中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究112

1、12011年9月2 科學(xué)實(shí)驗(yàn)是指人們（主體）以科學(xué)探究的目的，在人為控制的條件下研究客體的方法?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)具有發(fā)現(xiàn)或驗(yàn)證科學(xué)知識(shí)的重要功能。 方法特征：控制變量（純化、重組、強(qiáng)化、模擬） 科學(xué)原則：誤差范圍、解釋唯一性、可重復(fù)性3（1）實(shí)驗(yàn)方法是近代化學(xué)之源（2）化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于化學(xué)研究的功能 驗(yàn)證知識(shí)（假說或理論）的功能 反駁知識(shí)（假說或理論）的功能 發(fā)現(xiàn)新知識(shí)的功能 4波義耳是“氣體大師”，他 通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)空氣有多種成分5拉瓦錫用精確的實(shí)驗(yàn)事實(shí)推翻了“燃素說”，奠定了近代化學(xué)的氧化學(xué)說。6類鋁（類鋁（ 1871 年門捷列夫的年門捷列夫的預(yù)言）預(yù)言） 鎵（鎵（ 1875 年布瓦年布瓦博德朗發(fā)現(xiàn)鎵后

2、測(cè)博德朗發(fā)現(xiàn)鎵后測(cè)定）定） 原子量約為 68 比重約為 5.9-6.0 熔點(diǎn)應(yīng)很低 不受空氣的侵蝕 將在酸液和堿液中逐漸溶解 其氫氧化物必能溶于酸和堿中 能生成類似明礬的礬類 可用分光鏡發(fā)現(xiàn)其存在 原子量為 69.72 比重等于 5.94 熔點(diǎn)為 30.15 灼熱時(shí)略起氧化 在各種酸液和堿液中逐漸溶解 氫氧化物為兩性，能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中 能生成結(jié)晶較好的鎵礬 鎵是用光譜分析法發(fā)現(xiàn)的 沒有先前通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的大量元素，門捷列夫就不可能確立元素周期律，并畫出元素周期表7噁唑啉、亞胺酯與苯氧乙酰氯反應(yīng)的研究噁唑啉、亞胺酯與苯氧乙酰氯反應(yīng)的研究 一、前言一、前言 含有內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的化合物因?yàn)榫哂酗@著的生理

3、活性，一直受到廣泛關(guān)注。早在1907年，Staudinger就研究了這類化合物的合成方法(1)。特別是1943年發(fā)現(xiàn)了青霉素的藥效結(jié)構(gòu)關(guān)鍵為內(nèi)酰胺以后，這類環(huán)系的合成受到了極大的重視(2-4)，每年都有大量的相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表，新的合成方法陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，含有內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的新化合物也不斷被合成出來。這類化合物多數(shù)是作為抗生素類藥物使用的，常見的有青霉素，頭胞霉素，諾卡霉素等。烯酮與亞胺的環(huán)加成反應(yīng)（Staudinger反應(yīng)）是最常用的一種合成內(nèi)酰胺化合物的方法(5-13)，Staudinger最早采用該方法合成內(nèi)酰胺。這種方法原料簡(jiǎn)單易得，可以比較容易得到不同取代的烯酮和亞胺，從而可以滿足不同合成的需要。

4、控制不同的反應(yīng)條件可以得到不同立體構(gòu)型的產(chǎn)物。因?yàn)榉磻?yīng)中可以得到兩個(gè)新的手性碳，因此在不對(duì)稱合成領(lǐng)域也引起了大家廣泛的興趣。我們對(duì)2-取代噁唑啉與烯酮在熱條件下的反應(yīng)進(jìn)行了研究。反應(yīng)采用的烯酮為苯氧乙酰氯在堿（三乙胺）存在下脫氯化氫生成。 二、結(jié)果與討論二、結(jié)果與討論 通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的Staudinger反 應(yīng)的條件下，噁唑啉與苯氧乙酰氯反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物并不是關(guān)環(huán)的內(nèi)酰胺化合物，而是另兩種新的化合物：酰胺酯類化合物和雙酰胺氯代物。通過控制不同 的反應(yīng)條件，我們已經(jīng)能夠控制反應(yīng)有選擇的生成其中的一種產(chǎn)物，并且討論了反應(yīng)機(jī)理，在不同反應(yīng)底物上進(jìn)行了驗(yàn)證，合成了一系列新化合物。今天，化

