基于化學教學中交互式電子白板和DIS數(shù)字化實驗系統(tǒng)的應用嘗試
——以人教版高中化學選修四《化學反應速率》教學設計為例
董金水??
1? 教學內(nèi)容分析
化學反應速率是在學習了化學反應與能量、元素周期律等知識的基礎上學習的中學化學重要理論之一，有助于加深理解以前所學的元素化合物適應及化學反應，為后續(xù)學習化學平衡、反應進行的方向、電解質(zhì)溶液等知識作好準備?；瘜W反應速率屬于化學動力學的范疇。為了讓學生在研究化學反應進行的快慢及如何定量表述上有感性知識，教材中化學反應速率這個專題，安排了一系列簡單易行的實驗，在實驗過程中，使學生體會到，要準確表達化學反應進行的快慢，就必須建立起一套行之有效的方法：確定起點，確定時間單位，找出易于測量的某種量或性質(zhì)的變化。我再根據(jù)DIS數(shù)字化傳感器技術(shù)，在計算機上繪出有關(guān)實驗曲線，使學生對反應速率的測量方法和實驗現(xiàn)象更加清晰明了，便于問題的分析和討論，從而得出相應的結(jié)論，這些都為學習下一節(jié)課“影響化學反應速率的因素”創(chuàng)造了條件。而且通過實驗和理性分析，使學生由感性認識上升到理性認識。
2? 教學過程設計
【教學過程設計】
〖引言〗日常生活和生產(chǎn)中我們會遇到很多化學反應，有的反應進行地轟轟烈烈，而有些反應卻是在潛移默化中完成的。（模擬爆炸的動畫）
電子白板書寫：?????? 第一節(jié)?? 化學反應速率
展示圖片：(利用電子白板的聚光燈功能)炸藥的爆炸、溶洞的形成、鋼鐵腐蝕、牛奶的變質(zhì)等
〖交流〗這幾幅圖片所描述的化學反應進行的快慢如何？你對化學變化的快慢有何認識？
〖反思〗化學反應中“快”與“慢”是一個相對的過程。
設計意圖：利用交互式電子白板技術(shù)，從“生活中的化學反應速率常識”入手，通過判斷幾個常見反應快慢的常識，從而引出化學反應速率。
電子板書：一、化學反應速率概念及其表示方法
〖自主學習〗閱讀教材P17，回答下列問題：
1、定義：在容積不變的反應器中，通常用單位時間內(nèi)某一反應物____________的減少或生成物_________的增加來表示。
2、表達式：v =??????????????????????????????????? 單位：________________
(用v表示化學反應速率，△c表示濃度的變化量，△t表示時間的變化量，均取絕對值。)
參考答案：濃度，濃度；v =Δn/(V·Δt)，mol/L?min或mol/L?s。
(電子白板的實物投影功能)展示個別學生完成的學案，師生共同點評。
設計意圖：讓學生學會利用教材，培養(yǎng)自學能力。
3、化學反應速率的簡單計算
(電子白板的實物投影功能)展示個別學生完成的學案，師生共同點評。
〖反思〗在某一反應中，用不同物質(zhì)表示該反應的速率時，其數(shù)值是否相同？
〖歸納〗化學反應速率與化學計量數(shù)成???? 比，化學反應速率表示的是????????? 速率。
參考答案：正；平均。
〖交流〗4、化學反應速率的比較
〖歸納〗(1)同物比較法----比較時，必須化為同一物質(zhì)才能比較，且單位要一致；
(2)系數(shù)比例法----比較時，各物質(zhì)的濃度與其系數(shù)的比例大，速率快。
設計意圖：學生更容易把握化學反應速率表示方法的要點，提高學習興趣，突出自主學習，學生在課堂中占主體地位。
電子板書：二、測量化學反應速率的方法
〖自主學習〗閱讀課本P18，如何測量某一反應的化學反應速率？
(電子白板的超鏈接功能)網(wǎng)絡查詢“比色法”、“pH測定法”等方法的百度文庫。
【實驗探究1】測量鋅與硫酸反應速率的裝置
實驗操作：請兩組學生分別做如下兩套裝置的實驗：在錐形瓶內(nèi)各盛有同等鋅粒(顆粒大小基本相同)，通過分液漏斗分別加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸，比較兩者收集10mL氫氣所用的時間。
