科学素养。考试目标和要求九年级化学科学业水平考试命题，能尽力体现出化学的应用性、实践性、综合性、探究性、教育性。注重测量学生自主学习的能力，重视理论联系实际，关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境等的协调发展，以促进学生在知识和技能、过程和方法、情感态度与价值观等方面的全面发展。对化学学习能力的要求1、学习接受、吸收、整合九年级化学基础知识的能力（1）能够对九年级化学基础知识正确复述、再现、辨认的能力。（2）能够初步学习运用观察、实验等方法获取信息；初步学习运用比较、分类、归纳和概括等方法对获取的信息进行加工的能力。（3）能够从试题提供的信息中，较准确地提取实质性内容，并与已有的化学知识整合，能用变化和联系的观点分析常见的化学现象，说明并解释一些简单的化学问题的能力。对化学学习能力的要求2、分析和解决（解答）简单化学问题的能力（1）能够将实际问题分解，通过运用相关化学知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力。（2）能够将分析解决问题的过程和结论，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。对化学学习能力的要求3、化学实验与探究能力（1）认识科学探究的意义和基本过程，能进行简单的探究活动的能力。了解并初步实践化学实验研究的一般过程，掌握化学实验的基本方法和技能。（2）在解决简单化学问题的过程中，运用科学的方法，初步了解化学变化规律，并对化学现象提出合理的解释。对知识内容的要求层次根据化学课程标准和九年级化学教科书的教学目标要求，学业考试能力要求依然是四个层次：A.识记：是指“知道”、“记住”、“说出”已学过化学内容，要求学生具有对所学化学知识和材料、所做过的一些实验的再现能力。B.了解：是指知道“是什么”。是指对化学基础知识的要点，能够根据所提供的内容材料识别是什么，看懂课本中的图标和图片、能正确使用化学符号和化学用语表示。C.理解（掌握）：是指懂得“为什么”。能够理解一些化学概念和原理的基本含义；初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，能从化学视角，分析一些化学现象，解决一些简单的化学问题。初步学会基本的实验技能（如取用药品、加热、选择仪器、连接仪器、配制溶液、检验物质、使用化学用语、观察记录、简单计算）。对知识内容的要求层次D.综合应用：是指学生在记忆、理解的基础上，运用所学的化学知识和掌握的技能，进行必要的分析、类推或计算、解释一些具体简单化学问题。（创新思维、设计实验、对推测结论进行验证的能力。）根据课程目标对学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的要求，学业水平测试将在考查知识与技能、过程与方法的同时，尽力兼顾到情感态度与价值观的考查，以实现三维目标的统一。2015年考试内容由5个一级若干个二级主题构成（共102个考点）一级主题二级主题考点数科学探究（29）增进对科学探究的理解5发展科学探究能力8学习基本的实验技能7完成基础的学生实验8身边的化学物质（27）我们周围的空气5水与常见的溶液10金属与金属矿物5生活中的常见化合物7物质构成的奥秘（18）化学物质的多样性5微粒构成物质4认识化学元素5物质组成的表示42015年考试内容由5个一级若干个二级主题构成（共102个考点）一级主题二级主题考点数物质的化学变化（11）化学变化的基本特征4认识几种化学反应3质量守恒定律4化学与社会发展（17）化学与能源、资源利用6常见的化学合成材料3化学物质与健康4保护好我们的环境4开放型实验设计探讨注射器在化学实验中的妙用例谈化学家庭小实验化学实验教学中的安全问题实验室制CO2的装置开放型设计注射器在化学实验中的妙用注射器是一种普通的医疗器械，但它在化学实验装置和习题中出现越来越多，它对某些实验现象的观察或实验过程的改进起到了意想不到的效果。