5、學(xué)研究的成果，通常也要來自于實(shí)驗(yàn)。雖然有一些專們從事化學(xué)理論研究的化學(xué)家，但有更多化學(xué)家常年工作在實(shí)驗(yàn)室中。8同步熱分析儀 STA449C BAS電化學(xué)工作站非脈沖式溫壓雙控微波消解/萃取儀 儀器是現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)的武器?！拔淦鳌钡陌l(fā)展讓化學(xué)威力更強(qiáng)大，而且與過去的化學(xué)有很大差別9實(shí)驗(yàn)任務(wù)： 分離和提純； 分析（定性分析、定量分析）； 制備（無機(jī)物制備、有機(jī)物合成） 實(shí)驗(yàn)技術(shù)： 儀器使用（玻璃器皿、天平、滴定管、量熱計(jì)、攪拌器、分光光度計(jì).）； 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備技術(shù)（試劑配制、標(biāo)定）； 物質(zhì)提純技術(shù)（過濾、蒸餾、分液、層析）； 實(shí)驗(yàn)信息（數(shù)據(jù)）分析技術(shù) 10 化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的手段實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)目

6、的的教學(xué)方法。設(shè)計(jì)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原則是： （1）教學(xué)性原則?；瘜W(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)要能有效實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)的目的。 （2）科學(xué)性原則?；瘜W(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)要在知識(shí)認(rèn)識(shí)階段的背景下體現(xiàn)知識(shí)的準(zhǔn)確性。 （3）安全性原則?；瘜W(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)要避免使用有毒有害物質(zhì)和危險(xiǎn)操作。 11化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能（1）作為直觀性教學(xué)的工具 驗(yàn)證、鞏固、反駁、發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)（2）作為學(xué)習(xí)技能和體驗(yàn)工藝流程的工具 發(fā)展觀察、思維、動(dòng)手等能力 體驗(yàn)工藝流程的重要性（3）作為學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)現(xiàn)方法的工具 體驗(yàn)化學(xué)探究的過程， （4）作為培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的工具， 激發(fā)興趣、 鍛煉品格12 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的普通配置。 13（1）中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室）中學(xué)

7、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是開展化學(xué)教學(xué)的場(chǎng)所，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具有較為寬敞的空間，通風(fēng)良好，并具有上水下水，接通電源。 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室通常備有學(xué)生實(shí)驗(yàn)桌、教師演示臺(tái)，現(xiàn)代中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室還備有投影儀，電腦并聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)等。實(shí)驗(yàn)室必須備有滅火裝置，必須備有急救箱（對(duì)割傷、燙傷和化學(xué)灼傷等做簡(jiǎn)單處理）。14中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)按照GBJ99-86中小學(xué)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的要求建設(shè)1516 （1）演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn) 操作者：教師或?qū)W生（在教師指導(dǎo)下）； 地 點(diǎn)：通常是教室，也可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行； 功 能：展示（如某種物質(zhì)的性質(zhì)、某一反應(yīng)的現(xiàn)象）， 示范（如某種實(shí)驗(yàn)技能、某種實(shí)驗(yàn)裝置）； 要 求：成功率高、可見度高； 策

8、略：面向?qū)W生的實(shí)驗(yàn)安排、想法擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)可見度、 清晰和規(guī)范的操作、邊演示便進(jìn)行講解 17例如：演示實(shí)驗(yàn)例如：演示實(shí)驗(yàn)氧氣的制法氧氣的制法教師示范：裝配氧氣發(fā)生裝置教師講解：（在示范過程中穿插進(jìn)行） 請(qǐng)注意老師的裝配順序，由低到高，從一邊到另一邊，裝配時(shí)要有條不紊。 注意到嗎，老師把試管夾夾在試管的那一部位？這樣做有道理嗎？18例如：演示實(shí)驗(yàn)例如：演示實(shí)驗(yàn)氫氣的制法氫氣的制法教師示范：簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器；制取氫氣教師啟發(fā)講解：（在示范過程中穿插進(jìn)行） 請(qǐng)注意，在具支試管中有一片塑料隔片，它有什么作用呢？ 大家是否注意到這里的漏斗導(dǎo)管特別長(zhǎng)，為什么要這樣長(zhǎng)呢？等會(huì)可以就可知道。 請(qǐng)看，現(xiàn)在具支試管中的現(xiàn)

