《氢气性质的实验探究》说课稿全国化学实验说课大赛获奖案例.docx
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《氢气性质的实验探究》说课稿全国化学实验说课大赛获奖案例
《氢气性质的实验探究》说课稿
一、使用教材
沪教版九年级化学上册第五章第一节第二课时——氢气性质的实验探究
在沪教版教材中虽没有专门的章节介绍氢气的性质,但从第二章第3节的观察与思考就开始涉及了氢气的燃烧、第三章第1节出现了氢气球、第四章第1节拓展视野中出现了氢气的爆炸和爆炸极限的概念、第五章第1节联想与启示中又涉及了氢气的制取和收集以及最后在第九章第一节又重点介绍了氢能源的优缺点,这些都与氢气有关,由此可见氢气的性质在初中化学中仍是一个重要知识点,是学生认识物质性质及建立性质决定用途这一概念的关键。
但因氢气在教材中比较分散,实验又具有一定的不可控性,所以教师们容易一语带过,使学生对氢气的了解总是碎片化的,为了让学生对氢气有更深的体会,建立关于氢气完整的知识体系,同时也为了对金属与酸的反应、燃烧条件、爆炸极限、气体制备、水的组成等多个知识点进行巩固,我设计了氢气性质的实验探究这节课。
二、实验器材
序号
实验内容
实验器材
1
放飞氢气袋
塑料袋,胶头滴管、氢气发生装置(漏斗、锥形瓶、导管)
2
氢气袋燃烧实验
同上
3
氢气袋爆炸实验
同上
4
铁制尖嘴导管上燃烧氢气,观察颜色,罩试管、点木条
铁制尖嘴导管、胶皮管、氢气发生装置(漏斗、锥形瓶、导管)、废旧短试管(有底的)、长细木条、铁架台
5
传感器测量氢气火焰的温度
高温传感器、数据采集器、导线等、电脑、氢气发生装置(漏斗、锥形瓶、导管)、铁制尖嘴导管、酒精灯
6
点燃氢气泡泡
氢气发生装置(漏斗、锥形瓶、导管)、泡泡液、自制小漏斗
三、实验创新要点
1.数字化实验与探究题的结合,既巩固了学生对实验的理解,又通过对数据的分析提高了学生关于综合实践问题的理解和分析能力。
2.实验装置大多来源于生活,很多器材在日杂货店、药店就能买到,体现了从生活中感悟化学的思想。
说明化学来源于生活又高于生活。
3.多角度探究了氢气火焰的颜色和温度,在细节处引导学生理解对比试验、探究实验。
四、实验设计思路
实验的设计以解决学生疑惑为目的,以锻炼学生的化学核心素养、创新能力和动手实践能力为目标,环节设计要符合学生认知规律。
五、学情分析
知识:
学生虽然对氢气性质有所了解,但缺乏直观体验,认识不够深入。
技能:
学生虽然具备基本的化学实验技能,学习了如何制取氧气和二氧化碳,但缺乏收集可燃性气体的经验,并且实验探究能力较弱。
情感:
9年级学生思维活跃,对化学实验充满兴趣,但也有少数学生对化学实验有畏惧感。
六、实验教学目标
1.知道氢气的物理性质,如无色、无味、难溶于水、密度比水小;认识氢气的化学性质,如可燃性和还原性。
2.初步学习收集可燃性气体的一般步骤,提高动手实践能力,巩固实验探究的思维和能力。
3.通过氢气的燃烧实验再次明确水的组成,了解氢能的几大优点,建立“结构决定性质、性质决定用途“的观念。
树立环境保护意识和开发新能源的意识。
教学重点:
氢气的爆炸实验探究、氢气燃烧的温度实验探究
教学难点:
影响氢气燃烧火焰颜色的条件探究。
七、实验教学方法
1.探究式实验教学法:
设计探究性实验,并高度结合学生的认知过程,引导学生通过提出问题→作出假设→设计实验验证→得出结论的过程来让学生自己得出结论,并初步掌握探究问题的学习方法。
2.学法:
小组合作学习、探究学习、自主学习
八、实验教学内容
整节课分为五个环节。
1.课堂开发,实物助学
在课程开始前用保鲜袋收集了两袋氢气,其中一袋是50%空气与50%氢气的混合气体,另一袋是纯净的氢气,简称他们为氢气袋,课程开始时我将装有纯净氢气的氢气袋松手放飞,以这样的方式导入教学,使课堂气氛瞬间活跃起来,也激发了同学们对氢气的好奇心。
我适时提出问题除了密度比空气小,关于氢气你还想知道哪些性质?
学生们积极提出了自己的问题,比如“氢气真的能发生爆炸吗?
如何制氢气?
”等等,尤其对于氢气爆炸学生们充满期待。
图1 放飞氢气袋,激发学生兴趣
2.课堂内化,实验辅学
首先,邀请学生将刚刚展示的装有纯净氢气的氢气袋在课堂中点燃,氢气安静地燃烧,证明了其可燃性,学生们看到这样的实验后提出了两个疑惑:
1.为什么没有出现预想中的爆炸呢?
2.为什么课堂上氢气燃烧的火焰是黄色的,而教材中却说是淡蓝色的呢?
