運用科學(xué)實驗方法探究過氧化氫性質(zhì)

PAGE1運用科學(xué)實驗方法探究過氧化氫性質(zhì)教學(xué)設(shè)計北京市通州區(qū)潞河中學(xué)郭子亮一、指導(dǎo)思想2005秋季開學(xué)我校在高一年級理科實驗班開展了“潞河中學(xué)資優(yōu)學(xué)生教與學(xué)”課程實驗，其指導(dǎo)思想是：（一）作為歷史上培養(yǎng)出大批杰出人才、有著很高社會聲譽的北京市首批重點學(xué)校和首批國家級示范學(xué)校，我們理應(yīng)“堅持教育創(chuàng)新、深化教育改革、為國家造就一大批拔尖創(chuàng)新人才”（二）堅持因材施教、以人為本的教育理念，能夠進入我們學(xué)校的學(xué)生，都是經(jīng)過中考選拔而來的資質(zhì)比較優(yōu)秀的學(xué)生，在學(xué)習(xí)上一般學(xué)有余力，反應(yīng)敏捷、靈活。最大限度的為他們創(chuàng)造適合的教育環(huán)境，充分發(fā)揮他們的潛能和特長，促進學(xué)生全面、和諧、可持續(xù)發(fā)展是我們不斷追求的目標(biāo)。（三）學(xué)校六屆三次教代會通過的《潞河教育2010行動計劃》，明確提出了開展資優(yōu)學(xué)生的教與學(xué)課程實驗的任務(wù)。用創(chuàng)新的精神、研究的態(tài)度、實驗的方法，探索資優(yōu)學(xué)生培養(yǎng)的途徑，是黨和國家對我們的要求，是社會的呼喚，是學(xué)校自身向更高層次發(fā)展的渴望。在高一理科實驗班教學(xué)中，我們堅持使用人教社統(tǒng)編教材，但結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)科特點和學(xué)生實際，對教材進行系統(tǒng)的優(yōu)化和結(jié)構(gòu)的重組，進行必要的拓寬和加深，最終形成實際執(zhí)行教材，以提高必修課程的教學(xué)效益。本次課是在人教版“過氧化氫”基礎(chǔ)上進行適當(dāng)?shù)耐貙捄图由睿越y(tǒng)編教材過氧化氫知識為載體尋找知識和能力的生長點，重點對學(xué)生進行科學(xué)探究的方法教育，讓學(xué)生體驗科學(xué)家研究問題的情景和過程，從而達到知識和能力雙重建構(gòu)的目的。二、理論依據(jù)（一）以“三個面向”為理論指導(dǎo)鄧小平同志提出了教育要“面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來”的理論，指出了我國教育發(fā)展的方向。資優(yōu)學(xué)生教與學(xué)的課程實驗，是為了探索拔尖人才的培養(yǎng)途徑，構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。其教育目標(biāo)定位于注重學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生成為適合未來社會發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。（二）以“學(xué)生主體論”作為理論根據(jù)學(xué)生主體理論強調(diào)自主性、自覺性和創(chuàng)造性在學(xué)生發(fā)展中的重要作用。資優(yōu)學(xué)生教與學(xué)的課程實驗，在培養(yǎng)的目標(biāo)、課程的設(shè)置、教學(xué)的組織形式、教學(xué)方法、教育資源的配置、學(xué)生評價等方面，應(yīng)始終圍繞學(xué)生主體進行優(yōu)化、改革和實踐，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，為學(xué)生營造一個優(yōu)良的成長環(huán)境。（三）以現(xiàn)代方法論和教育心理理論作為理論支持1．協(xié)同論。協(xié)同論著重研究的是系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的相互作用所遵守的共同規(guī)律。資優(yōu)學(xué)生教與學(xué)的課程實驗，追求“優(yōu)質(zhì)、高效”，可以應(yīng)用協(xié)同論的方法，把已經(jīng)取得的研究成果，類比拓寬于其它學(xué)科，為探索未知領(lǐng)域提供有效的手段，還可以找出影響系統(tǒng)變化的控制因素，使每一個教育因素之間和內(nèi)部實現(xiàn)最優(yōu)化，協(xié)同發(fā)展。2．最近發(fā)展區(qū)理論。該理論指出，介于學(xué)生潛在發(fā)展水平和現(xiàn)有發(fā)展水平之間，有一個最近發(fā)展區(qū)。教學(xué)能否促進學(xué)生發(fā)展在于教師能否不斷地創(chuàng)造最近發(fā)展區(qū)，然后使學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)有水平。資優(yōu)學(xué)生教與學(xué)的課程實驗，應(yīng)把教學(xué)目標(biāo)確定在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”的最高水平，要讓學(xué)生“努力跳”才能摘到“桃子”。