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视频标签：饮料的研究
所属栏目：高中化学优质课视频
视频课题：人教版高中化学选修六-第四章第二节身边化学问题探究实验4-4饮料的研究-湖北省 - 武汉
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“饮料的研究”（选修）教学设计
“饮料的研究”是高中化学选修课程《实验化学》第四单元《研究型实验》中的组成部分，是高中学生通过必修课程的学习之后，进一步认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动，是学习、实践的重点内容。饮料与人们的生活联系密切，该内容可安排1课时的单元整体教学设计。通过学习，培养学生的实验探究能力，引导学生掌握科学探究的一般过程与方法，建立解决某类化学实验问题的特定思路与方法，发展学生运用化学知识和实验方法开展综合项目研究的能力，促进学生发展动手能力和高级思维能力。
一、教学与评价目标 1.教学目标
（1）通过实验探究饮料的主要成分，初步认识提出问题，设计、评价和优化实验方案，开展实验活动，收集实验现象、数据等相关证据，根据证据进行分析推理，以及得出结论等环节中所需要的方法与策略。
（2）通过实验对饮料中的主要成分进行定量测定，能从酸碱中和滴定和氧化还原滴定的过程中，从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。发展学生依据实验现象推论反应实质的推理能力。知道在实验设计和实施过程中如何控制相关变量。知道如何对实验数据进行分析，能分析产生误差的原因，初步形成定量研究的意识。认识比较、归纳、分析、综合等方法在分析推理过程中的应用。
（3）通过归纳果汁类饮料在保存和使用过程中的注意事项，发展问题解决能力和认识化学价值的认识水平。形成理论联系实际的观念，发展将化学成果应用于生产、生活的意识，培养依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题的能力。
（4）通过课下拓展实验的实施，体会实验探究的过程与方法：认识提出问题，设计、评价和优化实验方案，开展实验活动，收集实验现象、数据等相关证据，根据证据进行分析推理，以及得出结论等环节中所需要的方法与策略。培养学生开展综合性、长周期的研究项目，培养学生通过团队合作与持续不断的努力来发展问题解决能力。
2.评价目标
（1）通过对学生在线学习与交流的信息数据分析，诊断学生实验探究物质性质的水平（基于经验水平、基于概念原理水平）和认识物质的水平（孤立水平、系统水平）。
（2）通过对检测饮料中总酸含量和Vc含量的实验设计方案的交流与点评，发展学生物质含量的测定的实验探究设计的水平（孤立水平、系统水平）。
（3）通过课堂探究实验的实施，发展掌握实验探究必备的实验技能，掌握滴定等基本实验操作以及数字化实验基本等仪器的使用方法。诊断并发展数据分析处理水平，发展学生运用化学知识和实验方法开展综合项目研究的能力使用方法。
（4）通过实验记录、实验报告与汇报展示，诊断并发展学生实验汇报与展示水平。 （5）通过归纳总结饮料的储存和使用过程中的注意事项，诊断并发展学生解决实际问题的能力水平（孤立水平、系统水平）及其对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。
二、教学与评价思路
“饮料的研究”教学与评价思路示意图
三、教学流程 1．在线学习和交流
【学习任务1】课前，利用在线学习平台观看微视频，完成作业并提交，通过学习小组在线提问和交流。
【评价任务1】诊断学生探究物质性质、设计探究实验方案的水平（基于经验水平、基于概念原理水平）和认识物质的水平（孤立水平、系统水平）。
在线学习和交流
科学探究与创新意识
预测、设计实验方案
诊断实验探究物质和研究物质的水平
①课前
研讨改进和实施
科学探究与创新意识，宏观辨识与微观探析
汇报、改进和实施试验方案
发展实验研究物质性质的水平，发展以宏观和微观相结合的视角说明物质的组成和变化
②课中
实验探究和 数据分析 证据推理与模型认知 科学探究与创新意识
基于现象和数据得出结论，交流探究成果
发展收集证据与证据推理能力， 发展对物质的认识思路水平
③课中
实验汇报与展示
