第四章第二節(jié)《素養(yǎng)為本的創(chuàng)新實驗探究案例電解原理》說課課件高二化學(xué)人教版2019選擇性必修1

素養(yǎng)為本的創(chuàng)新實驗探究案例

——電解原理高中化學(xué)01.教學(xué)背景分析02.實驗教學(xué)目標03.實驗使用器材04.實驗創(chuàng)新要點05.實驗設(shè)計思路06.實驗教學(xué)過程07.實驗效果評價

目錄CONTNETS01教學(xué)背景分析新課標要求學(xué)科教學(xué)注重發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，倡導(dǎo)真實問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實驗為主的探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。新人教版教材將電解池安排在高中化學(xué)選擇性必修1第四章第二節(jié)。旨在通過電解池的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”等核心素養(yǎng)。學(xué)習(xí)完電解池之后學(xué)生將認識實現(xiàn)物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化的重要途徑，對氧化還原、離子反應(yīng)、電解質(zhì)溶液原電池等內(nèi)容形成完整知識體系。課標分析教材分析01教學(xué)背景分析已經(jīng)學(xué)過電解水實驗和原電池的基本原理，對電化學(xué)有初步認識。認識了原電池這一實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化的重要途徑，掌握化學(xué)反應(yīng)與能量的理論基礎(chǔ)。有強烈的好奇心與探索精神，具備一定的實驗操作與實驗探究能力。在必修通過氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)，掌握了離子的氧化性與還原性順序，為學(xué)習(xí)電解原理奠定基礎(chǔ)。學(xué)情分析02實驗教學(xué)目標3.通過電解池實驗探究，養(yǎng)成嚴謹求實的學(xué)習(xí)品質(zhì)和良好的科學(xué)態(tài)度，體驗從實驗室到氯堿工業(yè)生產(chǎn)的改進過程，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責任素養(yǎng)。1.以電解氯化銅溶液為例，從宏觀與微觀結(jié)合角度分析電解原理，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)；從假設(shè)出發(fā)設(shè)計探究方案，能發(fā)現(xiàn)問題進行創(chuàng)新改進并做實驗探究，提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)；2.通過預(yù)測電解氯化銅產(chǎn)物及實驗驗證，發(fā)展學(xué)生對電解池工作原理的認識，建構(gòu)電解池的一般模型，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認知能力；03實驗使用器材9v電池導(dǎo)線KI試紙石墨電極塑料瓶注射器塑料管CuCl2溶液創(chuàng)新裝置04實驗創(chuàng)新要點

教材裝置該裝置為敞開體系，氣體收集、檢驗均不方便電解產(chǎn)生的有毒氣體無法進行尾氣處理使用笨重的學(xué)生電源，試劑用量稍多用此裝置電解飽和食鹽水時無法添加膜

創(chuàng)新裝置裝置一體化：集反應(yīng)、驗證、除尾氣于一體，操作具有連貫性，演示效果更佳實驗綠色化：實驗在密閉體系中進行，有毒氣體不會逸出污染空氣，綠色環(huán)保操作便捷化：使用電池組作為移動電源；試劑用量更少等功能多元化：中間加膜用于電解食鹽水教材實驗回顧05實驗設(shè)計思路

實驗裝置一：密閉體系化裝置設(shè)計亮點：1.密閉體系，氯氣不發(fā)生泄漏；

2.裝置內(nèi)部附有氫氧化鈉溶液的棉花；可處理尾氣；3.使用電池組作為移動電源；4.中間可加膜；或者注入有色離子的瓊脂，用于探究陰陽離子移動方向可加膜05實驗設(shè)計思路

實驗裝置二：微型化實驗裝置設(shè)計亮點：1.微型化實驗，反應(yīng)劑量??；2.裝置簡單，成本低，操作簡便；3.現(xiàn)象直觀明顯，電解效率快；4.塑料瓶自動液封收集氯氣，無污染；05實驗設(shè)計思路

