2.2.2利用数字化实验探究压强对化学平衡的影响 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

中小学实验教学说课活动——高中化学组 利用数字化实验探究压强对化学平衡的影响 以“2NO2 N2O4”为例 目录 一、设计思想 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 二、实验改进原因 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 三、实验改进原理 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2 四、实验教学内容 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3 五、实验效果评价 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 实验说课稿 尊敬的各位专家评委上午好： 我说课的题目是《利用数字化实验探究压强对化学平衡的影响》，下面 我将从设计思想、实验改进原因、实验改进原理、实验教学内容、实验效果评 价这五个方面来进行实验说课。 一、设计思想 信息化时代的到来，给我们的教育教学带来了巨大的变革，如何能够紧跟时 代步伐，实现更加高效和精准化的教学是我们追求的目标。以化学平衡为例，这 是一节概念课，化学概念抽象而概括，平衡移动微观而又不可见，因此，本节课 我借助于信息化的教学手段、探究课本的实验情境，以期实现抽象问题直观化、 微观问题可视化、难点问题分层化。 二、实验改进原因 1.教材分析 本节课是人教版（2019）选择性必修 1 第二章第二节的内容，通过探究压强 对化学平衡的移动的影响，发展学生的微粒观、平衡观和守恒观。 2.课程标准分析 2017 版课程标准对于本节课也提出了明确建议，不但指出影响化学平衡 的条件是必做实验，而且还倡导通过课本学习，开展以素养为本的教学。 3.实验分析 人教版(2019)现有教材中实验所选用的可逆反应如下表所示： 影响因素 压强 实验 2-2： 2NO2 N2O4 反应载体 (红棕色) (无色) 4.学情分析 压强对化学平衡的影响，一直是学生理解的难点，不易掌握。 1 三、实验改进原理 1.对课本原实验的剖析 在课本中，压强对化学平衡影响的实验是这样开展的（如图 1）：用 50 mL 注射器吸入约 20 mL NO2 与 N2O4 的混合气体(使注射器的活塞处于Ⅰ处)，将 细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处，观察管内混合气体颜色的变化。当 反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时，观察管内混合气体颜色的变化。[1] 图 1 课本实验 2.原实验方法存在的不足 （1）进行实验时需要反复测试才能完成实验现象的观察。 （2）二氧化氮颜色变化不够明显，尤其在拉活塞时颜色变浅，然后又略微 加深的颜色变化几乎观察不到。 （3）宏观现象的探究，无数据的支持与论证。 这些问题使压强对平衡移动原理成为一个教学难点，因此在平时教学中，不 少老师会在课堂教学中会直接告诉学生结论，使学生只是知其然，而不知其所以 然。 3.实验的改进与创新 基于以上分析，我查阅了相关书籍以及文献，思考教材实验的安排是否合理， 如何才能更加严谨。本节课我借助于压强传感器，探究压强对二氧化氮与四氧化 二氮平衡移动的影响，学生利用压强图像的变化更加直观的了解平衡移动。同时 利用具体数据的计算，进一步论证实验现象产生的原因[2][3][7]。从而形成从宏 观辨识与微观探析，变化观念与平衡思想，最终形成证据推理与模型认知的学科 素养。 2 图 2 课本实验 图 3 数字实验 图 4 图像分析 图 5 数据论证 4.改进实验的优点 （1）实验操作简单，一次操作即可进行连续观察。 （2）宏观试验微观化，数字实验更加灵敏准确的反应出平衡移动的过程， 便于理解和分析。 （3）从数据的处理，解释了宏观现象变化的原因，论证压强对化学平衡的 移动影响。 （4）通过数字化实验手段，直观呈现微粒变化的证据素材，帮助学生建构 平衡认知模型。 四、实验教学内容 1.实验教学目标 （1）知识层面，通过实验探讨压强对化学平衡的影响。 （2）实验能力层面：通过提出猜想、设计实验、实验验证、结果分析等 环节体会科学探究的一般过程，提高实验探究能力。 （3）化学思维层面：感受数字传感器的使用，进一步实现从定性到定量 分析的思维跃迁。 3 （4）学科素养层面：通过本节课培养学生宏观辨识与微观探析，变化