7.4.2“银镜反应”实验改进的探究 教学设计 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

人教版高中化学必修二第七章第四节——“银镜反应”实验改进的探究 1、 教学任务分析 （1） 教材分析 教材在此前介绍了含单官能团的有机小分子，在本节进一步引入含多官能团的生物大分子，有助于学生形成对有机物更完整的认识；本节涉及的有机物结构比较复杂，学生难以仅从结构的角度认识这些物质的性质，因此，教材注意从生活经验和实验活动出发来介绍物质的性质，让学生了解糖类的基本组成、特征反应与用途；银镜反应是培养学生学习兴趣的手段，是检验醛基的重要方法，是强化官能团理解的途径；银镜反应可用于培养学生学习兴趣，是检验醛基的方法，可加深学生对官能团的理解。 （二）学情分析 （1）知识技能方面 学生在日常生活中已经对葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素有感性认识，且已经学习了醇、酯、羧酸等有机化合物知识，具有一定的基本理论知识；同时学生具备基本的实验操作技能知识。所以，本课时的教学应该把握好学生的先验知识，一方面应以学生已有知识为新知识的生长点，促进学生知识结构化以及提高学生灵活应用知识的水平，另一方面教学要着眼于学生的最近发展区，为学生提供具有一定难度的内容，调动学生的学习积极性，以适度超前的教学引导学生的学习和发展。 （2）学习方法方面 学生经过高一上的学习，能够运用实验方法对化学物质进行学习，具有一定的学习方法基础。因此，本课时可以学生为主体，通过“初步实验-发现问题-合理分析-优化方案-得出结论”，初步掌握改进和评价实验方案的方法，并认识“葡萄糖的结构和化学性质”。 二、使用教材 人民教育出版社 高中化学必修第二册 第七章第四节“基本营养物质” 第1课时“糖类”实验7-7（2）银镜反应 3、 实验用品 银氨溶液、氨水、葡萄糖溶液、氢氧化钠溶液、试管、试管夹、胶头滴管、烧杯、密封小瓶、水浴加热装置等。 四、实验改进要点 （一）“银镜反应”的教学功能 葡萄糖结构较为复杂，学生难以从结构角度认识性质，所以“银镜反应”是必修“糖类”一节中介绍葡萄糖的性质和检验方法的重要实验载体，该实验也极具趣味性和观赏性，是提升学生化学学习兴趣的良好途径。借助实验手段能由宏观表象引导学生思考微观原因，强化其对有机物官能团的理解，进一步构建官能团决定有机物性质的学科思想并促使化学学科核心素养落地。 （二）教材实验的缺点 （1）水浴加热时间较长。学生等待中，求知欲或兴趣慢慢地会减弱。 （2）银镜生成速度较慢，且银镜生成时不能晃动试管，不便于观察银镜的生成。 （3）镀银面积较小，硝酸银利用率不高。 （4）实际操作的成功率不高，所以教师大多采用演示实验而削弱了趣味性。 （三）实验改进的要点 为了充分发挥上述所说“银镜反应”的教学功能，针对教材实验的缺点做出如下改进： （1） 取消水浴加热。这样能简化实验装置并节约时间，避免学生兴趣或求知欲慢慢地减弱。 （2） 将反应容器由试管替换为日常生活中常见的密封瓶。增大了镀银面积且便于学生观察，提髙了趣味性和观赏性；此外，器材来源于日常生活，体现了化学与生活的密切联系。 （3） 加入适量NaOH溶液，即增加OH-的浓度，一方面加快化学反应速率；另一方面在强碱条件下，醛基的活性增强而有利于银生成。 （4） 实验操作上，把不能摇动试管变成沿同一方向充分振荡密封瓶。