内容正文:
专题2 体验化学实验探究-课题1 走进化学实验室- 第二课时(教学设计)
课题
课时安排
核心
素养目标
化学观念:认识加热是化学实验基本操作,知晓温度变化对实验的影响,建立实验操作与物质变化的关联。
科学思维:通过对比规范与错误操作,归纳实验操作规律,形成严谨的实操逻辑。
科学探究:独立完成加热、仪器连接洗涤等实操,掌握基础探究技能。
科学态度与责任:恪守实验规范,树立安全、严谨、环保的实验职业素养。
重点
和难点
教学重点:酒精灯的规范使用方法,试管内固体、液体药品的加热操作,玻璃仪器的连接与洗涤标准操作。
教学难点:精准把控加热操作细节,规避加热炸裂、仪器漏气等实验问题,理解规范操作的原理,将操作规则内化为本能实验习惯,灵活应对基础实验操作问题。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
在化学实验中,很多物质变化需要借助加热完成,第一课时我们认识了实验室仪器与安全规则,但如何安全、规范地完成加热实验、组装仪器、清洗实验器材,是开展探究实验的必备能力。生活中烧水、加热食材有技巧,化学实验加热操作更严谨。本节课我们通过任务探究,系统掌握化学实验核心实操技能。
以任务式探究活动为核心,摒弃灌输式教学,让学生自主实操、辨析纠错、归纳总结。落实四维核心素养,夯实实验基础技能,培养学生规范操作、安全实验的综合能力。
讲授新课
(一)回顾旧知,铺垫新知
组织学生以小组为单位,自主回顾第一课时所学知识,梳理核心内容。学生自主梳理实验室基本安全准则、常见实验仪器的名称与识别方法、药品取用的基础规范。小组内相互抽查仪器识别,辨析试管、酒精灯、烧杯、试管夹、橡胶塞、玻璃导管等本课时用到的仪器外形与基础用途。
在学生自主回顾结束后,引导学生总结:化学实验的顺利开展,离不开规范的仪器认知与安全意识,而仪器使用、物质加热、仪器组装与清洗,是衔接药品取用、开展化学实验的核心实操环节。自然引出本节课核心学习内容,让学生明确本节课的学习目标,建立新旧知识的衔接认知,为后续任务探究做好铺垫。
(二)任务一:探究酒精灯的规范使用方法
本任务为本节课基础核心任务,旨在让学生全面掌握酒精灯的构造、使用规则、点燃与熄灭方法、应急处理方式,筑牢加热实验的安全基础。首先组织学生自主观察实验桌上的酒精灯,结合教材文本内容,独立认识酒精灯的完整构造,自主标注酒精灯的灯体、灯芯、灯壶、灯帽四个核心结构,明确各结构的作用。
学生自主探究后,小组交流讨论酒精灯的使用禁忌,结合教材梳理酒精灯使用前、使用中、使用后的全部规范。随后教师进行标准示范操作,全程展示规范流程,同时同步讲解操作原理。使用酒精灯前,需检查灯内酒精储量,明确酒精体积需介于酒精灯容积的四分之一到三分之二之间。酒精过少,灯内会混入大量空气,加热时易引发爆炸;酒精过多,受热膨胀易溢出灯体,引发失火事故。同时检查灯芯状态,灯芯平整无烧焦、无脱落方可使用。
在酒精灯点燃操作中,严格规范操作方式,需使用火柴或打火机从侧面点燃灯芯,禁止用燃着的酒精灯去引燃另一只酒精灯。引导学生小组讨论该禁忌的原因,学生通过思考得出,引燃过程中酒精灯内酒精极易倾倒流出,引发实验室火灾,树立安全操作认知。点燃后,引导学生仔细观察酒精灯火焰,自主发现火焰分为外焰、内焰、焰心三层。
组织小组探究实验,取一根平整的火柴梗,水平放入酒精灯火焰中,短暂停留后取出,观察火柴梗不同部位的碳化程度。学生直观观察到火柴梗接触外焰的部分碳化最严重,内焰次之,焰心几乎无变化。学生自主归纳得出实验结论:酒精灯外焰温度最高,焰心温度最低,化学实验加热时必须使用外焰加热。
