第四章第二節(jié)《素養(yǎng)為本的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究案例電解原理》說課課件高二化學(xué)人教版2019選擇性必修1

素養(yǎng)為本的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究案例

——電解原理高中化學(xué)01.教學(xué)背景分析02.實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)03.實(shí)驗(yàn)使用器材04.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)05.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路06.實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程07.實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

目錄CONTNETS01教學(xué)背景分析新課標(biāo)要求學(xué)科教學(xué)注重發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。新人教版教材將電解池安排在高中化學(xué)選擇性必修1第四章第二節(jié)。旨在通過電解池的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等核心素養(yǎng)。學(xué)習(xí)完電解池之后學(xué)生將認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化的重要途徑，對(duì)氧化還原、離子反應(yīng)、電解質(zhì)溶液原電池等內(nèi)容形成完整知識(shí)體系。課標(biāo)分析教材分析01教學(xué)背景分析已經(jīng)學(xué)過電解水實(shí)驗(yàn)和原電池的基本原理，對(duì)電化學(xué)有初步認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)了原電池這一實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化的重要途徑，掌握化學(xué)反應(yīng)與能量的理論基礎(chǔ)。有強(qiáng)烈的好奇心與探索精神，具備一定的實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)探究能力。在必修通過氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)，掌握了離子的氧化性與還原性順序，為學(xué)習(xí)電解原理奠定基礎(chǔ)。學(xué)情分析02實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)3.通過電解池實(shí)驗(yàn)探究，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的學(xué)習(xí)品質(zhì)和良好的科學(xué)態(tài)度，體驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)室到氯堿工業(yè)生產(chǎn)的改進(jìn)過程，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。1.以電解氯化銅溶液為例，從宏觀與微觀結(jié)合角度分析電解原理，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)；從假設(shè)出發(fā)設(shè)計(jì)探究方案，能發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)并做實(shí)驗(yàn)探究，提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)；2.通過預(yù)測(cè)電解氯化銅產(chǎn)物及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)展學(xué)生對(duì)電解池工作原理的認(rèn)識(shí)，建構(gòu)電解池的一般模型，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力；03實(shí)驗(yàn)使用器材9v電池導(dǎo)線KI試紙石墨電極塑料瓶注射器塑料管CuCl2溶液創(chuàng)新裝置04實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)

教材裝置該裝置為敞開體系，氣體收集、檢驗(yàn)均不方便電解產(chǎn)生的有毒氣體無法進(jìn)行尾氣處理使用笨重的學(xué)生電源，試劑用量稍多用此裝置電解飽和食鹽水時(shí)無法添加膜

創(chuàng)新裝置裝置一體化：集反應(yīng)、驗(yàn)證、除尾氣于一體，操作具有連貫性，演示效果更佳實(shí)驗(yàn)綠色化：實(shí)驗(yàn)在密閉體系中進(jìn)行，有毒氣體不會(huì)逸出污染空氣，綠色環(huán)保操作便捷化：使用電池組作為移動(dòng)電源；試劑用量更少等功能多元化：中間加膜用于電解食鹽水教材實(shí)驗(yàn)回顧05實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

實(shí)驗(yàn)裝置一：密閉體系化裝置設(shè)計(jì)亮點(diǎn)：1.密閉體系，氯氣不發(fā)生泄漏；

2.裝置內(nèi)部附有氫氧化鈉溶液的棉花；可處理尾氣；3.使用電池組作為移動(dòng)電源；4.中間可加膜；或者注入有色離子的瓊脂，用于探究陰陽離子移動(dòng)方向可加膜05實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

實(shí)驗(yàn)裝置二：微型化實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)亮點(diǎn)：1.微型化實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)劑量??；2.裝置簡(jiǎn)單，成本低，操作簡(jiǎn)便；3.現(xiàn)象直觀明顯，電解效率快；4.塑料瓶自動(dòng)液封收集氯氣，無污染；05實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

Nobook虛擬仿真實(shí)驗(yàn)——電解飽和食鹽水的裝置設(shè)計(jì)06實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程情境激趣再識(shí)電解1.展示我國(guó)電解無淡化海水制氫，激發(fā)學(xué)生興趣。2.回顧初中電解水知識(shí)。提出問題：