通过振荡增加了微粒间碰撞概率，有利于反应速率加快；此外，充分振荡使得反应混合液可以达到较大的覆盖面积，有助于增大银镜覆盖面积。 五、实验原理 （一）反应原理 C6H12O6 + 2［Ag( NH3 ) 2］+ + 2OH-→ C5H11O5COO- + NH4++ 2Ag↓ + 3NH3 + H2O （二）实验试剂 资料显示，在强碱条件下醛基的活性会增强。结合银镜反应离子方程式，氢氧根为反应物 ，适当增加反应物-氢氧根的浓度有助于提高化学反应速率，所以实验改进在反应混合物中加入适量的氢氧化钠溶液。 （3） 实验操作 通过振荡增加了微粒间碰撞概率，有利于反应速率加快；此外，充分振荡使得反应混合液可以达到较大的覆盖面积，有助于增大银镜覆盖面积。 （四）实验仪器 考虑到需要振荡操作，用瓶身面积较大的密封瓶代替试管，增大反应容器内部镀银面积。 六、实验教学目标 （1） 通过“银镜反应”建立宏观与微观的桥梁，引导学生由宏观表象思考微观原因，进而认识葡萄糖的性质和检验方法，形成对有机物有机物更全面的认识，进一步构建官能团决定有机物性质的学科思想。 （2） 通过对教材实验的反思，发现问题并根据所提供信息，合理分析，逐步找到制备银镜的更优实验方案，以此逐步掌握改进和评价实验方案的方法，并培养学生独立思考和求真探索的科学态度。 （三）通过实验改进增强化学学习的趣味性，激发学生化学学习兴趣并感受化学与生活的密切联系。 七、实验教学内容 （1） 知识内容 银镜反应是葡萄糖的特征反应，常用来检验葡萄糖，也是检验醛基的常用方法。 （2） 实验改进 通过学生分组实验，在按教材实验分组操作后，总结发现的问题，并基于材料合理分析，提出优化实验的方案并再次尝试，对比两组实验，评价新实验方案优点。 八、实验教学过程 （1） 引入情境、激发兴趣 图片展示生活中光亮照人的镜子，并提问“普普通通的玻璃是如何变成镜子的呢？”，由此引入课题——银镜反应，并让学生感受到化学与生活的紧密联系。 （2） 初探实验、发现问题 讲述教材上银镜反应的实验步骤、操作注意事项并简要分析原理；学生按小组进行分组实验；实验结束后，各组展示实验成果并作出评价。发现问题：（1）实验成功率不高且耗时较长（例如，长时间等待只看到了黑色沉淀/银镜附着不均匀）；（2）银镜生成时不能晃动试管，不便于观察银镜的生成；（3）镀银面积较小 （3） 合理分析，优化方案 带领学生基于上一阶段发现的问题并结合相关资料，探究实验改进方案。改进要点如下：（1）取消水浴加热；（2）将反应容器由试管替换为日常生活中常见的密封瓶；（3）加入适量NaOH溶液；（4）把不能摇动变成沿同一方向充分振荡。 （4） 再探实验，得出结论 学生再次以小组为单位按照优化后实验方案进行分组实验，并根据实验结果评价新实验方案：（1）所需时间缩短，实验仪器减少，操作更简单；（2）增大镀银面积且便于观察；（3）成功率有所提高。最后进行知识归纳：银镜反应是葡萄糖的特征反应，常用来检验葡萄糖，也是检验醛基的常用方法。 九、实验效果评价 （一）学生能够通过“初步实验-发现问题-合理分析-优化方案-得出结论”，掌握改进和评价实验方案的方法，也培养了学生独立思考和求真探索的科学态度。 （二）改进后的“银镜反应”实验效果更好、成功率更高，所需时间缩短、实验仪器减少、操作更简单便于学生观察。 （三）改进实验能更好发挥教学功能，不仅解决了学生难以从结构角度认识生物大分子的难题，同时，取材于生活，增强了学生的学习兴趣，也让学生体会到了化学与生活的紧密联系。 学科网（北京）股份有限公司 $$