9、象？（同學(xué)靠近觀察） 再注意具支試管中的現(xiàn)象。說說為什么會(huì)有這樣的變化？19 （2 2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)）學(xué)生實(shí)驗(yàn) 操作者：學(xué)生（在教師 指導(dǎo)下）； 地 點(diǎn)：通常在實(shí)驗(yàn)室 進(jìn)行； 功 能：自我確認(rèn)（如 驗(yàn)證物質(zhì)性質(zhì)、 變化規(guī)律）， 自我發(fā)現(xiàn) （如探索物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律等）； 技能訓(xùn)練（如儀器操作技能等） 要 求：可靠性高、安全性好； 策 略：督促做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、重點(diǎn)（操作、安全）指導(dǎo)、 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程巡視、引導(dǎo)思維和及時(shí)小結(jié) 20例如：學(xué)生實(shí)驗(yàn)例如：學(xué)生實(shí)驗(yàn)乙醇的化學(xué)性乙醇的化學(xué)性質(zhì)質(zhì)教師提問： 今天實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)是什么呢？ 那位同學(xué)能比較完整地回憶乙醇的化學(xué)性質(zhì)？ 請(qǐng)估計(jì)一下，哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以印證乙醇具有

10、還原性？ 今天的實(shí)驗(yàn)有沒有危險(xiǎn)、有那些操作是今天實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵？21 （3 3）邊講邊實(shí)驗(yàn)（隨堂實(shí)驗(yàn)）邊講邊實(shí)驗(yàn)（隨堂實(shí)驗(yàn)） 操作者：學(xué)生（在教師指導(dǎo)下）； 地點(diǎn)：通常在教室中進(jìn)行；功 能：自我確認(rèn)（如確認(rèn)物質(zhì)性質(zhì)、變化規(guī)律）， 自我探究（如探索物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律等）；要 求：可靠性高、安全性好、簡(jiǎn)單；策 略：教學(xué)內(nèi)容穿插實(shí)驗(yàn)、小而明確的實(shí)驗(yàn)任務(wù)、 短小而明確的指導(dǎo)語、及時(shí)匯報(bào)及時(shí)小結(jié) 22例如：學(xué)生實(shí)驗(yàn)例如：學(xué)生實(shí)驗(yàn)酸的性質(zhì)酸的性質(zhì) 教師講解教師講解：我們知道酸是由酸根和氫組成的，組成上的共性預(yù)示不同的酸可能會(huì)有類似的性質(zhì)。 現(xiàn)在請(qǐng)大家拿起三支試管，分別加1毫升鹽酸、硫酸和醋酸。然后分別加2

11、滴紫色石蕊試液。請(qǐng)注意所發(fā)生的變化。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn) 教師提問：教師提問：請(qǐng)匯報(bào)觀察到的現(xiàn)象？ 想一想，從這些現(xiàn)象中可以得出什么結(jié)論呢？ 教師講解：教師講解：再在三支試管中分別加1毫升鹽酸、硫酸和醋酸，各放一小粒金屬鋅。請(qǐng)注意變化。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn) 教師提問：教師提問：請(qǐng)匯報(bào)觀察到的現(xiàn)象？ 再想一想，從這些現(xiàn)象中可以得出什么結(jié)論呢？23 （1 1）驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué)）驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)教學(xué) 功 能：確認(rèn)和鞏固知識(shí)，發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?操作者：教師或?qū)W生（在教師指導(dǎo)下）； 時(shí) 機(jī)：知識(shí)形成之后； 地 點(diǎn)：通常是實(shí)驗(yàn)室，也可在教室進(jìn)行； 方 式：演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、邊講邊實(shí)驗(yàn) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)知識(shí)形成知識(shí)形成知識(shí)確

12、認(rèn)知識(shí)確認(rèn)24例如：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)例如：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二氧化碳二氧化碳的性質(zhì)的性質(zhì)教師提問（設(shè)問）教師提問（設(shè)問）：我們知道二氧化碳不助燃，但金屬鎂卻可在純二氧化碳中點(diǎn)燃。大家是否相信？教師講解教師講解：科學(xué)的任何結(jié)論都要通過實(shí)踐檢驗(yàn)，今天，讓我們也要這樣做，驗(yàn)證剛才老師介紹的知識(shí)是否正確。教師演示教師演示：同學(xué)，你能來協(xié)助老師做這個(gè)實(shí)驗(yàn)嗎？教師提問：教師提問：能否說一說你觀察到的現(xiàn)象；有誰能寫成這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式？現(xiàn)在我們可以確認(rèn)，鎂確實(shí)能在二氧化碳中被點(diǎn)燃。25 （2 2）探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)）探究型實(shí)驗(yàn)教學(xué) 功 能：知識(shí)的形成，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?操作者：教師或?qū)W生（在教師指導(dǎo)下）； 時(shí)

