全市中学实验教研活动在我校高中部举办
广州教育学会实验教学专业委员委会的中学实验系列化学教研活动于2010年12月17日(星期五)下午14:30在我校高中部举行。这是我高中部首次举办全市中学教研活动,是高中部梅嫦娥老师为学部赢得的机会和荣誉。
作为广州市教育装备中心“国家教育部重点课题”主要成员的梅嫦娥老师,应邀参加由广东省教育装备中心、广州市教育局、广州市教育装备中心共同举办的全国教育科学“十一五”规划重点课题“中小学生实验活动与实践能力关系的研究”(课题批准号:DCA080143)活动,并被邀请担任该课题的初中化学测试题讲授教师,为广州市参加该课题测试的中小学教师作监考前培训,得到了同行的高看和专家领导的好评。
2010年12月,梅嫦娥老师制作的“如何在中学进行验证性实验与探究性实验对比研究”课件被广州教育学会实验教学专业委员会录用,并给予高评价,该会决定将本期广州市中学实验系列化学教研活动安排在我校高中部举行 ,由梅嫦娥老师作专题报告。
12月17日下午14:30,高中部教学楼一楼化学实验室,来自广州市所有中学的60多名化学实验教师、实验员齐聚一堂,教研活动由该会李勇副会长主持,活动内容两项:
1、由北大附中广州实验学校梅嫦娥老师作“如何在中学进行验证性实验与探究性实验对比研究”的报告。
2、由广州市绿翠中学孙睿老师作“金属钠与乙醇反应实验装置的创新”的发言。
其中,梅嫦娥老师的报告作为此次教研活动的中心内容,赢得了与会老师的认可和专家领导的肯定。省实、广雅等市内各重点校、示范校教师的光临,提升了学校的知名度和美誉度。
附:梅嫦娥老师的发言。
探究性实验和验证性实验的对比
一、概念
1、探究性实验:指实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动。
2、验证性实验:指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。
二、对比表格
探究性实验 | 验证性实验 | |
实验目的 | 探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系。 | 验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系 |
实验假设 | 假设一般采用“如果A,则B” 的形式表述,是根据现有的科学理论、事实.对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释。 | 因结论是己知的,因此不存在假设问题(或已有实验过程、结果,在提出假设时,通过验证,得出假设是正确的) |
实验原理 | 因探究内容而异 | 因验证内容而异 |
实验过程 | 应有的实验步骤实际上并未完成,因探究内容而异 | 应有的实验步骤,可以是曾经做过或尚未做过的,因验证内容而异 |
实验现象 | 未知,可以不描述 | 已知,应准确描述 |
实验结果预测 | 对应假设,分类讨论。一般需讨论“如果出现结果①会怎样,如果出现结果②或③又会怎样”,一般有多种可能的结果。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题.此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。 | 与实验假设一致 (不可与探究性的结果预测相混) |
实验结论 | 根据可能的实验结果,进行分析。 | 对应实验目的做出肯定结论 |
三、实验方案设计的基本要求:
1.科学性
2.安全性
3.可行性
4.简约性
四、探究和验证性实验要注意的问题:
1、分析实验设计中的单一自变量。
2、注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性(前因后果),步步有理,环环相扣,各步骤要严密、完整。
3、注意实验用具与试剂及需要控制的实验条件。
4、注意实验结果的观察、记录、分析和结论,确定对实验结果的观察内容和合适的观察方法,最后对结果作出科学的解释并得出正确的结论。
五、探究性实验教学案例:
案例一、氨气的实验室制法
1、提出问题
教材在讲述氨气的实验室制法时,主要强调用含铵根离子的盐和碱在加热条件下制取,在分析了实验原理后,提出问题:用硫酸铵或硝酸铵能否替代氯化铵?氢氧化钠能否代替氢氧化钙?
2、假设
假设一:硫酸铵或硝酸铵中含有铵根离子,它们能与氢氧化钙反应制氨气。但硝酸铵固体受热或撞击易发生暴炸反应,很危险不能用。
假设二:氢氧化钠中含有氢氧根离子,它能与氯化铵反应制氨气。但它们的反应速度如何?有无其他反应发生?这也是实验室制取气体应考虑的问题。
3、设计实验,进行验证
在假设的基础上,设计出实验方案。
实验一:硫酸铵与氢氧化钙加热能放出氨气,速度适中。
实验二:氯化铵与氢氧化钠加热能放出氨气,速度快,试管炸裂。
实验三:氯化铵与氢氧化钙加热能放出氨气,速度适中。
4、解释与结论
假设是正确的,但实验二中反应快,不易控制,且氢氧化钠碱性太强与玻璃反应而引起试管炸裂,因此得出结论:不能用氢氧化钠代替氢氧化钙,也不能用硝酸铵替代氯化铵来制氨气。
案例二:探究过氧化氢分解速率的影响因素。
1、设计思路:
利用学生实验(或演示实验)使学生建立起对影响化学反应速率因素的感性认识;通过对化学实验现象的分析来提升学生对影响化学反应速率因素的认识;在分析化学反应速率影响因素的过程中,要对学生进行科学方法的教育,学习如何提出问题、收集事实、处理事实、分析事实、得出结论、应用结论、解决问题。
2、探究前进行必要的知识和技能准备
这是开展探究活动的前提条件,也是探究活动能否成功的关键环节。一是在实验前要让学生了解自然界或生产、生活中的化学反应的进行有快、有慢之分;
3、设置问题情景,引起探究欲望,明确探究目标
利用讲述生动的事例,如氢气、汽油蒸气既可安静燃烧又可以爆炸等,说明人类需要控制反应进行的快慢。提出问题:
(1)怎样比较和判断反应的快慢?(钠分别和蒸馏水、乙醇反应,用比较的方法)
(2)假如只研究一个化学反应的快慢,又该怎么办?(判断一种化学反应速率的快慢不能用比较的方法,引出化学反应速率这一概念)
(3)影响化学反应速率的因素?