下面对注射器在化学实验中的作用进行了归纳:一、用于抽送气体：1、检查装置的气密性连接好装置（注射器内留有一半体积的空气），打开弹簧夹，向长颈漏斗中注入水，使其下管口必须液封，慢慢推注射器的活塞，长颈漏斗内形成一段水柱，过一会后水柱的液面不下降。再慢慢往外拉活塞，液柱下降，下管口有气泡冒出。说明装置不漏气。2、排送气体（如图2）某同学为了测定变质的烧碱样品中Na2CO3的质量分数，设计了图2所示的装置。反应的开始、结束都要用注射器反复的排送气体。实验步骤为：①检查装置的气密性。②称取一定质量的干燥的烧碱样品放入广口瓶中，分液漏斗中加入适量的稀硫酸，准确称量装置F的质量，连好装置。③关闭弹簧夹3，打开弹簧夹1和弹簧夹2。反复推拉注射器④关闭弹簧夹1和弹簧夹2，打开弹簧夹3，然后打开分液漏斗的活塞开关，让稀硫酸逐滴滴入样品中，直到不再产生气泡为止。⑤打开弹簧夹1，立即不断反复推拉注射器。⑥再称装置F质量，根据CO2的质量来计算样品中Na2CO3的质量分数。可见：步骤③反复推拉注射器的目的是排尽装置中的CO2，以保证实验结果的准确性。而步骤⑤反复推拉注射器的目的是使生成的CO2充分被F中的试剂吸收。二、改变装置内的气体压强（如图3、图4）图3中将NaOH溶液注入集气瓶中，振荡，小气球很快膨胀起来。图4中打开弹簧夹，将NaOH溶液注入烧瓶中，试管内95℃的水会立即沸腾。（气压减小，沸点降低。）三、用于测量气体体积（如图5）用40mL试管作反应容器，磷的燃烧均在密闭容器里进行，可防止白烟污染空气。用20mL注射器（活塞事先处在10mL刻度处）测量磷燃烧消耗的氧气体积。操作：①检查装置的气密性。②装药品，连好仪器。③夹紧弹簧夹，加热白磷，观察现象。④燃烧结束，试管冷却后松开弹簧夹，可以看到活塞慢慢左移到1mL刻度左右。说明空气中氧气的体积分数约为1/5。[（10mL～1mL）/40mL]四、用于反应容器：（如图6、图7）图6中用注射器吸收水和CO2(体积比为1：1)，然后夹紧弹簧夹，用力振荡，活塞会自动向前推进。说明CO2溶于水后气压减小。图7将块状固体放入干燥管中，用注射器取一定质量的酸，干燥管上接一个带活塞的导管，就制成了气体发生装置，该装置随时控制反应的进行。可用来制取H2和CO2。五、用于分液漏斗、滴管的代用品（如图8）图8中的注射器代替了分液漏斗，可随时添加药品，不断产生O2。还可控制氧气的生成速率。用注射器，取液、滴加都很方便，也可控制试剂用量和滴速，节省试剂。六、用于量筒（如图9）由于注射器上有计量单位，可用作一些对比实验的仪器。图9是用肥皂水区分硬水和软水的实验。用注射器取等体积的肥皂水加入盛有等体积硬水和软水的烧杯中，搅拌。操作简便，现象明显。注射器在化学实验中的妙用注射器体积小、操作简便、节省试剂、可靠安全、污染少，广泛用在气体制备、收集，微型实验、家庭小实验等实验中，真正做到了一器多用。例谈化学家庭小实验家庭小实验真实、直观、易做，学生通过做家庭小实验能获取知识、获得技能、发展能力。因此家庭小实验在激发学生科学探究的兴趣，培养学生探究能力方面有着不可替代的作用。在教学实践中，如何发掘家庭小实验的可做因素，尽可能多地为学生创造亲历实验的机会，以人教版《义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级）》为例，做一些尝试，共同探讨。一、“1+1是否一定等于2”实验指导教材中安排的这一家庭小实验内容如下。