对同学们产生疑问和怀疑的精神给与了肯定,鼓励学生们要有批判思想,之后不急于解释,而是点燃了另一个混有空气的氢气袋,这次出现了学生们预想的爆炸,当学生还沉浸在爆炸实验的震撼中时,给与提示“这两个氢气袋一袋是纯净的氢气,而另一袋混入了50%的空气“,学生马上想到气体爆炸与气体纯度有关。
之后给出爆炸极限的概念。
从而解决了第一个问题。
图2氢气燃烧现象 图3氢气爆炸现象
另一个关于氢气火焰颜色的问题就是本节课的难点了。
在上一个实验中由于氢气外部的保鲜袋也燃烧了,所以有可能干扰了氢气火焰的颜色,普通玻璃中含有钠元素,氢气若在普通玻璃导管中燃烧会受钠元素焰色反应的干扰,火焰也呈黄色,因此为了排除钠的干扰,我将导管改成了铁制的尖嘴导管,利用的是玻璃刀中的一个零部件,利用它点燃氢气,可以明显的看到火焰的下半部分呈淡蓝色,从而说明纯净的氢气燃烧火焰是淡蓝色的,顺便完成教材中第二章第三节的实验,且将干而冷的烧杯换成了干而冷的废旧短试管,由于废旧短试管面积小,罩在火焰上方就会马上在试管壁上产生水雾,用时比烧杯短,效果还比烧杯明显。
用小木条在火焰上方点燃,证明氢气确实在燃烧,并利用木条燃烧的黄色火焰与氢气对比,证明其颜色是淡蓝色。
学生的疑惑通过一个个有趣的实验而解决了。
图4 氢气火焰呈淡蓝色 图5铁制尖嘴导管(利用玻璃钢中的零部件)
图6 罩一个干而冷的废旧短试管 图7 木条点燃氢气对比火焰
3.提升思维,实验探究
利用这一装置与数字化实验相结合,用高温传感器测量氢气火焰的温度,使氢气火焰温度量化,并与酒精灯火焰的温度做对比,图中可以看到氢气燃烧温度升高速度明显快于酒精灯,且小小的氢气火苗温度瞬间就能达到800甚至900摄氏度,说明氢气燃烧热值高,而这也是人们热衷于开发氢能源的原因之一。
随着时间推移,氢气火焰温度随着时间慢慢的降低,酒精灯温度却逐渐上升,形成交点。
请同学们分析原因,并提醒同学们从氢气来源角度考虑,同学们根据实验现象,最终得出结论:
随着稀硫酸与锌粒反应使硫酸浓度逐渐变小,从而使产生氢气的速率变小,氢气的气流也就变小这就会使氢气火焰变小从而温度降低。
而酒精灯的火焰由于酒精能持续供给所以温度稳中有升,从而两者形成交点,我将这一现象编成了一道探究题,让学生们当场解决。
图8刚点燃氢气和酒精灯时的火焰温度曲线图
图9一段时间后氢气和酒精的火焰温度曲线图
图10 利用实验图像出题
4.课堂升华,趣味实验
产生氢气泡的泡泡液,选用生活中常见的玩具中的泡泡液,结合自制小漏斗使吹出的泡泡不容易破还可控制泡泡的大小,从而大大增强了实验效果。
提醒学生注意安全。
5.总结反思,自我提炼
最后,要求学生填写实验报告单,反思实验现象,梳理实验原理,提升化学思维。
并以我是氢气为题,请同学们用思维导图的形式呈现本节课的收获。
至此本节课结束。
九、实验效果评价
1.关于保鲜袋(氢气袋)
用两个保鲜袋就解决了关于氢气的三大性质:
密度比空气小、可燃性和能爆炸的性质。
由于保鲜袋所装的气体量较多,爆炸范围大,实验效果明显,视觉听觉震撼,所以用保鲜袋探究氢气的实验非常适用于课堂演示实验。
2.关于数字化实验
学生看到了平时用肉眼无法观察到的现象,既巩固了学生对实验的理解,又通过对数据的分析提高了学生关于综合实践问题的理解和分析能力。
3.关于实验探究
多个实验探究过程使学生试着向科学家一样思考,并努力将问题兑换成科学行动:
设计实验、观察、预测、推理等,提升了学生实验探究的能力
4.关于实验器材生活化
学生从新认识化学,感受到生活处处有化学,自己在家中只要想办法也能做化学实验,成为小科学家,从而提高了学生学习、做实验的主动性。
图11 课堂环节流程图
表1 课堂中的实验一览表
序号
实验内容
实施方式
与教材实验的关系
探究氢气的性质
1
放飞氢气袋
教师实验
创新实验
氢气密度比空气小
2
氢气袋燃烧实验
学生演示
创新实验
氢气的可燃性
3
氢气袋爆炸实验
教师演示
创新实验
氢气爆炸及爆炸极限
4
在铁制尖嘴导管中上燃烧氢气,罩试管
学生教师演示实验
改进实验
氢气燃烧的火焰颜色、燃烧产物探究
5
传感器测量氢气火焰的温度
学生教师实验
创新实验
氢气燃烧热值高
氢气产生的速率
6
点燃氢气泡泡
学生小组实验
改进实验
氢气的物理性质及化学性质综合应用
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