探究结束后,讲解酒精灯的熄灭规范,必须手持灯帽快速盖灭,禁止用嘴吹灭酒精灯。引导学生分析吹灭操作的危害,用嘴吹会将火焰压入灯壶内部,引燃灯内酒精,引发爆炸、失火等安全事故。同时讲解盖灭的细节规范,熄灭后需轻提灯帽再盖好,避免灯帽内负压吸附,导致下次无法打开。针对实验突发情况,补充酒精灯失火的应急处理方法,酒精失火无需用水扑救,需立即用湿抹布或沙土盖灭,隔绝氧气灭火。
完成理论与示范学习后,组织学生分组实操练习,每人独立完成酒精灯的检查、点燃、观察火焰、熄灭全套操作。小组内成员相互监督、纠错,记录组员的不规范操作。教师巡视全班,针对学生普遍出现的灯帽放置随意、点燃角度不当、熄灭操作不标准等问题,集中统一纠正,确保每位学生都能规范使用酒精灯。
(三)任务二:探究试管中固体、液体药品的加热操作
本任务是本节课的核心重点,分为液体药品加热、固体药品加热两个子任务,通过分步探究、对比学习,让学生掌握不同药品的加热规范,理解操作细节的原理。首先开展试管内液体药品加热的探究学习。
教师先进行完整的标准化示范操作,同步拆解每一步操作规范与原理。第一步,取用适量蒸馏水作为实验药品,明确试管内液体体积不能超过试管容积的三分之一。引导学生思考原因,液体过多,加热沸腾时易飞溅溢出,造成药品浪费、实验污染,还可能烫伤操作人员。第二步,夹持试管,使用试管夹从试管底部向上套入,固定在试管中上部,取下时同样从底部取下,禁止从试管口套取、取下,避免污染试管内壁与药品。
第三步,预热操作,将试管倾斜约四十五度角,置于酒精灯外焰处,手持试管夹缓慢匀速移动试管,使试管底部均匀受热。重点强调预热的重要性,未预热直接集中加热,会导致试管受热不均,冷热温差过大引发试管炸裂。预热完成后,将试管固定,用外焰集中加热试管内液体中下部,加热过程中保持试管缓慢晃动,防止液体局部过热暴沸。
同时明确操作禁忌,加热时试管口严禁朝向自己或他人,防止液体沸腾飞溅造成烫伤事故;加热过程中试管外壁不能有水珠,水珠会导致试管受热不均炸裂;热的试管不能立即接触冷水或桌面,需自然冷却。教师同步展示错误操作的模拟场景,让学生直观感知违规操作的危害。
随后组织学生分组实操,以蒸馏水为实验材料,完成液体加热全套操作。小组内轮流实操,其余成员观察记录,重点检查液体用量、试管夹持位置、预热方式、试管角度、管口朝向等细节。教师针对性指导基础薄弱的学生,纠正局部集中加热、无预热、试管竖直加热等典型错误。
完成液体加热探究后,开展试管内固体药品加热的探究学习,对比液体加热操作,梳理异同点。教师示范固体加热操作,选用干燥的硫酸铜晶体作为加热药品,先将固体药品平铺于试管底部,增大药品受热面积,使固体均匀受热。固定试管时,将试管口略向下倾斜,这是固体加热最核心的特殊规范。
重点讲解操作原理,固体药品加热时,药品中的湿存水会受热蒸发变成水蒸气,水蒸气上升遇冷会凝结成液态水,若试管口向上倾斜,冷凝水会回流至高温的试管底部,冷热交替瞬间导致试管炸裂,因此必须保持试管口略向下倾斜。夹持仪器可选用铁架台搭配铁夹,固定于试管中上部,保证装置稳定。
加热流程同样遵循先预热、后集中加热的原则,移动酒精灯,使试管整体均匀受热,再对准固体药品部位集中加热。加热完成后,先移开酒精灯,待试管自然冷却后再拆卸装置、整理药品,禁止立即清洗热试管。组织学生小组对比总结固体与液体加热的异同点,梳理操作规律,形成系统化的加热操作知识体系。学生自主完成固体加热实操练习,教师全程巡视纠错,夯实操作技能。
(四)任务三:探究仪器的连接方法
