数字化实验在化学课堂教学中的应用 —

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数字化实验在化学课堂教学中的应用 ——以苏教(3)

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一度成为热门话题，然而实则是一种放错了位置的资源，让学科知识与社会热点结合，更能激发学生主动思考，积极探究。黄曲霉素的引入让酯类性质的知识学以致用。学生感受到化学源于生活，为生活服务。四、课后反思 1.对数字化实验的反思日常的化学教学过程中，穿插一些真实简单快速的科学实验，这样既能够带动课堂氛围，又能提高学生的学习效率，激发学生探究事物本质的兴趣，数字化实验是对传统实验教学的有益补充和发展。利用温度传感器进行乙酸乙酯和氢氧化钠反应的实验和油脂的皂化反应实验，通过对比了解两者性质的相同之处，也发现了不同的酯与氢氧化钠反应的热效率有显著差异。由于温度传感器能快速清晰地展现温度的变化，学生也体会到了新技术带来的便利。本实验选择了一种溶解性较好的乙醇。因为其在皂化过程中，一方面起到表面活性剂的作用，不管是油脂还是氢氧化钠，在其中的溶解度都较大，从而加大了油脂与氢氧化钠接触的机会；另一方面又作为溶剂，加速了反应的进行。在实验探究过程中，学生通过对一系列油脂皂化反应过程中的宏观现象的观察，以及数字化实验数据的采集和分析，建立“宏观—微观—符号”的三重表征的学习思维［4］。 2.课堂教学注重培养学生化学核心素养学生已经完成了乙酸乙酯水解反应的学习，物质“微观”的结构决定“宏观”的性质，依据学生的认知发展规律，考查学生“思维模型”的建构，根据已有知识储备和提示书写油脂结构简式，进而根据官能团预测化学性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养；基于油脂与氢氧化钠溶液反应过程中有温度的变化进行推理分析，完成乙酸乙酯与氢氧化钠反应的实验论证，培养学生“证据推理”的思维方式，认识化学现象与模型认知的联系；探究油脂主要化学性质的过程中，根据探究目的提出并优化实验方案，共连环设计六个实验，培养学生合作交流的能力，养成敢于质疑、勇于创新的“科学探究”精神。课外作业的布置——如何让地沟油变废为宝？地沟油中黄曲霉素如何处理？使用地沟油制造肥皂会发生黄曲霉素的中毒吗？设计一连串具有思考价值的问题，层层递进，开拓学生的思路，促进学生对知识的深层理解和挖掘，形成系统的知识结构。同时让学生感受到生活与化学知识紧密相连，自己有“责任”借助“科学”的力量丰富人类的生活。［1］毕华林，万延岚.化学的魅力与化学教育的挑战［J］.化学教学，2015（5）：3-7 ［2］周鑫荣“.油脂”教学设计［J］.化学教学，2011（3）：26-28 ［3］王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础［M］.南京：江苏教育出版社，2014：99 ［4］杨晓洁.数字化实验与化学教学的融合［J］.化学教与学，2017（10）：80-84 2017版《化学课程标准》指出：“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，其特征是从微观层次认识物质，以符号形式描述物质，在不同层面创造物质。”而化学学科的基础是实验，中学化学传统实验中对于有发光、发热、颜色变化等现象明显的化学反应教学效果好。但涉及到有气体产生、微弱温度变化、微弱pH变化等用肉眼难以观察到现象的实验，学生只能凭空想象，教学效果不甚理想。而数字化实验是使用传感器、数据采集器和计算机等数字化实验系统设备，将实验现象转化为图像的形式直观呈现出来，引导学生从“掌握作为一种知识的化学”转移到“理解作为一种思维方式的化学”［1］。本文以温度传感器为主要实验设备穿插于油脂的教学活动中，帮助学生理解油脂皂化反应本质特点，获取皂化反应的直接证据。一、教学分析通过必修教材《化学2》的学习，学生已经初步了解食品中的有机化合物——油脂的组成和基本的性质，但还没有从结构角度认识油脂。本节课是选修教材烃的衍生物知识的延伸，从已有知识储备看，学生已经学习了碳碳双键、酯基等官能团的性质，并已建立起研究有机物性质的思维模型，能由结构预测性质，再通过物理性质、化学实验验证猜想的科学探究过程，也更好地融合了学生的认知特征。本节课学生通过回忆酯、醇和羧酸的知识，归纳疏理、分析总结，理解油脂的组成、结构和性质，掌握油脂的氢化和皂化反应等概念，温度传感器数字化实验的引入为皂化反应发生获得了证据。在肥皂制备的过程中了解其去污原理，形成了将化学知识应用于生产、生活实际的意识，树立科学摄入油脂的理念［2］，培养合理应用化学物质的观念。二、教学目标根据化学学科核心素养对高中学生发展的要求，苏教版有机化学基础“油脂”的教学目标定位如表1所示。表1 “油脂”的教学课时目标化学核心素养宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想证据推理和模型认知科学探究与创新意识科学态度与社会责任回忆乙酸乙酯的制备反应，巩固醇和羧酸的书写，引出油脂的结构，预测油脂的化学性质。从乙酸乙酯的性质出发，类比油脂的制备、性质以及肥皂的制备。由结构决定

文章来源：《粮食与油脂》网址: http://www.lsyyz.cn/qikandaodu/2020/0803/332.html