Nobook虛擬仿真實驗——電解飽和食鹽水的裝置設(shè)計06實驗教學(xué)過程情境激趣再識電解1.展示我國電解無淡化海水制氫，激發(fā)學(xué)生興趣。2.回顧初中電解水知識。提出問題：

電解CuCl2溶液是否生成Cu和Cl2？POE教學(xué)策略預(yù)測——觀察——解釋引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測：

電解CuCl2溶液生成Cu和Cl206實驗教學(xué)過程情境激趣再識電解探究生趣實驗創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)問題改進思路實驗設(shè)計1.裝置為敞開體系，收集、檢驗不方便；2.無尾氣處理裝置；3.使用學(xué)生電源笨重，攜帶不方便；1.使用氣體收集裝置或采用密閉體系；2.減少試劑用量；3.使用電池組作為移動電源；1.使用密閉電解裝置；2.設(shè)計微型化實驗；3.使用電池組；閱讀教材上的裝置，若作為分組實驗，從綠色化學(xué)的角度考慮，存在那些不足？06實驗教學(xué)過程情境激趣再識電解探究生趣實驗創(chuàng)新分組實驗合作升趣實驗裝置一：密閉體系化裝置實驗裝置二：微型化實驗裝置實驗現(xiàn)象產(chǎn)物驗證實驗結(jié)論與電源負極相連的石墨棒覆蓋一層紅色的固體

——CuCl2溶液在通電條件下生成了Cu和Cl2與電源正極相連的石墨棒上有氣泡產(chǎn)生用濕潤的KI試紙進行檢驗，試紙變藍06實驗教學(xué)過程01040203通電前，溶液里存在哪些離子？如何運動？試著寫出電極反應(yīng)式。通電后電路中電子流向如何？離子如何運動？兩電極分別發(fā)生的是什么反應(yīng)?根據(jù)以上分析，你發(fā)現(xiàn)了離子的放電順序是什么？0506離子放電為什么有先后之分？情境激趣再識電解探究生趣實驗創(chuàng)新分組實驗合作升趣剖析原理建模探趣微觀探析符號表征06實驗教學(xué)過程情境激趣再識電解探究生趣實驗創(chuàng)新分組實驗合作升趣剖析原理建模探趣陰離子陰極陽極氧化反應(yīng)還原反應(yīng)陽離子e-e-請結(jié)合實驗裝置繪制反映電解池工作原理的示意圖，并與同學(xué)交流。示意圖要求包括以下內(nèi)容：（1）注明電解池的組成；（2）標明氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域；（3）標明電子的運動方向和陰離子、陽離子的遷移方向；模型建構(gòu)06實驗教學(xué)過程情境激趣再識電解探究生趣實驗創(chuàng)新分組實驗合作升趣剖析原理建模探趣存在問題？存在離子？分析產(chǎn)物？裝置改進氯堿工業(yè)原理應(yīng)用模型——分析電解飽和食鹽水Nobook虛擬仿真實驗06實驗教學(xué)過程情境激趣再識電解探究生趣實驗創(chuàng)新分組實驗合作升趣剖析原理建模探趣總結(jié)固趣凝練思維科學(xué)探究1.推理預(yù)測2.設(shè)計方案類比遷移設(shè)計初案集思廣益評價方案發(fā)現(xiàn)問題優(yōu)化方案3.實驗探究實驗創(chuàng)新分組實驗剖析原理模型建構(gòu)4.遷移應(yīng)用07實驗效果評價1

安全環(huán)保從綠色化學(xué)角度設(shè)計實驗創(chuàng)新裝置，無氯氣泄露，安全環(huán)保；2

簡單方便實驗操作簡單、效率高，微型化裝置方便分組實驗與師生互動；3

直觀清晰兩組創(chuàng)新裝置的實驗現(xiàn)象明顯，有利于證據(jù)推理與符號表征；4

實驗拓展密閉體系化裝置也可改裝用于模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)、雙液電解等。07實驗效果評價在POE教學(xué)策略的指導(dǎo)下，學(xué)生通過預(yù)測、實驗創(chuàng)新、實驗觀察、總結(jié)解釋、模型建構(gòu)等環(huán)節(jié)