仪器连接是组装实验装置的基础操作,是后续制取气体、综合探究实验的必备技能。本任务引导学生自主探究玻璃导管、橡胶塞、胶皮管、试管的连接规范,掌握气密、稳固、安全的连接技巧。首先明确实验器材,干燥的玻璃导管、单孔橡胶塞、胶皮管、试管。
教师分步示范三种核心连接操作,第一步:玻璃导管与胶皮管的连接。操作前,将玻璃导管的插入端用水润湿,起到润滑作用,减小摩擦,避免硬质玻璃导管用力过猛折断,划伤手部皮肤。随后手持胶皮管,将玻璃导管缓慢旋转插入胶皮管内,插入深度适中,保证连接紧密、不易脱落。
第二步:橡胶塞与试管的连接。手持试管中上部,将橡胶塞对准试管口,缓慢旋转塞入试管,禁止将试管抵在桌面用力按压。重点讲解禁忌危害,桌面按压易导致试管受力破裂,玻璃碎片极易划伤手部,造成实验安全事故。塞入后保证橡胶塞与试管口紧密贴合,无松动缝隙。
第三步:玻璃导管与橡胶塞的连接。同样将导管一端润湿,旋转插入橡胶塞孔中,保持导管垂直、稳固,无歪斜、无松动。全部连接完成后,引导学生观察整套装置的状态,装置规整、连接紧密、无破损即为合格。
组织学生分组自主实操,反复练习多组仪器连接操作,熟练掌握润湿、旋转插入、轻压固定的核心技巧。小组内相互检查装置连接质量,排查导管松动、塞子歪斜、仪器破损等问题。教师针对学生用力不当、未润湿直接插接等高频错误进行指导,让学生熟练掌握规范操作,养成轻柔、精准的实操习惯。
(五)任务四:探究玻璃仪器的洗涤方法
实验仪器洗涤是化学实验的收尾核心环节,规范洗涤仪器、整理实验器材是科学实验素养的重要体现。本任务引导学生掌握试管等玻璃仪器的洗涤流程、洗涤标准与废液处理规范。首先讲解洗涤时机,实验结束后,待仪器自然冷却,及时清洗实验仪器,避免药品残留干结,难以清洗。
教师示范标准洗涤流程,第一步:倾倒废液,将试管内的实验废液、剩余药品统一倒入实验室指定废液缸,禁止直接倒入下水道,树立环保实验理念。第二步:初步冲洗,向试管内加入适量清水,振荡试管,利用水流冲刷内壁残留药品,重复振荡冲洗两至三次。
第三步:针对性洗涤,若试管内壁有不易冲洗的残留物质,选用适配的试管刷,伸入试管内部,上下轻轻转动刷洗,禁止用力过猛戳刷试管底部,避免戳破试管。刷洗完成后,再次用清水多次冲洗,直至仪器洁净。第四步:晾干存放,洗涤干净的仪器,倒置放置在试管架上,自然沥干水分,备用存放。
重点明确玻璃仪器洗净的核心标准,也是本节课的识记重点:仪器内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下,均匀形成一层水膜,即为洗涤干净。组织学生小组辨析洗净与未洗净的仪器状态,对比水滴聚集、水流成股、均匀水膜三种状态,精准掌握判断标准。
同时补充特殊洗涤注意事项,热仪器禁止直接冷水冲洗,防止炸裂;试管刷需轻柔使用,避免损坏仪器;洗涤废水分类处理,践行绿色化学理念。学生分组实操,洗涤本节课使用过的试管、导管等仪器,自主判断洗涤是否合格,小组互评纠错,教师巡回验收学生的洗涤成果,确保每位学生掌握标准洗涤操作。
本节课全程采用分层任务驱动教学,贴合新教材知识排布逻辑,将零散的实验操作技能整合为阶梯式探究任务。从基础仪器使用,到核心加热实操,再到仪器组装、清洗整理,层层递进适配八年级学生认知规律。教学中以学生自主探究为主体,教师示范点拨为辅助,通过正误操作对比、小组互助纠错、实操巩固练习,突破教学重难点。全程渗透实验安全与科学素养培养,让学生不仅学会操作,更懂操作原理,养成严谨求实、规范严谨的实验习惯,为后续化学探究实验筑牢基础。
作业布置
完成分层作业
教学反思
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