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视频标签：构建综合实验,思维模型
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视频课题：实验化学第一单元归纳与整理从研究者视角构建综合实验思维模型-福建
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人教版高中化学选修六实验化学第一单元归纳与整理从研究者视角构建综合实验思维模型-福建省 - 三明
人教版《实验化学》第四单元 归纳与整理
从研究者视角构建综合实验思维模型
一、教材分析
《实验化学》是弥补必修教材不足，以元素化合物知识为知识支撑，精选典型物质制备、检验、分离、测定等作为主题，进一步提升学生的实验动手能力而设置的教材。第四单元“研究型实验”是《实验化学》最后一个单元，是在“物质的获取”、“物质的检验”的学习之后，在学生已经了解进行实验基本程序和一般实验方法之后，带领学生以研究的视角应用所学的知识和技能去研究物质的性质，并对身边的未知化学问题进行综合性研究，此单元提高了学生运用知识和技能的能力，同时增长了学生的见识，让学生在探究性实验中获得新的感悟，借以培养学生探究精神和创新意识。
本节教材内容是第四单元的“归纳与整理”，教材以学生在前面学习过程中亲身体验作为学习基础，从理论上对实验研究的过程和方法进行整理，引导学生形成思维模型。
二、学情分析
经过学习，学生已经储备一定的化学学科知识，对一些常见基本实验仪器和操作也做了相应的了解，并知道使用的条件，能完成一些综合实验，但是学生只是体验了实验的整体流程，还未构建形成一定的思维模型，在遇到陌生情境问题时还是无法完成探究，因而需要将学生的感悟提炼，为将来进行实验提供思维模型，也为解决综合实验试题提供解题模型。
三、教学目标
基于“证据推理与模型认知”的核心素养培养目标和学生的学情，理清学生的解决综合问题的思路，帮助学生逐步构建实验思维模型。改变学生以往只是纸面做实验的观念，让学生明确实验是作为化学研究的一种手段，是因需要才进行实验，而不是为了考试才做实验，是在事实存在的情况下，为了解释事实和解决问题进行实验。因而制定本节课的教学目标如下：
1.基本目标
（1）通过运用气体制备的装置及尾气处理等一些常见的装置设计探究实验，达到熟练运用知识的目的。
（2）通过引导学生从解决生活问题的思路，以一位研究者的身份思考，构建出探究实验问题的思维模型。用拓展试题作为作业，将落脚点回到试题解决的问题。
（3）用实验软件组装实验仪器，再修正过程中体验实验过程，明确实验需要考虑的因素。 2.发展目标
在实验过程中，通过不断遇到问题和解决问题的过程，体验感悟，促进探究精神和创新精神生成。
3．重点及难点
知识重点及难点：气体制备、检验、除杂、尾气处理基础实验知识。
能力重点及难点：构建解决综合实验的思维模型，提升综合实验能力及分析和解决的问题能力。
四、设计思路
人教版《实验化学》主编宋心琦教授提到中学化学实验的教育内涵是“学做人、学做事、学做科学实验、学会思考”，这与新课程改革“立德树人”“必备知识”“关键能力”的培养目标一致；考试大纲也提出全面检测考生的化学科学素养，考查学生能在提供的陌生情景中发现问题、提出问题、产生假设、设计验证方案、观察分析现象或数据、得出结论。以一个真实的、陌生的实验作为探究主题，让学生自主探究，在探究过程中体验实验的功能，体验科学中以实验作为手段解决问题的过程，在反思中构建综合实验的解决思维模型。具体设计线路如下图。
本节课选择“MnO2与FeCl3·6H2O共热能否反应生成Cl2? ”真实实验作为探究主题，引导学生以生活中解决问题的思路为依托解决实验问题；采用“NB化学实验室”的软件让学生模拟组装实验仪器，学生在组装过程中提升有序思维、整体思维、缜密思维等，再将学生设计的实验装置通过具体实际实验探究实验的可行性，教师适时引导学生从实验干扰、安全、绿色等问题修正实验装置，在改进实验的过程体验一位研究者的实验过程，基于学生感悟的基础上，回忆实验过程逐步构建实验思维模型，促成教学目标形成。
五、教学方法与教学手段
教学方法：体验式教学与探究式教学相结合
教学手段：多媒体信息技术与课堂深度融合：运用希沃白板5和“ NB化学实验室”。 实验与理论相辅相成：理论操作与学生实验、教师实验相互验证推进课堂。