4、引导学生提出问题假设
教师在提出问题这一环节就必须起到一个导向作用,将问题用最简单的语言表述出来,使学生沿着问题的方向进行下一步的猜测。让学生将自己所能想到的可能情况都写下来,并在课堂上将自己的想法说出来,学生都希望自己的猜测是正确的,并能得到同学的认同,使学生乐于对化学现象背后的规律进行猜测。
5、设计实验方案:
设计实验方案时需要考虑的几个问题:实验所用试剂、装置、原理;实验的步骤。通过讨论确定实验方案:测定过氧化氢在不同条件下的分解速率,实验设计如下:
试剂——过氧化氢浓度2%(每次用量25ml)、4% (每次用量25ml) 、6% (每次用量25ml)
催化剂——0.2mol/L的氯化铜溶液(每次用量8ml)、0.2mol/L的三氯化铁溶液(每次用量8ml)
实验方法——测定生成的氧气的体积即在反应到不同时刻过氧化氢分解放出氧气的体积(单位:mL/min)。
实验装置——带支管的试管(如图),支管与100mL针筒连接
6、按实验方案进行探究活动
在这一实验探究活动的过程中,最关键的一点是如何测定过氧化氢在不同条件下的分解速率。在实验过程中,除了观察现象与纪录数据,绘制6%过氧化氢在氯化铁溶液催化下,在不同时段分解速率随时间的变化曲线(实验过程中需记下反应到不同时刻过氧化氢分解放出氧气的体积v及反应终了过氧化氢全部分解放出氧气的体积v1以(v1-v)对时间t做图可得一直线,反应温度和浓度一定时,它不随时间改变。)
过氧化氢分解实验装置图(在恒温常压下过氧化氢的分解的反应速度与氧气的析出速度成正比)
7、实验步骤:
(1)测定不同浓度过氧化氢溶液在同一催化剂作用下的分解速率;
(2)不同催化剂对同一浓度过氧化氢分解实验的对比;
(3)测定6%过氧化氢在氯化铁溶液催化下在不同温度里的分解速率
8、探究性实验测试表格
步骤一、探究浓度对于过氧化氢分解速率的影响
项目 | 评分内容 | 评分等级 | 评分说明 | |||
A | B | C | D | |||
操作 | 将试管分成三组,做标记 | 未做标记只给D级 | ||||
每组多于两个试管 | 只做一组的给C级 | |||||
在每组试管里分别加入相同质量的氯化铁 | 滴管使用正确的为A,不正确的为C | |||||
分别滴加入不同浓度温度相同的过氧化氢溶液 | 用量筒且正确A,不正确B;用滴管的C,如加清水给D | |||||
结果 | 实验结果:在相同反应时间里测出活塞移动距离 | 现象不明显给B;错误结果给D | ||||
推理正确:依据实验结果得出结论,可能正确也可能错误,过程正确即给分 | 依据试验结果得出合理结论给A,否则给D |
步骤二、探究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响
项目 | 评分内容 | 评分等级 | 评分说明 | |||
A | B | C | D | |||
操作 | 将试管分成三组,做标记 | 未做标记只给D级 | ||||
每组多于两个试管 | 只做一组的给C级 | |||||
在每组试管里分别滴加相同物质的量浓度的氯化铜溶液和氯化铁溶液 | 用量筒且正确A,不正确B;用滴管的C;不相等的D | |||||
分别滴加浓度相同,温度相同的过氧化氢溶液 | 用量筒且正确A,不正确B;用滴管的C;不相等的D;量筒未换洗最高给B | |||||
结果 | 实验结果:在相同反应时间里测出活塞移动距离 | 现象明显给A,现象不明显给B;错误结果给D | ||||
结论:依据试验结果得出结论,表述准确 | 依据试验结果得出结论给A,否则给D |
步骤三、探究温度关于过氧化氢分解速率的影响
项目 | 评分内容 | 评分等级 | 评分说明 | |||
A | B | C | D | |||
操作 | 将试管分成3组,做标记 | 未做标记只能给D级 | ||||
每组多于3个试管 | 只做一组的给C级 | |||||
3个试管进行不同温度的水浴,20℃,40℃,60℃ | 用试管夹夹住试管的给A级,试管夹使用不正确的给B级;用手的给C级 | |||||
分别加入等质量的氯化铁溶液,然后滴加相同质量的过氧化氢溶液 | 不相等的给D级 | |||||
结果 | 实验结果:在相同反应时间里测出各组活塞变化体积 | 现象不明显给B;错误结果给D | ||||
结论:依据试验结果得出结论,表述准确 | 依据试验结果得出结论给A,否则给D |
请大家多提宝贵意见!衷心希望每一个实验能为教学提供帮助,发挥好实验员的服务职能。