第七章第三節(jié)創(chuàng)新實驗：基于數(shù)字化技術(shù)的乙醇的催化氧化一體化實驗 說課稿 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第七章第三節(jié)創(chuàng)新實驗：基于數(shù)字化技術(shù)的乙醇的催化氧化一體化實驗說課稿2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊課題：科目：班級：課時：計劃3課時教師：單位：一、設(shè)計意圖本節(jié)課旨在通過基于數(shù)字化技術(shù)的乙醇催化氧化一體化實驗，讓學(xué)生深入理解乙醇催化氧化的原理，掌握數(shù)字化實驗技術(shù)，提高學(xué)生的實踐操作能力與創(chuàng)新能力。結(jié)合高一年級學(xué)生的知識基礎(chǔ)，本節(jié)課內(nèi)容與化學(xué)必修第二冊中有機(jī)化學(xué)部分緊密相連，旨在鞏固學(xué)生對有機(jī)化合物性質(zhì)的理解，并激發(fā)學(xué)生的探究興趣，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過乙醇催化氧化一體化實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力、觀察與分析問題的能力。

2.實踐操作與科學(xué)思維：掌握數(shù)字化實驗技術(shù)，提升學(xué)生的實驗操作技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和邏輯思維。

3.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生遵循實驗規(guī)程、關(guān)注實驗安全，形成對化學(xué)科學(xué)的正確認(rèn)識與責(zé)任感。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

①理解乙醇催化氧化的化學(xué)反應(yīng)原理及反應(yīng)方程式。

②掌握數(shù)字化實驗技術(shù)的操作步驟與數(shù)據(jù)處理方法。

③培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力，包括實驗材料的準(zhǔn)備、實驗過程的控制等。

2.教學(xué)難點

①理解并運用數(shù)字化技術(shù)在實驗中的應(yīng)用，包括傳感器的選擇、數(shù)據(jù)采集與分析。

②實驗過程中的溫度、壓力等參數(shù)的精確控制，以及如何通過這些參數(shù)的調(diào)控優(yōu)化實驗結(jié)果。

③培養(yǎng)學(xué)生從實驗現(xiàn)象中提取有效信息，進(jìn)行科學(xué)推理和結(jié)論的能力。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源

-計算機(jī)及實驗數(shù)據(jù)采集軟件

-數(shù)字化實驗儀器（如傳感器、數(shù)據(jù)采集器）

-實驗室常規(guī)玻璃儀器及乙醇等化學(xué)試劑

2.課程平臺

-學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

-化學(xué)實驗虛擬仿真系統(tǒng)

3.信息化資源

-化學(xué)實驗操作視頻

-實驗原理及背景資料電子文檔

4.教學(xué)手段

-實驗演示

-小組討論

-實驗報告撰寫與交流五、教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時5分鐘）

-創(chuàng)設(shè)情境：展示工業(yè)上乙醇催化氧化生產(chǎn)乙醛的視頻，引發(fā)學(xué)生對乙醇氧化反應(yīng)的興趣。

-提出問題：詢問學(xué)生乙醇在催化氧化過程中發(fā)生了什么變化，反應(yīng)的產(chǎn)物是什么，以及如何通過實驗來實現(xiàn)這一過程。

2.講授新課（用時15分鐘）

-簡介乙醇催化氧化的化學(xué)原理，展示反應(yīng)方程式，并解釋催化劑的作用。

-講解數(shù)字化實驗技術(shù)的基本原理，包括傳感器的選擇、數(shù)據(jù)采集和處理方法。

-結(jié)合教材內(nèi)容，講解實驗設(shè)計的原則，包括實驗材料的準(zhǔn)備、實驗步驟的安排以及安全注意事項。

①實驗材料準(zhǔn)備（用時3分鐘）

-介紹實驗所需化學(xué)試劑和儀器設(shè)備，強(qiáng)調(diào)安全操作的重要性。

②實驗步驟講解（用時5分鐘）

-分步驟講解實驗操作流程，包括傳感器的連接、數(shù)據(jù)采集器的設(shè)置、反應(yīng)條件的控制等。

3.鞏固練習(xí)（用時10分鐘）

-分組進(jìn)行實驗操作，學(xué)生根據(jù)講解的步驟進(jìn)行實踐操作，教師巡回指導(dǎo)，確保實驗安全順利進(jìn)行。

-實驗完成后，學(xué)生使用數(shù)據(jù)采集軟件分析實驗數(shù)據(jù)，討論實驗結(jié)果與預(yù)期的一致性。

4.師生互動環(huán)節(jié)（用時10分鐘）

-學(xué)生展示實驗數(shù)據(jù)，教師引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，討論實驗中的變量對結(jié)果的影響。

-學(xué)生提問，教師解答，針對實驗中遇到的問題進(jìn)行探討，如數(shù)據(jù)異常、實驗操作不當(dāng)?shù)取?/p>

-教師提出拓展性問題，如如何優(yōu)化實驗條件以獲得更好的反應(yīng)效果，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

5.課堂總結(jié)與布置作業(yè)（用時5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)數(shù)字化實驗技術(shù)在化學(xué)研究中的應(yīng)用價值。

