第四章第二节《素养为本的创新实验探究案例——电解原理》 说课课件-2024-2025学年高二化学人教版2019选择性必修1

素养为本的创新实验探究案例 ——电解原理 高中化学 01. 教学背景分析 02. 实验教学目标 03. 实验使用器材 04. 实验创新要点 05. 实验设计思路 06. 实验教学过程 07. 实验效果评价 目录 CONTNETS 01 教学背景分析 新课标要求学科教学注重发展学生学科核心素养，重视教学内容的结构化，倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的探究活动，培养学生的创新精神和实践能力。 新人教版教材将电解池安排在高中化学选择性必修1第四章第二节。旨在通过电解池的教学培养学生的“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等核心素养。学习完电解池之后学生将认识实现物质与能量转化的重要途径，对氧化还原、离子反应、电解质溶液原电池等内容形成完整知识体系。 课 标 分 析 教 材 分 析 01 教学背景分析 已经学过电解水实验和原电池的基本原理，对电化学有初步认识。 认识了原电池这一实现物质转化与能量转化的重要途径，掌握化学反应与能量的理论基础。 有强烈的好奇心与探索精神，具备一定的实验操作与实验探究能力。 在必修通过氧化还原反应的学习，掌握了离子的氧化性与还原性顺序，为学习电解原理奠定基础。 学 情 分 析 02 实验教学目标 3.通过电解池实验探究，养成严谨求实的学习品质和良好的科学态度，体验从实验室到氯碱工业生产的改进过程，培养科学态度与社会责任素养。 1.以电解氯化铜溶液为例，从宏观与微观结合角度分析电解原理，培养宏观辨识与微观探析素养；从假设出发设计探究方案，能发现问题进行创新改进并做实验探究，提升科学探究与创新意识素养； 2.通过预测电解氯化铜产物及实验验证，发展学生对电解池工作原理的认识，建构电解池的一般模型，培养学生的证据推理与模型认知能力； 03 实验使用器材 9v电池 导线 KI试纸 石墨电极 塑料瓶 注射器 塑料管 CuCl2溶液 创新装置 04 实验创新要点 教材实验回顾 教材装置 该装置为敞开体系，气体收集、检验均不方便 电解产生的有毒气体无法进行尾气处理 使用笨重的学生电源，试剂用量稍多 用此装置电解饱和食盐水时无法添加膜 创新装置 装置一体化：集反应、验证、除尾气于一体，操作具有连贯性，演示效果更佳 实验绿色化：实验在密闭体系中进行，有毒气体不会逸出污染空气，绿色环保 操作便捷化：使用电池组作为移动电源； 试剂用量更少等 功能多元化：中间加膜用于电解食盐水 05 实验设计思路 实验装置一：密闭体系化装置 设计亮点：1.密闭体系，氯气不发生泄漏； 2.装置内部附有氢氧化钠溶液的棉花；可处理尾气； 3.使用电池组作为移动电源； 4.中间可加膜；或者注入有色离子的琼脂，用于探究阴阳离子移动方向 可加膜 05 实验设计思路 实验装置二：微型化实验装置 设计亮点：1.微型化实验，反应剂量小； 2.装置简单，成本低，操作简便； 3.现象直观明显，电解效率快； 4.塑料瓶自动液封收集氯气，无污染； 05 实验设计思路 Nobook虚拟仿真实验——电解饱和食盐水的装置设计 06 实验教学过程 情境激趣 再识电解 1.展示我国电解无淡化海水制氢，激发学生兴趣。 2.回顾初中电解水知识。 提出问题： 电解CuCl2溶液是否生成Cu和Cl2？ POE教学策略 预测——观察——解释 引导学生预测： 电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2 06 实验教学过程 情境激趣 再识电解 探究生趣 实验创新 发现问题 改进思路 实验设计 1.装置为敞开体系，收集、检验不方便； 2.无尾气处理装置； 3.使用学生电源笨重，携带不方便； 1.使用气体收集装置或采用密闭体系； 2.减少试剂用量； 3.使用电池组作为移动电源； 1.使用密闭电解装置； 2.设计微型化实验； 3.使用电池组； 阅读教材上的装置，若作为分组实验，从绿色化学的角度考虑，存在那些不足？ 06 实验教学过程 情境激趣 再识电解 探究生趣 实验创新 分组实验 合作升趣 实验装置一：密闭体系化装置 实验装置二：微型化实验装置 实验现象 产物验证 实验结论 与电源负极相连的石墨棒覆盖一层红色的固体 —— CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 与电源正极相连的石墨棒上有气泡产生 用湿润的KI试纸进行检验，试纸变蓝 06 实验教学过程 01 04 02 03 通电前，溶液里存在哪些离子？如何运动？ 试着写出电极反应式。 通电后电路中电子流向如何？离子如何运动？ 两电极分别发生的是什么反应? 根据以上分析，你发现了离子的放电顺序是什么？ 05 06 离子放电为什么有先后之分？ 情境激趣 再识电解 探究生趣 实验创新 分组实验 合作升趣 剖析原理 建模探趣 微观探析 符号表征 06 实验教学过程 情境激趣 再识电解 探究生趣 实验创新 分组实验 合作升趣 剖析原理 建模探趣 阴离子 阴极 阳极 氧化 反应 还原 反应 阳离子 e- e- 请结合实验装置绘制反映电解池工作原理的示意图，并与同学交流。示意图要求包括以下内容： （1）注明电解池的组成；（2）标明氧化反应和还原反应发生的区域； （3）标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向； 模型建构 06 实验教学过程 情境激趣 再识电解 探究生趣 实验创新 分组实验 合作升趣 剖析原理 建模探趣 存在问题？ 存在离子？ 分析产物？ 装置改进 氯碱工业原理 应用模型——分析电解饱和食盐水 Nobook虚拟仿真实验 06 实验教学过程 情境激趣 再识电解 探究生趣 实验创新 分组实验 合作升趣 剖析原理 建模探趣 总结固趣 凝练思维 科学探究 1.推理预测 2.设计方案 类比迁移设计初案 集思广益评价方案 发现问题优化方案 3.实验探究 实验创新 分组实验 剖析原理 模型建构 4.迁移应用 07 实验效果评价 1 安全环保 从绿色化学角度设计实验创新装置，无氯气泄露，安全环保； 2 简单方便 实验操作简单、效率高，微型化装置方便分组实验与师生互动； 3 直观清晰 两组创新装置的实验现象明显，有利于证据推理与符号表征； 4 实验拓展 密闭体系化装置也可改装用于模拟氯碱工业生产、双液电解等。 07 实验效果评价 在POE教学策略的指导下，学生通过预测、实验创新、实验观察、总结解释、模型建构等环节，发展了化学学科核心素养； 通过实验探究激发学习化学的积极性，避免了学习电化学知识的枯燥，充分发挥学生的主体作用； 教学反思 不足 a.密闭体系化装置成本稍显昂贵，实现分组实验所需成本偏高；； b.微型塑料管需使用注射器加入溶液，实验准备时间稍长； 谢谢! 2024.6 中国·德阳 $$