3．教育家贊科夫主張的“高難度、高速度”的教學(xué)原則，指出“只有當(dāng)教學(xué)走在發(fā)展前面的時候，這才是好的教學(xué)”。對于資優(yōu)學(xué)生的教學(xué)，以適當(dāng)?shù)摹案咂瘘c”、“高難度”和“高速度”，引導(dǎo)學(xué)生在所選特長學(xué)科方面繼續(xù)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生在特長學(xué)科領(lǐng)域的研究精神和研究能力，以達到培養(yǎng)高素質(zhì)拔尖人才的目的。三、教學(xué)背景分析本次課的教學(xué)對象是2005級高一年級理科實驗班，教學(xué)內(nèi)容是學(xué)完人教社統(tǒng)編教材高一第六章第一節(jié)氧族元素后，安排的一節(jié)結(jié)合過氧化氫性質(zhì)的拓寬而進行的科學(xué)探究方法教育課，本節(jié)課在原有教材基礎(chǔ)上尋找知識的生長點，以過氧化氫知識為載體進行科學(xué)探究實踐，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計（一）知識與技能1、進一步深化對過氧化氫性質(zhì)的認識，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法。2、訓(xùn)練學(xué)生綜合實驗?zāi)芰?、包括設(shè)計實驗?zāi)芰Α嶒灢僮髂芰?、實驗觀察能力和對實驗評價能力。（二）過程與方法通過“發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計實驗、實驗驗證、分析推論”的實驗探究過程，使學(xué)生初步建立科學(xué)探究的意識，培養(yǎng)科學(xué)探究的品質(zhì)。（三）情感態(tài)度與價值觀1、以過氧化氫知識為栽體，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會，熱愛生命的情感。2、通過實驗探究、培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)探究精神，嚴(yán)謹求實的科學(xué)作風(fēng)，善于合作的團隊精神。本次課教學(xué)內(nèi)容安排：1、創(chuàng)設(shè)情景、導(dǎo)入新課——2、介紹科學(xué)探究方法——3、運用科學(xué)方法開展探究活動——4、總結(jié)——5、課后作業(yè)。本次課教學(xué)用具：雙氧水、豬肝、Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、酚酞試液、高錳酸鉀溶液試管等實驗用品及多媒體。五、教學(xué)過程與教學(xué)資源設(shè)計教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖1、情景創(chuàng)設(shè)引入主題2、科學(xué)方法傳授3、科學(xué)探究實踐【引入】期中考試前我們學(xué)習(xí)了過氧化氫，在課下的自主學(xué)習(xí)過程中，大家提出了很多問題，比如：【PPT】1、為什么說人體中會含有過氧化氫？2、過氧化氫真的有酸性嗎？3、醫(yī)療上用雙氧水做消毒劑是何道理？4為什么過氧化氫可以做脫氯劑？【過渡】今天我們帶著問題來到實驗室，就是想用科學(xué)實驗的方法對以上問題探個究竟。【板書】運用科學(xué)實驗方法探究過氧化氫性質(zhì)【過渡】實驗探究法就是類似于科學(xué)家對科學(xué)問題的研究方法，科學(xué)探究的一般方法是：【PPT】1、發(fā)現(xiàn)問題2、提出假設(shè)3、設(shè)計實驗4、實驗驗證5、分析推論【板書】問題—假設(shè)—實驗——結(jié)論【過渡】今天讓我和大家一起拿起實驗這一武器，踏上科學(xué)探究的旅途?！綪PT】[問題1]資料顯示：過氧化氫是人體生命活動中的代謝產(chǎn)物，過氧化氫的存在可能會誘發(fā)細胞癌變、亦可加速人體衰老。那么我們?nèi)梭w這架機器是如何與過氧化氫作斗爭的？【提問】該如何提出假設(shè)呢？【提問】能用人的肝臟設(shè)計實驗嗎？【PPT】[實驗一]在試管中注入1mL30%的雙氧水，然后加入1mL鮮豬肝浸取液觀察實驗現(xiàn)象。用燃著的衛(wèi)生香伸向試管口。【提問】你觀察到什么實驗現(xiàn)象？說明什么問題？【傾聽、思考、】【思考、筆記】【思考、筆記】【思考、推斷】【思考、回答】（假設(shè)人的肝臟對過氧化氫有解毒作用。）【思考、回答】（用動物肝臟與過氧化氫作用。）【合作實驗】【思考、回答】（衛(wèi)生香火焰明亮，說明反應(yīng)生成了氧氣。肝臟起催化劑作用。）引入主題、引起關(guān)注突出本次課教學(xué)重點深化方法訓(xùn)練、培養(yǎng)關(guān)注自然的品質(zhì)，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)以致用的意識。