13、機(jī)：知識(shí)形成之前； 地 點(diǎn)：通常是教室，也可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行； 方 式：演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、邊講邊實(shí)驗(yàn) 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)知識(shí)形成知識(shí)形成26例如：探究實(shí)驗(yàn)例如：探究實(shí)驗(yàn)三價(jià)鐵的化學(xué)性質(zhì)三價(jià)鐵的化學(xué)性質(zhì) 教師指導(dǎo)教師指導(dǎo)：三價(jià)鐵的化合物很多，其中有不少跟我們的生活關(guān)系緊密。那么三價(jià)鐵有那些化學(xué)性質(zhì)呢？大家可以通過實(shí)驗(yàn)來探索。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)： （1）三價(jià)鐵跟鐵釘 （2）三價(jià)鐵碘化鉀 （3）氫氧化鈉溶液教師提問教師提問：大家能不能先對(duì)現(xiàn)象作直接的分析呢！大家用簡(jiǎn)單語句歸納一下三價(jià)鐵的化學(xué)性質(zhì)！27 設(shè)計(jì)的第一步是確定教學(xué)目標(biāo)（群），并在教學(xué)目標(biāo)群中確定重點(diǎn)目標(biāo)； 設(shè)計(jì)的第二步是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇教學(xué)內(nèi)容和教

14、學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)的順序； 設(shè)計(jì)的第三步是安排好教師和學(xué)生活動(dòng)，以完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。 簡(jiǎn)單地講就是“一目標(biāo)、二內(nèi)容、三活動(dòng)”28（3 3）案例）案例水的電解水的電解分析：初中化學(xué)利用水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣的事實(shí)向?qū)W生證明水是氫元素和氧元素組成的化合物。在本課前學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)水的分子式和檢驗(yàn)氧氣的方法。1 教學(xué)目標(biāo)：（1） 理解水的分子式是由實(shí)驗(yàn)確定的；（2）了解水電解的裝置和實(shí)驗(yàn)過程；（3）體驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)事實(shí)和相關(guān)原理推理氫和氧原子比例的過程2 教學(xué)重點(diǎn)：理解實(shí)驗(yàn)是確定水分子式的重要方法293 3 教學(xué)過程教學(xué)過程（1）教學(xué)流程提出問題：人們?cè)趺吹玫剿姆肿邮?？演示“水的電解”，觀察并匯報(bào)有關(guān)現(xiàn)象。

15、討論：水的元素組成？學(xué)習(xí)體積和分子數(shù)關(guān)系推斷：水的分子式？小結(jié)：實(shí)驗(yàn)是重要的科學(xué)方法30（2）一堂新課的基本教學(xué)步驟引入：從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)出教學(xué)的主題新內(nèi)容：通過各種教學(xué)手段幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：概括本課學(xué)習(xí)內(nèi)容，指出進(jìn)一步學(xué)習(xí)的方向課后作業(yè)：以本課學(xué)習(xí)內(nèi)容為重點(diǎn)布置課后作業(yè)31教學(xué)步驟教學(xué)步驟教師活動(dòng)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)意圖意圖1引入 提問提問 請(qǐng)大家寫出氧氣、氫氣、水的分子式，你們知道人們?cè)趺吹玫竭@些分子式的嗎？ 默寫默寫 全體默寫分子式，個(gè)別學(xué)生在黑板上書寫。復(fù)習(xí)原有知識(shí)，通過激疑激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)2電解水裝置 講述講述 介紹霍夫曼電解器的重要部件。強(qiáng)調(diào)陰極和陽極（結(jié)合講解） 觀察觀察 為實(shí)驗(yàn)排除障礙3電解水實(shí)驗(yàn) 演示演示 1 電解水2 點(diǎn)燃陰極氣體3 余燼木條檢驗(yàn)陽極氣體 觀察觀察 1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2 記錄陰陽極氣體體積比發(fā)展觀察能力和表達(dá)能力（2）教學(xué)步驟324水的組成 提問提問 從電解水的現(xiàn)象中，我們得到了那些關(guān)于水的組成的信息呢？指導(dǎo)可以用小組討論的方法學(xué)習(xí) 討論并回答討論并回答 1 水中含有氫和氧2 水中氫和氧的比例是二比一培養(yǎng)從