-布置作業(yè)：讓學(xué)生撰寫實驗報告，包括實驗?zāi)康摹⒃怼⒉襟E、結(jié)果分析等內(nèi)容，以加深對乙醇催化氧化反應(yīng)的理解。

6.課堂提問與反饋（用時5分鐘）

-通過提問檢查學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況，確保教學(xué)目標(biāo)達(dá)成。

-收集學(xué)生的反饋，了解教學(xué)效果，為下一節(jié)課的教學(xué)調(diào)整提供依據(jù)。

整個教學(xué)過程注重師生互動，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，通過實驗操作和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力和科學(xué)思維能力。同時，通過課堂提問和作業(yè)布置，鞏固學(xué)生對新知識的理解和掌握。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-拓展閱讀材料：提供有關(guān)乙醇催化氧化反應(yīng)在工業(yè)應(yīng)用中的案例，如乙醇氧化制乙醛、乙酸等。

-相關(guān)視頻資源：介紹乙醇催化氧化反應(yīng)的動畫演示視頻，幫助學(xué)生直觀理解反應(yīng)過程。

-學(xué)術(shù)論文與研究報告：推薦一些關(guān)于數(shù)字化技術(shù)在化學(xué)實驗中應(yīng)用的學(xué)術(shù)論文，供有興趣深入研究的學(xué)生閱讀。

-實驗室安全手冊：提供實驗室安全操作指南，強(qiáng)調(diào)實驗過程中的安全注意事項。

-拓展實驗：介紹其他數(shù)字化技術(shù)在化學(xué)實驗中的應(yīng)用，如電化學(xué)傳感器、光譜分析等。

-化學(xué)軟件工具：推薦化學(xué)繪圖軟件、分子模型構(gòu)建軟件等，幫助學(xué)生更好地理解有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)。

-化學(xué)競賽信息：提供國內(nèi)外化學(xué)競賽的相關(guān)信息，鼓勵學(xué)生參與，提升其科學(xué)探究能力。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生在課后收集有關(guān)乙醇催化氧化反應(yīng)在不同行業(yè)中的應(yīng)用案例，進(jìn)行小組討論，分享學(xué)習(xí)心得。

-建議學(xué)生觀看乙醇催化氧化反應(yīng)的動畫視頻，加深對反應(yīng)機(jī)理的理解，并嘗試?yán)L制反應(yīng)機(jī)理圖。

-建議學(xué)生閱讀數(shù)字化技術(shù)在化學(xué)實驗中應(yīng)用的學(xué)術(shù)論文，了解該技術(shù)的前沿動態(tài)，激發(fā)科研興趣。

-提醒學(xué)生在實驗操作前仔細(xì)閱讀實驗室安全手冊，確保實驗安全。

-鼓勵學(xué)生利用化學(xué)軟件工具，繪制乙醇及其氧化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)圖，加深對有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。

-鼓勵學(xué)生參加化學(xué)競賽，通過競賽鍛煉自己的實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和科學(xué)報告撰寫能力。

-建議學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外化學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，通過科普文章、學(xué)術(shù)講座等方式，拓寬知識視野。

-提醒學(xué)生在拓展學(xué)習(xí)過程中，注重理論與實踐相結(jié)合，將所學(xué)知識應(yīng)用到實際問題中，提高解決問題的能力。七、教學(xué)反思與改進(jìn)在完成基于數(shù)字化技術(shù)的乙醇催化氧化一體化實驗課后，我對本節(jié)課的教學(xué)效果進(jìn)行了深入的反思。以下是我的幾點思考：

課堂上學(xué)生的參與度非常高，他們對于實驗操作表現(xiàn)出濃厚的興趣。但我也注意到，在數(shù)字化實驗技術(shù)的操作上，部分學(xué)生顯得有些手忙腳亂。這讓我意識到，在實驗前的準(zhǔn)備工作上，我需要更加細(xì)致地指導(dǎo)學(xué)生，確保他們熟悉每個步驟。

在講解實驗原理時，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于催化劑的作用理解不夠深刻。這提醒我，在未來的教學(xué)中，我需要用更直觀的方式，比如通過模型或者動畫，來幫助學(xué)生更好地理解催化劑在反應(yīng)中的作用。

學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析能力有待提高。在課堂討論環(huán)節(jié)，雖然學(xué)生們能夠完成數(shù)據(jù)采集，但在分析數(shù)據(jù)時，他們的思路不夠清晰，對于數(shù)據(jù)背后的化學(xué)意義理解不深。我計劃在后續(xù)的課程中，加入更多關(guān)于數(shù)據(jù)分析的練習(xí)，讓學(xué)生在實踐中提升這方面的能力。

首先，我會調(diào)整實驗前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，增加一次實驗操作預(yù)演，讓學(xué)生在正式實驗前對每個步驟有更全面的了解。

其次，我將引入更多的教學(xué)輔助工具，如3D模型或動畫，來幫助學(xué)生形象地理解化學(xué)反應(yīng)原理，尤其是催化劑的作用。

另