電解CuCl2溶液是否生成Cu和Cl2？POE教學(xué)策略預(yù)測(cè)——觀察——解釋引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測(cè)：

電解CuCl2溶液生成Cu和Cl206實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程情境激趣再識(shí)電解探究生趣實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)問題改進(jìn)思路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.裝置為敞開體系，收集、檢驗(yàn)不方便；2.無尾氣處理裝置；3.使用學(xué)生電源笨重，攜帶不方便；1.使用氣體收集裝置或采用密閉體系；2.減少試劑用量；3.使用電池組作為移動(dòng)電源；1.使用密閉電解裝置；2.設(shè)計(jì)微型化實(shí)驗(yàn)；3.使用電池組；閱讀教材上的裝置，若作為分組實(shí)驗(yàn)，從綠色化學(xué)的角度考慮，存在那些不足？06實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程情境激趣再識(shí)電解探究生趣實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新分組實(shí)驗(yàn)合作升趣實(shí)驗(yàn)裝置一：密閉體系化裝置實(shí)驗(yàn)裝置二：微型化實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)物驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論與電源負(fù)極相連的石墨棒覆蓋一層紅色的固體

——CuCl2溶液在通電條件下生成了Cu和Cl2與電源正極相連的石墨棒上有氣泡產(chǎn)生用濕潤(rùn)的KI試紙進(jìn)行檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)06實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程01040203通電前，溶液里存在哪些離子？如何運(yùn)動(dòng)？試著寫出電極反應(yīng)式。通電后電路中電子流向如何？離子如何運(yùn)動(dòng)？?jī)呻姌O分別發(fā)生的是什么反應(yīng)?根據(jù)以上分析，你發(fā)現(xiàn)了離子的放電順序是什么？0506離子放電為什么有先后之分？情境激趣再識(shí)電解探究生趣實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新分組實(shí)驗(yàn)合作升趣剖析原理建模探趣微觀探析符號(hào)表征06實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程情境激趣再識(shí)電解探究生趣實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新分組實(shí)驗(yàn)合作升趣剖析原理建模探趣陰離子陰極陽極氧化反應(yīng)還原反應(yīng)陽離子e-e-請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置繪制反映電解池工作原理的示意圖，并與同學(xué)交流。示意圖要求包括以下內(nèi)容：（1）注明電解池的組成；（2）標(biāo)明氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域；（3）標(biāo)明電子的運(yùn)動(dòng)方向和陰離子、陽離子的遷移方向；模型建構(gòu)06實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程情境激趣再識(shí)電解探究生趣實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新分組實(shí)驗(yàn)合作升趣剖析原理建模探趣存在問題？存在離子？分析產(chǎn)物？裝置改進(jìn)氯堿工業(yè)原理應(yīng)用模型——分析電解飽和食鹽水Nobook虛擬仿真實(shí)驗(yàn)06實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程情境激趣再識(shí)電解探究生趣實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新分組實(shí)驗(yàn)合作升趣剖析原理建模探趣總結(jié)固趣凝練思維科學(xué)探究1.推理預(yù)測(cè)2.設(shè)計(jì)方案類比遷移設(shè)計(jì)初案集思廣益評(píng)價(jià)方案發(fā)現(xiàn)問題優(yōu)化方案3.實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新分組實(shí)驗(yàn)剖析原理模型建構(gòu)4.遷移應(yīng)用07實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)1

安全環(huán)保從綠色化學(xué)角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新裝置，無氯氣泄露，安全環(huán)保；2

簡(jiǎn)單方便實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、效率高，微型化裝置方便分組實(shí)驗(yàn)與師生互動(dòng)；3

直觀清晰兩組創(chuàng)新裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，有利于證據(jù)推理與符號(hào)表征；4

實(shí)驗(yàn)拓展密閉體系化裝置也可改裝用于模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)、雙液電解等。07實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)在POE教學(xué)策略的指導(dǎo)下，學(xué)生通過預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)觀察、總結(jié)解釋、模型建構(gòu)等環(huán)節(jié)