①将1体积黄豆与1体积绿豆混合，所得体积是否等于这两体积之和？②将100mL水与100mL酒精混合，所得体积是否等于200mL？（一）实验说明①家里没有酒精，怎么办？花露水中含较多酒精，可用来替代酒精。②家里没有100mL的量筒，可用195mL的花露水瓶替代。③黄豆和绿豆混合的现象不明显，用小米（或大米）替代绿豆效果更好。“1+1是否一定等于2”实验指导1.黄豆和小米混合。实验用品：等体积的透明玻璃杯2个、大汤碗1个、黄豆和小米。实验步骤：取满满的一杯黄豆（即1体积黄豆），取满满的一杯小米（即1体积小米），将杯中的黄豆、小米倒入大汤碗里混合，将混合后的黄豆、小米全部装回玻璃杯，将一杯装满，观察另一杯是否装满。实验现象：另一杯没有装满，只能装至离杯口约3cm处。2.花露水与水混合。实验用品：花露水瓶一个（瓶颈细长，195mL）、过期花露水约半瓶。实验步骤：在空的花露水瓶里倒入约半瓶水，再慢慢倒入约半瓶花露水至瓶口，用大拇指堵住瓶口，把瓶子倒置，然后正放，重复2次，使瓶内液体混合均匀，观察液面是否低于瓶口。实验现象：液面明显低于瓶口。（三）对结论的解释①1体积甲物质+1体积乙物质≠2体积混合物；②分子之间是有间隔的。二、自制简易净水器生活中可以利用什么物品来代替滤纸和漏斗进行过滤操作？净化水的简易装置取一个空塑料饮料瓶，剪去底部，瓶口用带导管的单孔塞塞紧，将瓶子倒置，瓶内由下向上分层放置洗净的膨松棉、纱布、活性炭、石英沙、小卵石等，就得到一简易的净水器。实验说明：①小卵石、石英沙要洗干净，小卵石、石英沙起过滤作用。②家中如果没有带导管的单孔塞，可以在瓶盖上打几个小孔替代带导管的单孔塞。③实验物品较多，学生之间可以互相合作，如：家里有棉花的学生可多带些棉花。为了实用，可以用大瓶。三、石墨导电实验把一根石墨电极或6B的铅笔芯和导线连接在一起，接通电源后，灯泡是否发亮？这个实验说明了什么？（P112课外实验）实验说明：①从废旧干电池中拆取石墨电极，市场上6B铅笔芯不常见。②可利用手电筒里的干电池及小灯泡。③可用单面胶带纸把电池、铜丝、小灯泡等固定住。四、鸡蛋壳与酸的反应取一个小玻璃杯，放入洗净的碎鸡蛋壳，然后加入一些醋精（主要成分是醋酸），立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住。仔细观察有什么现象发生。根据实验现象推测鸡蛋壳里可能含有什么物质。实验说明：①可以在家里制取澄清石灰水。有些食品干燥剂的主要成分为生石灰，如波力海苔中的“强力干燥剂”。取一只玻璃杯，加入约半杯水，再加入一包“强力干燥剂”，用筷子搅拌，静置。注意观察生石灰与水反应时的放热现象。②家里没有玻璃片时可用小镜子代替。③还可以做澄清石灰水中吹入的实验。五、自制汽水在约500mL的饮料瓶中加入2匙白糖和适量果汁，加入约1.5g小苏打（碳酸氢钠），注入凉开水，再加入约1.5g柠檬酸，立即旋紧瓶盖，摇匀，放入冰箱。半小时后，你就可以喝到清凉甘甜的汽水了。此实验可以用新鲜的柠檬榨汁来替代柠檬酸。六、制作“叶脉书签可用厨房清洁剂替代10%的氢氧化钠溶液。七、悬浮在空气中的面粉遇火爆炸的实验按下图的装置进行，方法是在木板上挖一圆洞，塞以单孔胶塞用来固定玻璃漏斗。漏斗旁适宜的位置放一支燃着的蜡烛，漏斗中放少许炒干的面粉，木板上扣一个硬纸盒子，从连接漏斗管的软胶管往里轻轻吹气，当面粉比较均匀地弥散于纸盒之中时，就会发生爆炸，爆炸时能将纸盒掀起。图尘炸实验八、分子运动实验的“绿色化”设计（附图）教材在第三单元课题1里安排了氨分子扩散的探究性实验。由于要将浓氨水倒入敞口小杯中，浓烈的刺激性气味会使学生不由自主地躲避该气味的刺激。此外，实验室常用的最小烧杯一般为50mL规格，要用10