拓展实验 证据推理与模型认知 科学态度与社会责任
实际问题的解决方案的设计与交流 拓展实验的设计方案和研究思路
发展问题解决能力和化学价值的认识水平，发展实验探究水平
④课后
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学习任务1教学流程表
学生活动
设计意图
对武汉一中学生的饮料饮用情况进行问卷调
查，采访学校小卖部负责人，完成市场调查报告
联系生活实际，通过调查研究体会化学研究的
现实意义。 1. 在线观看微课《酸碱中和滴定实验》，查阅相关文献：饮料中的酸、Vc的理化性质 2. 查阅资料，研究饮料中存在的酸的种类，设计测定总酸量的实验方案
3.查阅资料，研究饮料中存在的Vc的性质，设计测定Vc含量的实验方案 1.联系之前学习的酸碱滴定实验的知识支持学习任务，在线学习相关知识
2.引导学生基于生活和学习经验完成任务，为课内学习作好准备，初步诊断认识物质，实验探究的已有水平
1. 就各自的实验方案作出解释说明 2. 交流各自的实验方案 教师诊断并发现学生的问题，学生自主纠偏
2．研讨改进和实施
【学习任务2】汇报、改进和实施实验方案。
【评价任务2】发展学生探究物质性质的能力水平（基于经验水平、基于概念原理水平、系统设计水平）。
学习任务2教学流程表
学生活动
设计意图
交流探讨1：
预习成果汇报：1.关于饮料的市场调查报告 2.饮料中的总酸量的测定方案 3. 饮料中的Vc含量的测定方案
引导学生基于已有知识预测和探究物质的性质，发展应用化学知识解决实际问题的能力 交流研讨2：饮料中的总酸量和Vc含量的测
定的实验方案的优化
发展学生从孤立水平到系统水平，认识引入数字化实验技术对实验方案的优化和提升
实验实施：分组实验分别测定新鲜饮料和久置饮料（样品1：脉动；样品2：水溶C100；样品3：鲜橙多）中的总酸量和Vc含量，观察实验现象，记录实验数据，得出实验结果。
发展学生的实验操作技能和探究物质的水平，分析实验现象，完成定量分析的实验过程
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3．归纳、总结和提炼
【学习任务3】讨论、汇报对不同实验样品的总酸量和Vc含量的测定结果的数据分析，找到数据背后隐藏的规律与联系，联系生活实际解决实际问题。
【评价任务3】发展学生认识探究物质的思路水平（孤立水平、系统水平）。
学习任务3教学流程表
学生活动
设计意图
梳理1：根据实验结果分析数据，总结规律与联系：
①你的研究结果与你的预期或产品说明中的标注一致吗？如果不一致，请分析原因； ②分析会造成检测结果的误差的因素。 发展实验探究水平：收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论，交流自己的探究成果；能对实验中的“异常”现象和已有结论进行反思、提出质疑和解决方法。
梳理2：通过实验结论解决实际问题：
①饮料的总酸量和Vc含量之间存在的关系； ②饮料在保存和使用中的注意事项； ③归纳与总结本节课程收获的知识与技能。
发展并诊断学生的实验探究水平和创新意识，从多种视角研究物质的方法，在真实情景中运用化学知识解决实际问题，发展具有理论联系实际的观念，有将化学成果应用于生产、生活的意识，能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。
4．拓展实验设计和展示
【学习任务4】拓展实验的设计和交流，在线展示改进后的方案并相互评价。
【评价任务4】诊断并发展学生真实问题解决的能力水平（孤立水平、系统水平）及对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。
学习任务4教学流程表
学生活动
设计意图
1. 请尝试制定课题研究计划，探究身边的化学问题。备选课题：①食醋中总酸量的测定 ②市售Vc片的相关性质的研究 ③研究可口可乐的酸性
2. 在线交流，解答同学们的问题，完善实验方案 3. 实施实验方案
发展学生掌握基本的化学实验方法和技能，进一步体验实验探究的基本过程，进一步发展学生解决综合实验问题的能力，发展学生的实验探究水平和创新意识、培养科
学态度和社会责任。
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【课后反思】
