基于化學(xué)教學(xué)中交互式電子白板和DIS數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用嘗試
——以人教版高中化學(xué)選修四《化學(xué)反應(yīng)速率》教學(xué)設(shè)計(jì)為例
董金水??
1? 教學(xué)內(nèi)容分析
化學(xué)反應(yīng)速率是在學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)與能量、元素周期律等知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的中學(xué)化學(xué)重要理論之一，有助于加深理解以前所學(xué)的元素化合物適應(yīng)及化學(xué)反應(yīng)，為后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)平衡、反應(yīng)進(jìn)行的方向、電解質(zhì)溶液等知識(shí)作好準(zhǔn)備。化學(xué)反應(yīng)速率屬于化學(xué)動(dòng)力學(xué)的范疇。為了讓學(xué)生在研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢及如何定量表述上有感性知識(shí)，教材中化學(xué)反應(yīng)速率這個(gè)專題，安排了一系列簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使學(xué)生體會(huì)到，要準(zhǔn)確表達(dá)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，就必須建立起一套行之有效的方法：確定起點(diǎn)，確定時(shí)間單位，找出易于測(cè)量的某種量或性質(zhì)的變化。我再根據(jù)DIS數(shù)字化傳感器技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上繪出有關(guān)實(shí)驗(yàn)曲線，使學(xué)生對(duì)反應(yīng)速率的測(cè)量方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加清晰明了，便于問(wèn)題的分析和討論，從而得出相應(yīng)的結(jié)論，這些都為學(xué)習(xí)下一節(jié)課“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”創(chuàng)造了條件。而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理性分析，使學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。
2? 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】
〖引言〗日常生活和生產(chǎn)中我們會(huì)遇到很多化學(xué)反應(yīng)，有的反應(yīng)進(jìn)行地轟轟烈烈，而有些反應(yīng)卻是在潛移默化中完成的。（模擬爆炸的動(dòng)畫(huà)）
電子白板書(shū)寫(xiě)：?????? 第一節(jié)?? 化學(xué)反應(yīng)速率
展示圖片：(利用電子白板的聚光燈功能)炸藥的爆炸、溶洞的形成、鋼鐵腐蝕、牛奶的變質(zhì)等
〖交流〗這幾幅圖片所描述的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢如何？你對(duì)化學(xué)變化的快慢有何認(rèn)識(shí)？
〖反思〗化學(xué)反應(yīng)中“快”與“慢”是一個(gè)相對(duì)的過(guò)程。
設(shè)計(jì)意圖：利用交互式電子白板技術(shù)，從“生活中的化學(xué)反應(yīng)速率常識(shí)”入手，通過(guò)判斷幾個(gè)常見(jiàn)反應(yīng)快慢的常識(shí)，從而引出化學(xué)反應(yīng)速率。
電子板書(shū)：一、化學(xué)反應(yīng)速率概念及其表示方法
〖自主學(xué)習(xí)〗閱讀教材P17，回答下列問(wèn)題：
1、定義：在容積不變的反應(yīng)器中，通常用單位時(shí)間內(nèi)某一反應(yīng)物____________的減少或生成物_________的增加來(lái)表示。
2、表達(dá)式：v =??????????????????????????????????? 單位：________________
(用v表示化學(xué)反應(yīng)速率，△c表示濃度的變化量，△t表示時(shí)間的變化量，均取絕對(duì)值。)
參考答案：濃度，濃度；v =Δn/(V·Δt)，mol/L?min或mol/L?s。
(電子白板的實(shí)物投影功能)展示個(gè)別學(xué)生完成的學(xué)案，師生共同點(diǎn)評(píng)。
設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用教材，培養(yǎng)自學(xué)能力。
3、化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算
(電子白板的實(shí)物投影功能)展示個(gè)別學(xué)生完成的學(xué)案，師生共同點(diǎn)評(píng)。
〖反思〗在某一反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示該反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值是否相同？
〖?xì)w納〗化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)成???? 比，化學(xué)反應(yīng)速率表示的是????????? 速率。
參考答案：正；平均。
〖交流〗4、化學(xué)反應(yīng)速率的比較
〖?xì)w納〗(1)同物比較法----比較時(shí)，必須化為同一物質(zhì)才能比較，且單位要一致；
(2)系數(shù)比例法----比較時(shí)，各物質(zhì)的濃度與其系數(shù)的比例大，速率快。
設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生更容易把握化學(xué)反應(yīng)速率表示方法的要點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)興趣，突出自主學(xué)習(xí)，學(xué)生在課堂中占主體地位。
電子板書(shū)：二、測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率的方法
〖自主學(xué)習(xí)〗閱讀課本P18，如何測(cè)量某一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率？
(電子白板的超鏈接功能)網(wǎng)絡(luò)查詢“比色法”、“pH測(cè)定法”等方法的百度文庫(kù)。
【實(shí)驗(yàn)探究1】測(cè)量鋅與硫酸反應(yīng)速率的裝置