思維開放培養(yǎng)實驗?zāi)芰虒W(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖科學(xué)探究實踐【提問】這主要是利用了過氧化氫的什么性質(zhì)？【過渡】肝臟中含有一種重要的物質(zhì)——過氧化氫酶，它能催化過氧化氫分解成無毒的水和氧氣。因此說肝臟是人體重要的解毒器官。下面看問題2。【PPT】[問題2]有資料說過氧化氫具有弱酸性：H2O2H++HO2-HO2-H++O22-你如何通過實驗驗證其真實性？【提問】如何提出假設(shè)？【提問】如何設(shè)計實驗驗證假設(shè)？【追問】用什么弱酸鹽？【追問】用那種鹽最好？【PPT】[實驗二]在一支試管中注入0.5mL硫酸鋁溶液，逐滴加入NaOH溶液直到沉淀剛好溶解為止，然后向該溶液中，逐滴加入30%雙氧水【提問】請你說出實驗現(xiàn)象?！咀穯枴咳绾斡美碚撜f明？【追問】寫出反應(yīng)方程式?！具^渡】下面看問題3、【回憶、回答】（不穩(wěn)定性）【理解、思考】【閱讀、思考】【思考、回答】（假設(shè)過氧化氫有酸性，且能和弱酸鹽反應(yīng)。）【思考、回答】（將雙氧水加入弱酸鹽溶液中。）（碳酸鈉、硫化鈉、偏鋁酸鈉。）【思考、回答】（偏鋁酸鈉）【合作實驗】【思考、回答】（有白色沉淀生成，應(yīng)為氫氧化鋁。）（體現(xiàn)過氧化氫有酸性，且比氫氧化鋁酸性強，強酸復(fù)分解制弱酸。）【上臺板書】擴展知識運用已有經(jīng)驗、設(shè)計實驗加深對復(fù)分解反應(yīng)本質(zhì)的認識教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖4、課堂總結(jié)【PPT】[問題3]向滴有酚酞的NaOH溶液中逐滴加入雙氧水，看到溶液褪色，試對褪色的原因做出猜想，并設(shè)計實驗方案加以驗證。【提問】大家能提出何種假設(shè)呢？【追問】該如何設(shè)計實驗驗證？【過渡】下面通過實驗驗證假設(shè)?！咎釂枴客ㄟ^實驗得出了何種結(jié)論？【過渡】由于過氧化氫有強氧化性，所以醫(yī)療上常用3%的雙氧水做消毒劑，工業(yè)上用10%雙氧水做漂白劑。再看下面的問題；【PPT】[問題4]課本上說過氧化氫可做脫氯劑，你認為體現(xiàn)了過氧化氫的什么性質(zhì)？【提問】如何設(shè)計現(xiàn)象明顯的實驗驗證它的還原性？【過渡】下面通過實驗驗證假設(shè)?！咎釂枴客ㄟ^實驗得出什么結(jié)論？【提問】通過本次課的學(xué)習(xí)大家學(xué)到了什么？【小結(jié)】通過本次課的學(xué)習(xí)，不僅進一步認識和掌握了過氧化氫的重要性質(zhì)，更重要的是學(xué)習(xí)了科學(xué)探究的方法，掌握了這一武器大家就要在以后的學(xué)習(xí)中多質(zhì)疑，多提問題，我們的實驗室向大家開放，我愿和大家一起分享科學(xué)探究的快樂?！竞献鲗嶒灐浚吹酵噬舅伎?、回答】（在此過氧化氫可能表現(xiàn)的是酸性也可能表現(xiàn)氧化性）【小組討論】（將原溶液分為兩等份，其中一份加入過量的氫氧化鈉溶液，如變紅說明過氧化氫表現(xiàn)酸性，另一份加入酚酞，如變紅說明過氧化氫表現(xiàn)氧化性。）【合作實驗】【思考、回答】（過氧化氫表現(xiàn)氧化性。）【思考、筆記】【思考、回答】（還原性）【小組討論】（用強氧化劑高錳酸鉀與之反應(yīng)。）【合作實驗】【思考、回答】（過氧化氫有還原性）【成功體驗】注：括號內(nèi)彩體字為預(yù)設(shè)答案。培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯思維能力、和嚴(yán)謹?shù)牡目茖W(xué)探究精神理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)以致用的意識。閱讀能力培養(yǎng)、訓(xùn)練思維的深刻性運用經(jīng)驗設(shè)計實驗、培養(yǎng)知識間聯(lián)系能力增強總結(jié)意識，為以后學(xué)習(xí)指明方向附1：板書設(shè)計：運用科學(xué)實驗方法探究過氧化氫性質(zhì)運用科學(xué)實驗方法探究過氧化氫性質(zhì)主板書副板書科學(xué)探究的一般方法：MnO21、發(fā)現(xiàn)問題2H202=======2H2O+O2↑2、提出假設(shè)AlO2-+H2O2+H2O===Al(OH)3↓+HO2-3、設(shè)計實驗H2O2+Cl2==2HCl+O2↑4、實驗驗證5、分析推論附2：教學(xué)流程圖：創(chuàng)設(shè)情景創(chuàng)設(shè)情景1、發(fā)現(xiàn)問題2、提出假設(shè)1、發(fā)現(xiàn)問題2、提出假設(shè)3、設(shè)計實驗4、實驗驗證5、分析推論問題1介紹科學(xué)探究方法介紹科學(xué)探究方法 小組合作課堂延伸師生小結(jié)問題4問題2問題3科學(xué)探究實踐小組合作課堂延伸師生小結(jié)問題4問題2問題3科學(xué)探究實踐附3：教學(xué)評價表評價項目自評得分他評得分ABCABC1、你對過氧化氫知識的掌握程度。2、你能否自覺運用科學(xué)探究方法探究問題