过程体验与模型建构相结合：分组实验、演示实验、引导教学
话题引入 实验探究 激发学生学习兴趣 1.实验设计的基本思路 2.进行实验，发现问题 3.分析存在问题，修正实验
4.继续实验，记录现象，分析实验现象，发现问题，改进实验 6.继续实验，得出结论
构建思维模型
品味试题
1.独立完成试题 2.分析试题中问题 3.提出试题中存在的问题
4.分析试题考查的知识点
构建解题模型
做什么—要什么—注意什么—记什么—想什么
仪器 干扰 现象 改进 目的 药品 安全 数据 操作 查阅资料
六、教学环节及设计意图
教学环节 教师活动
学生活动 设计意图 创设 情境 引入 新课
【话题引入】
“我不是药神”电影中的格列宁引出“药物是化学为人类生活变得更美好做出的贡献之一，是化学的社会价值的体现”。药物的提纯分离等研究需要通过科学实验实现，科学实验是怎样进行的呢？
聆听，思考
通过学生熟悉的电影中事件，感知化学的正面社会价值。
提出 问题 活动 探究
【提出问题】
1.实验室如何制取Cl2？写出反应的化学方程式。 2.有同学提出氯化铁晶体水解能产生HCl，将氯化铁晶体与MnO2混合共热也能产生Cl2？怎样设计实验进行探究，以得出结论？ 【引导思考】
1.设计实验需要考虑哪些？
2.本实验的实验目的、实验对象分别是什么？ 【合作讨论】
以小组为单位，先讨论要完成实验需要哪些装置和仪
器、药品，并用“NB化学实验”组装一套实验装置。 1
2
3
4
实验装置 实验仪器 实验药品
（小组汇报过程中，师生评价小组的装置优劣） 思考问题
学生思考并回答
小组讨论，展示、汇报小组
组装的实验装
置，在观察别的小组装置及教师引导过程中评价自己的装置。 1.抛出问题，以问题作为中心，引导思考设计实验需要考虑的内容，让学生思考更有方向。 2.通过合作学习解决问题，在交流过程中互补，学会与他人交流，培养合作意识。
【实验探究】
1.分组实验：加热FeCl3·6H2O晶体，观察固体的受热后现象。
2.演示实验：如下图装置，引导学生观察现象，并记录现象。
动手实验，规范操作，观察记录实验现象，并描述实验现象。
通过实验给学生真实的感受，培养学生实验能力。
反思 升华 建构 模型
【实验反思】
1.从氯化铁晶体加热后熔化，考虑原本设计的固固加热实验的发生装置，是否有问题，需要怎样改进？给固体加热时，我们需要注意什么？在做此类实验前需要先做哪些准备？
2.查阅资料：FeCl3•6H2O是黄棕色晶体，熔点37℃；FeCl3的熔点306℃，沸点315℃，在300℃升华。 从数据中你发现什么？
3.从实验观察到的现象，可知氯化铁会升华，混在混
合气体中，且装置易引起倒吸，以小组讨论的形式，讨论如何解决这两个问题？ 1.思考实验装置存在的问题和改进措施，及如何防范于未然。
2.思考并分析提供是数据，发现氯化铁会混在Cl2中。
3.讨论改进实验措施。
体会科学探究的过程：发现问题-解决问题的不断循环过程。以研究者的视角分析实验过程中出现的问题及解决问题的思路，培养科学探究意识。
【建构模型】
回忆走过的设计实验过程，我们的思路是什么？
思考分析聆听 基于学生实验
探究过程的体验，构建分析实验问题的思维模型。
布置 作业
完成以“氯化铁晶体与MnO2混合共热能否产生Cl2？”为背景的综合实验习题，以一位研究者的视角分析解决问题。
完成作业 完成相同背景的习题，以思维模型思考题中问题，有利于真正理解实验的功能。
七、课后反思
本节课是一节归纳与整合的课，但是本节课没有将知识重新讲授一遍，而是改变现如今课堂以传授为主的方式，选择一个学生可以完成的综合实验，带领学生以一个研究者的视角，体验实验的本源，在分析过程中体验以实验目的为中心的实验解决思路，在修正过程中体验研究者在实验过程中的面对问题所采用的思维方式，在学生对实验具有一定感知基础上，整合综合实验的思维模型。
本节课体现信息技术与课堂教学深度融合，采用软件与动手实验相结合的模式，解决综合实验在课堂中只是纸上谈兵的问题。本节课采用实验探究与思维模型相辅相成，促进思维模型建构，是模型建构教学模式的一种尝试。本节课将课堂探究的实验作为背景设计为课后作业，让学生以实验探究的思维模型去思考试题提出的问题，学会理解出题者的意图，从而提高实验探究能力及解题能力。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
