第七章第三节 创新实验：基于数字化技术的乙醇的催化氧化一体化实验 说课 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

基于数字化技术的 乙醇的催化氧化一体化实验改进说课 实验设计 目标构建 教学反思 价值挖掘 01 02 03 05 目 录 实验内容 及过程 04 2 价值挖掘 1 教材分析 学情分析 课标分析 3 1.结合定性实例认识官能团与性质的关系，知道氧化、加成、取代、聚合等有机反应类型，知道有机化合物之间在一定条件下是可以转化的。 2.提倡采用观察实验现象、联系生产生活实际、归纳总结等策略对典型的有机化合物的结构、性质及应用进行教学。 3.鼓励教师运用信息技术提高课堂教学效率与质量，强化信息技术与化学教学的深度融合 课标要求 1.学生在初中以及日常生活中，对乙醇有着或多或少的了解，但很难从微观角度认识乙醇。 2.学生已经学习了烃类有机物，但容易官能团与有机物的性质割裂开来，不能深刻认识到官能团决定化学性质 3.局限于单一方面认识事物，不能从多方面认识世界；科学探究、逻辑思维、证据推理能力等化学学科素养亟待发展。 学情分析 一、价值挖掘 本节课选取人教版高中化学必修二第七章第三节第一课时中的乙醇的催化氧化。在人教版化学必修二实验教学中，通过观察铜丝前后的变化以及嗅闻气味达到对产物的检验。 一、价值挖掘 教材实验 实验设计 2 6 实验仪器：注射器、硬质玻璃管、试管、酒精灯、铁架台、烧杯 实验药品：铜丝、无水酒精、粘有无水硫酸铜粉末的棉花、银氨溶液 实验原理： C2H5OH +O2 CH3CHO + H2O △ Cu 二、实验设计 2Cu + O2 2CuO △ C2H5OH + CuO CH3CHO + Cu + H2O △ 实验仪器：注射器、烧杯、泡沫板、苏维尔智能数字实验盘、氧气传感器、多媒体电子白板一体机、酒精灯、坩埚钳 实验药品：铜丝、无水酒精 （1）定性角度：学生改进教材实验 （2）定量角度：数字化实验探究乙醇的催化氧化 实验创新点 二、实验设计 （1）实验数字化。使用传感器灵敏测出空气中氧气的变化曲线，将探究实验定量化、化学反应可视化，符合学生认知规律，提升学生深度学习与数字化学习素养。 （2）实验微型化。课本中的实验是将烧红的铜丝插入乙醇中，乙醇量多。我们将其改进为使用注射器加热，操作简单，耗费药品量少耗时短，现象明显，便于进行课堂学生分组实验。 （3）实验绿色化。以课本实验为基础，引导学生创新实验，将教材实验的开放体系改为了相对封闭的体系，有效防止乙醛气体直接排放于空气中，符合绿色化的实验理念。 （4）实验一体化。从教材实验，到学生改进实验，再到数字化实验，整体设计一体化，同时使用无水硫酸铜检验是否生成水，用在后续教学糖类中出现的银氨溶液检验乙醛，使知识之间产生联系，完成对醇催化氧化反应的知识建构，同时有效发展学生批判思维、科学探究、证据推理能力等，培养学生化学学科核心素养。 3 目的构建 9 （1）通过思考现有教材问题并查阅资料，设计创新实验，依据实验结果获得证据，从而推出结论，感受并建立科学探究的一般过程，培养证据推理与模型认知的能力。 （2）通过从学生完成教材实验，到自主创新实验设计，再到数字化探究乙醇的催化氧化，从定性认识过渡到定量认识，实验设计一体化，培养学生多角度认识世界，发展高阶能力。 （3）通过探究“乙醇的催化氧化”的过程，培养学生发展正确的科学态度与社会责任意识，体会绿色化学的意义。 三、目标构建 教学内容及过程 4 11 四、教学内容及过程 活动一 活动二 活动三 活动四 小结反思 发现问题 分组完成教材实验 查阅资料改进实验 升华应用 数字化实验分析 定性分析到定量分析 四、教学内容及过程 环节一：教材实验 1. 教材实验中铜丝颜色变化明显，但乙醇本身有气味且反应生成的乙醛偏少，乙醇挥发出来的刺激性气味冲淡了乙醛的气味，因此仅通过闻气味来识别乙醛，依据不充分 2. 学生实验中，由于酒精灯需对铜丝反复加热，使整个实验过程充斥在酒精及乙醛刺鼻的气味中，实验感受较差，不符合实验安全和绿色化学的要求 3.仅检验产物乙醛，未验证产物水，不够全面 存在问题 四、教学内容及过程 环节二：小组讨论，查阅资料，设计实验方案并分享 查阅资料： ①乙醛是一种易溶于水，易挥发，有刺激性气味液体； ②乙醛可以与新制氢氧化铜悬浊液在加热条件下生成砖红色沉淀；可以与银氨溶液发生银镜反应；具有还原性，可以强氧化剂反应；希夫试剂与醛显紫色，与酮作用不显色。 ③无水硫酸铜与水接触，颜色会由白色变为蓝色；变色硅胶无水时呈蓝色，有水时呈粉红色 四、教学内容及过程 粘有无水硫酸铜的棉花检验是否有水生成；银氨溶液检验是否有乙醛生成 四、教学内容及过程 乙醇在加热和催化剂（Cu或Ag）存在的条件下，被空气中的氧气氧化成乙醛。总反应：___________________ C2H5OH +O2 CH3CHO + H2O △ Cu 铜丝加热时由红变黑，加入乙醇后由黑变红色，重复发生现象。 2Cu + O2 2CuO △ C2H5OH + CuO CH3CHO + Cu + H2O △ 粘有无水硫酸铜的棉花变蓝 银氨溶液中产生银镜现象 反应生成水 反应生成乙醛 铜是催化剂 环节三：数字化实验探究乙醇的催化氧化 氧气传感器 装有无水乙醇的注射器 泡沫板 250m烧杯 铜丝 苏维尔智能数字实验盘 四、教学内容及过程 四、教学内容及过程 环节四：升华应用 （剧毒） 乙醇 乙醛 乙酸   乙醇脱氢酶 乙醛脱氢酶 四、教学内容及过程 2018年8月，全球医学顶级期刊《柳叶刀》发布了一项重磅级研究成果：即使是少量的饮酒，也会危害人体健康。 这是由于乙醇进入人体后，乙醇会在体内乙醇脱氢酶的作用下，转换为有毒的乙醛，乙醛再从体内乙醛脱氢酶的作用下，转换为乙酸。如果体内乙醛脱氢酶活性弱，就会导致大量乙醛在体内堆积，对人体器官产生损坏，甚至导致癌症。 尾声：有同学提出，氧气百分含量的减少是否是因为乙醇受热汽化，导致总气体含量增大所造成的？请同学们课后查阅资料，思考讨论。 4 教学反思与评价 22 不足： 在数字化实验中，铜丝在酒精灯火焰加热至红热之后，才迅速放置于烧杯中。可以考虑在后续实验改进中，将加热方式更换，使得整个装置保持密闭状态。比如用电阻丝自制发热装置、微型加热管加热铜丝等等。 优点： 1.让学生完成已有的教材实验基础上讨论，发现问题，自主查阅资料并改进实验，发展学生的科学探究、证据推理等化学素养。 2.使用数字化技术提升学生数字化学习与深度学习素养。 3.整体实验设计一体化，从教材实验到实验改进，再到数字化实验，最后升华应用，抛出问题引发学生思考，实验设计结构紧凑，同时联系后续知识，为后续教学埋下伏笔。 4.使用微型化、绿色化实验装置。 谢谢欣赏 $$