本案例为1课时的单元整体设计案例。“饮料的研究”是选修课程《实验化学》的第四单元《研究型实验》的课题二《身边化学问题的探究》。本单元的学习过程具有较为丰富的化学学科核心素养发展价值。完成课程实施之后进行反思如下：
1. 线上和线下结合，使学习探究过程走向深入
从课程预习开始，我们通过2018级化学时空的平台进行了许多线上线下的丰富的学习活动。
（1）市场调查报告内容的修订；
（2）自主学习饮料中所含的各种酸的理化性质；
（3）自主学习饮料中Vc的理化性质，与人体健康的关系； （4）查阅文献，确定实验方案、在线交流，优化试验方案；
（5）观看酸碱中和滴定微课，复习酸碱中和滴定实验，指导本次探究实验； （6）课后拓展实验的方案设计、文献资料的查阅，以及在线交流与完善。
这些学习活动过程丰富了学生的学习内容，延长了学习时间，拓展了交互空间，整体突破了学习的场域。围绕本节课的主题，让研究型学习开展得更加完善与深入。教师也可以通过在线平台对学生进行更加有针对性的指导，提高效率，提升探究学习的深广度。
2.精心设计层层递进的学生活动，发展化学核心素养 本课程的整体实施包含了许多学生活动： （1）通过调研，完成关于饮料的市场调查报告； （2）通过查阅文献、课前学习设计实验方案； （3）课前、课上的汇报交流、对实验方案进行优化； （4）分组实验探究，得出实验结论；
（5）对实验结论进行数据分析，归纳整理，总结规律与联系；
（6）应用化学知识直到生活实际，归纳饮料的使用和保存中的注意事项； （7）通过实验探究活动的过程，总结探究性实验的研究思路；
（8）完成课下拓展实验的实验方案的设计，汇报与交流，优化试验方案，实施实验方案。 最深奥的原理体现在最常见的生活现象中，实验探究活动进一步深化对学生化学学科
素养的培养。在课程实施的过程中，所有的资料查询 、实验设计、实验测定、数据记录与处理都是学生独立完成的, 真正让学生体验了知识的探究过程。同时培养和发展了学生的思维能
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力、实验能力、创新能力。
3.将传统实验与数字化实验相结合，运用信息技术提高课堂教学效率
在新时代背景下，教师应在化学教学中积极促进信息技术与化学教学的深度融合，促进自身教学方式和学生学习方式的改变。
本节课涉及到中学化学的两类定量分析实验：酸碱中和滴定和氧化还原滴定。利用传统的滴定实验方式进行实验探究，由于样品（饮料）本身具有的颜色对指示剂指示反应的终点具有干扰作用，而且也会由于指示剂本身具有的性质而存在一定的实验误差。通过课堂上师生的讨论对实验方案进行优化，引入数字化实验完成酸碱中和滴定和氧化还原滴定。
（1）数据采集更加智能化
我们利用pH传感器记录中和滴定中溶液pH的变化，不受溶液颜色和澄清度的限制，数据采集更加智能化，化学实验现象的数字化感知和记录极大地丰富了数据采集的种类，使得实验信息获取的深度和广度有了质的变化。
（2）定量研究更加便捷化
实时性记录实现了同步记录化学实验中各种量的变化，我们可以在滴定的同时看到滴入标准液的体积、溶液中的pH和滴定曲线的生成。这种实时性记录为中学化学实验教学带来了新的变化。在进行定量研究实验中，数字化实验会让实验探究过程更加便捷，特别是记录数据的准确性和处理数据的高效性两个方面显示出了较大的优势。
（3）实验现象更加直观化
在进行氧化还原滴定时，氧化还原（ORP）传感器与光电门传感器结合使用，准确记录滴加溶液的体积，同时生成图像，再用计算机处理数据，自动求导，可以找到电势随体积变化率最快的点。这样通过曲线图象，我们能够准确的判断反应的终点，也可以通过四重表征（宏观表征、微观表征、符号表征、曲线表征）来重新理解氧化还原反应。同学们直观地看到了“突跃现象”，加深对“突跃”的理解。
4.将实验活动转化为探究型实验，开展综合型研究项目培养问题解决能力
教师筛选合适的实验课题，培养学生进行探究型实验。增加学生查找文献资料、深入阅读分析文献资料的学习环节，并在此基础上设计和优化实验方案的机会。鼓励学生开展综合性、长周期的研究项目，培养学生通过团队合作与持续不断的努力来发展问题解决能力，在实际应用问题的解决过程中不断迁移学科知识、认识思路和方法。通过探究型实验活动，培养学生严谨认真的科学态度，发展批判性思维和创新意识。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