實(shí)驗(yàn)操作：請(qǐng)兩組學(xué)生分別做如下兩套裝置的實(shí)驗(yàn)：在錐形瓶?jī)?nèi)各盛有同等鋅粒(顆粒大小基本相同)，通過(guò)分液漏斗分別加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸，比較兩者收集10mL氫氣所用的時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)原理：寫(xiě)出該反應(yīng)方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表
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加入試劑 |
反應(yīng)時(shí)間(min) |
反應(yīng)速率 |
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40mL1mol/L的硫酸 |
? |
? |
|
40mL4mol/L的硫酸 |
? |
? |
〖?xì)w納〗實(shí)驗(yàn)結(jié)論：反應(yīng)物的濃度對(duì)反應(yīng)速率有影響。
(電子白板的實(shí)物投影功能)展示個(gè)別學(xué)生完成的學(xué)案，師生共同點(diǎn)評(píng)。
【實(shí)驗(yàn)探究2】請(qǐng)兩組學(xué)生利用DIS數(shù)字化pH傳感器進(jìn)行雙氧水分解實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)操作：DIS數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接完畢后，在錐形瓶中放入40mL15%雙氧水溶液，將pH傳感器放入溶液中，觀察現(xiàn)象，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)顯示出的曲線，說(shuō)明雙氧水呈弱酸性，并且自身分解不明顯。
實(shí)驗(yàn)原理：2H2O2=MnO2=2H2O+O2-，加入質(zhì)量相等的塊狀MnO2和粉末狀MnO2進(jìn)行對(duì)比
〖?xì)w納〗實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加入MnO2后，根據(jù)pH曲線變化，說(shuō)明雙氧水分解速率加快，并且加入粉末狀的MnO2后，分解速率比較快。
〖反思〗若再對(duì)剛才反應(yīng)的錐形瓶加熱，會(huì)看到什么現(xiàn)象？
【實(shí)驗(yàn)探究3】另請(qǐng)一組學(xué)生對(duì)錐形瓶加熱，看氣泡出來(lái)的速率。
〖?xì)w納〗實(shí)驗(yàn)結(jié)論：升高溫度后，雙氧水分解速率加快。
(電子白板的實(shí)物投影功能)展示個(gè)別學(xué)生完成的學(xué)案，師生共同點(diǎn)評(píng)。
〖課堂總結(jié)〗通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)與討論，你領(lǐng)會(huì)了什么？
設(shè)計(jì)意圖：使不同層次的學(xué)生在收集、處理、交流信息的過(guò)程中，逐步提高了歸納、總結(jié)、分析、表述、應(yīng)用等多種能力。
〖檢測(cè)與評(píng)價(jià)〗(略)
〖作業(yè)〗課本習(xí)題3、4、5。
設(shè)計(jì)意圖：為了鞏固所學(xué)知識(shí)，完善知識(shí)體系，設(shè)計(jì)一些與化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān)的習(xí)題，起到及時(shí)檢測(cè)和評(píng)價(jià)的作用，保證課堂訓(xùn)練到位。師生共同總結(jié)并點(diǎn)評(píng)。
3? 教后反思
交互式電子白板和實(shí)驗(yàn)室傳感技術(shù)已經(jīng)為現(xiàn)代化教育開(kāi)辟了新的天地，成為課堂教學(xué)的主流技術(shù)，極大地推動(dòng)學(xué)校教學(xué)信息化的進(jìn)程。這節(jié)課充分利用強(qiáng)大的交互式電子白板功能和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)傳感技術(shù)，采用“自主、交流、反思”教學(xué)模式，通過(guò)在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情景,使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)接受大量的信息，不僅有效地拓展了教材內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，而且教學(xué)內(nèi)容具有時(shí)代性，與科技發(fā)展保持同步，且能輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。利用DIS數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，拓展教材內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。老師為學(xué)生創(chuàng)建一種開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境, 創(chuàng)設(shè)了一連串環(huán)環(huán)相扣創(chuàng)造性問(wèn)題，為學(xué)生提供多渠道獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的機(jī)會(huì)。利用交互式電子白板，利用圖片、錄音、錄像材料、多媒體動(dòng)畫(huà)以及電子白板所特有的拖動(dòng)功能和縮放效果，將它們有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮其整體功能優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，使學(xué)生更樂(lè)于學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
[1]? 人民教育出版社等編著．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)：化學(xué)4（選修）．第3版[M].北京：人民教育出版社，2010：16~19.
[2]? 董金水．利用現(xiàn)代傳感技術(shù)演示放電制備一氧化氮[J]．北京：化學(xué)教充，2009，（11）：58~60.
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（本文發(fā)表于《化學(xué)教與學(xué)》2013年第7期）
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