基于手持技术的“中和反应反应热的测定”-教学设计

基于手持技术的“中和反应反应热的测定”教学设计一、教材分析1、教材中的地位和作用《中和反应反应热的测定》位于鲁科版教材选修四第一章第一节，它是中学化学中为数不多的定量实验之一。该实验能很好地培养学生的实验基本操作能力和实验数据分析处理能力。但教材实验仅仅是测量反应的热效应，未能将热效应与焓变联系起来。2、传统测量方法及弊端教材采用简易量热计配合环形玻璃搅拌器、用温度计来测量。实验过程中需要不断读取温度计显示的温度，实验时间相对较长，同时对于装置要求较高，从实验测定的数据计算出的中和热与理论值也相差较大，学生仅知道测量方法并未达到定量实验应有效果。手持技术实验的优势手持技术所特有的数据化、图形化、直观化和定量化的研究手段，有助于学生理解和认识化学原理的实质，降低实验和学习的难度，有助于培养学生读图、分析和处理数据的能力。随着手持技术的不断成熟，在中学化学教学中逐步融入，使得化学教学更具直观性、科学性。基于以上分析，我将该实验安排在学习热化学反应方程式之后并利用手持技术测定中和反应的反应热。二、学情分析1、知能储备经过前面的化学学习，学生对酸与碱反应放热已有一些感性认识，能够熟练书写热化学方程式且具备了一定的实验探究能力。2、认知方式学生学习化学的时间较短，思考程度较浅，对实验现象的认识主要停留在宏观表象阶段，对数据的剖析能力较弱。3、学习方式学生已具备一定的自学互研的学习能力。三、教学目标及重难点1、教学目标（1）掌握温度传感器、数据采集器以及配套软件的使用方法。（2）通过数据采集器得到实验数据并读图、分析和处理实验数据，得出反应前后的温度，运用相应公式计算反应中和热的大小，提高处理定量问题能力。（3）通过小组探究活动，进行思考和交流，体验科学探究的过程，感受科学探究的乐趣并保持对化学实验的浓厚兴趣，提高学习化学的热情和积极性。2、教学重难点重点：①利用温度传感器测量反应前后的温度差；②运用相应公式计算反应中放出的热量及焓变。难点：①数字实验仪器的使用；②实验过程中的保温措施。四、教与学策略教：导学与演示Guidance→Demonstrate学：实验→观察→讨论→解释Experiment→Observe→Discuss→Explain采用DEODE教学模式，遵循学生为主体，教师为主导的教学思想。五、教学过程设计【教学流程设计】本节课由课前自学互研、课中主题创设→分组实验→数据记录与处理→解释表达→交流研讨及课后实验习题，三大部分七个环节构成。1.自学互研——自主探析学生依据实验报告在课前自主探析中和热的概念、实验原理、关键步骤及数据处理方法。先理解将要学习的内容和重点，形成相关知识的经验性理解，做到胸有成竹，消除对实验的盲从感。2.主题创设——明确核心由酸碱反应放热宏观现象引出如何较精准地测量反应放出的热量？确立研究主题，突出核心内容，引导学生积极思考，做到有的放矢。3.分组实验——科学探究分成两个组别实验：50mL0.5mol·L-1HCl溶液、CH3COOH溶液分别与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反应热测量。创新性利用对比实验，学生能够拥有相同的实验探究体验，同时还能为中和热概念提供实证，进而提升实验探究能力与创新意识。具体实验过程如下：①我们先将温度传感器、数字采集器、计算机相连接；②用量筒分别量取50mL盐酸（或醋酸）与NaOH溶液；③打开软件和数据采集并选择自动记录数据的频率；④用温度传感器分别测量盐酸（或醋酸）与NaOH溶液的初始温度，测量温度之前可将盛有溶液的量筒放置在蒸馏水中保温一段时间，使酸、碱初始温度尽量一致；⑤将温度传感器安装在简易量热器上，并将NaOH溶液倒入量热器内筒中，打开磁力搅拌器，并将盐酸（或醋酸）倒入量热器内筒中，迅速盖上盖子。⑥观察电脑上的数据及曲线的变化趋势。待温度读数稳定不再升高时，停止数据采集，读取最高温度。⑦点击“分析”菜单，选择“统计”栏，分析出温度升高的差值。⑧重复以上实验过程2~3次。4.数据记录与处理——科学精神根据实验所测得温度计算初始温度平均值、温度差及温度差平均值；并利用公式计算反应热即焓变，提高数据处理运算能力，并培养学生实事求是的化学信息素养及严谨求实的科学精神。5.解释表达——符号表征书写出实验所涉及反应的热化学方程式：HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)∆H=kJ·mol-1CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)∆H=kJ·mol-1把中和反应放热的宏观认知转化为符号表征，强化理性认知。6.交流研讨——微观探析围绕中和热、反应热的区别与联系及测量影响因素等多角度研讨实验有关问题，建立中和热准确概念并用离子方程式表示，实现微观探析及模型构建，同时实现“由知识解析活动逐步形成认知观点即知识的本质性、结构化理解”。7.实验习题——核心观念从反应热测定及影响因素、图像分析等多角度精选习题，并以“3+2”形式呈现，题量适中，便于学生课后练习巩固相关具体性知识，进而逐步构建核心观念，实现观念化理解。【板书设计】中和反应反应热的测定一、实验目的二、实验原理三、分组实验50mL0.5mol·L-1HCl溶液与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液50mL0.5mol·L-1CH3COOH溶液与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液四、数据处理五、热化学方程式HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)∆H=—54.67kJ·mol-1CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)