實驗原理：寫出該反應方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
實驗數(shù)據(jù)：把實驗數(shù)據(jù)填入下表
|
加入試劑 |
反應時間(min) |
反應速率 |
|
40mL1mol/L的硫酸 |
? |
? |
|
40mL4mol/L的硫酸 |
? |
? |
〖歸納〗實驗結(jié)論：反應物的濃度對反應速率有影響。
(電子白板的實物投影功能)展示個別學生完成的學案，師生共同點評。
【實驗探究2】請兩組學生利用DIS數(shù)字化pH傳感器進行雙氧水分解實驗。
實驗操作：DIS數(shù)字化實驗系統(tǒng)連接完畢后，在錐形瓶中放入40mL15%雙氧水溶液，將pH傳感器放入溶液中，觀察現(xiàn)象，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)顯示出的曲線，說明雙氧水呈弱酸性，并且自身分解不明顯。
實驗原理：2H2O2=MnO2=2H2O+O2-，加入質(zhì)量相等的塊狀MnO2和粉末狀MnO2進行對比
〖歸納〗實驗結(jié)論：加入MnO2后，根據(jù)pH曲線變化，說明雙氧水分解速率加快，并且加入粉末狀的MnO2后，分解速率比較快。
〖反思〗若再對剛才反應的錐形瓶加熱，會看到什么現(xiàn)象？
【實驗探究3】另請一組學生對錐形瓶加熱，看氣泡出來的速率。
〖歸納〗實驗結(jié)論：升高溫度后，雙氧水分解速率加快。
(電子白板的實物投影功能)展示個別學生完成的學案，師生共同點評。
〖課堂總結(jié)〗通過本節(jié)課的學習與討論，你領會了什么？
設計意圖：使不同層次的學生在收集、處理、交流信息的過程中，逐步提高了歸納、總結(jié)、分析、表述、應用等多種能力。
〖檢測與評價〗(略)
〖作業(yè)〗課本習題3、4、5。
設計意圖：為了鞏固所學知識，完善知識體系，設計一些與化學反應速率有關(guān)的習題，起到及時檢測和評價的作用，保證課堂訓練到位。師生共同總結(jié)并點評。
3? 教后反思
交互式電子白板和實驗室傳感技術(shù)已經(jīng)為現(xiàn)代化教育開辟了新的天地，成為課堂教學的主流技術(shù)，極大地推動學校教學信息化的進程。這節(jié)課充分利用強大的交互式電子白板功能和數(shù)字化實驗傳感技術(shù)，采用“自主、交流、反思”教學模式，通過在教學中創(chuàng)設一種類似科學研究的情景,使學生在較短的時間內(nèi)接受大量的信息，不僅有效地拓展了教材內(nèi)容，拓寬了學生的知識面，而且教學內(nèi)容具有時代性，與科技發(fā)展保持同步，且能輕松實現(xiàn)數(shù)字化實驗，加深學生對知識的理解。利用DIS數(shù)字化實驗系統(tǒng)，拓展教材內(nèi)容，改進教學實驗，使學生由感性認識上升為理性認識。老師為學生創(chuàng)建一種開放的學習環(huán)境, 創(chuàng)設了一連串環(huán)環(huán)相扣創(chuàng)造性問題，為學生提供多渠道獲取知識、運用知識的機會。利用交互式電子白板，利用圖片、錄音、錄像材料、多媒體動畫以及電子白板所特有的拖動功能和縮放效果，將它們有機結(jié)合，充分發(fā)揮其整體功能優(yōu)化教學過程，使學生更樂于學習。
參考文獻
[1]? 人民教育出版社等編著．普通高中課程標準實驗教科書：化學4（選修）．第3版[M].北京：人民教育出版社，2010：16~19.
[2]? 董金水．利用現(xiàn)代傳感技術(shù)演示放電制備一氧化氮[J]．北京：化學教充，2009，（11）：58~60.
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（本文發(fā)表于《化學教與學》2013年第7期）
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