运用科学实验方法探究过氧化氢性质

PAGE1运用科学实验方法探究过氧化氢性质教学设计北京市通州区潞河中学郭子亮一、指导思想2005秋季开学我校在高一年级理科实验班开展了“潞河中学资优学生教与学”课程实验，其指导思想是：（一）作为历史上培养出大批杰出人才、有着很高社会声誉的北京市首批重点学校和首批国家级示范学校，我们理应“坚持教育创新、深化教育改革、为国家造就一大批拔尖创新人才”（二）坚持因材施教、以人为本的教育理念，能够进入我们学校的学生，都是经过中考选拔而来的资质比较优秀的学生，在学习上一般学有余力，反应敏捷、灵活。最大限度的为他们创造适合的教育环境，充分发挥他们的潜能和特长，促进学生全面、和谐、可持续发展是我们不断追求的目标。（三）学校六届三次教代会通过的《潞河教育2010行动计划》，明确提出了开展资优学生的教与学课程实验的任务。用创新的精神、研究的态度、实验的方法，探索资优学生培养的途径，是党和国家对我们的要求，是社会的呼唤，是学校自身向更高层次发展的渴望。在高一理科实验班教学中，我们坚持使用人教社统编教材，但结合培养目标、学科特点和学生实际，对教材进行系统的优化和结构的重组，进行必要的拓宽和加深，最终形成实际执行教材，以提高必修课程的教学效益。本次课是在人教版“过氧化氢”基础上进行适当的拓宽和加深，以统编教材过氧化氢知识为载体寻找知识和能力的生长点，重点对学生进行科学探究的方法教育，让学生体验科学家研究问题的情景和过程，从而达到知识和能力双重建构的目的。二、理论依据（一）以“三个面向”为理论指导邓小平同志提出了教育要“面向现代化、面向世界、面向未来”的理论，指出了我国教育发展的方向。资优学生教与学的课程实验，是为了探索拔尖人才的培养途径，构建创新型人才培养模式。其教育目标定位于注重学生创新精神和实践能力的培养，使学生成为适合未来社会发展需要的高素质人才。（二）以“学生主体论”作为理论根据学生主体理论强调自主性、自觉性和创造性在学生发展中的重要作用。资优学生教与学的课程实验，在培养的目标、课程的设置、教学的组织形式、教学方法、教育资源的配置、学生评价等方面，应始终围绕学生主体进行优化、改革和实践，充分发挥学生学习的主体作用，为学生营造一个优良的成长环境。（三）以现代方法论和教育心理理论作为理论支持1．协同论。协同论着重研究的是系统与系统之间的相互作用所遵守的共同规律。资优学生教与学的课程实验，追求“优质、高效”，可以应用协同论的方法，把已经取得的研究成果，类比拓宽于其它学科，为探索未知领域提供有效的手段，还可以找出影响系统变化的控制因素，使每一个教育因素之间和内部实现最优化，协同发展。2．最近发展区理论。该理论指出，介于学生潜在发展水平和现有发展水平之间，有一个最近发展区。教学能否促进学生发展在于教师能否不断地创造最近发展区，然后使学生的最近发展区转化为现有水平。资优学生教与学的课程实验，应把教学目标确定在学生的“最近发展区”的最高水平，要让学生“努力跳”才能摘到“桃子”。3．教育家赞科夫主张的“高难度、高速度”的教学原则，指出“只有当教学走在发展前面的时候，这才是好的教学”。对于资优学生的教学，以适当的“高起点”、“高难度”和“高速度”，引导学生在所选特长学科方面继续发展，培养学生在特长学科领域的研究精神和研究能力，以达到培养高素质拔尖人才的目的。三、教学背景分析本次课的教学对象是2005级高一年级理科实验班，教学内容是学完人教社统编教材高一第六章第一节氧族元素后，安排的一节结合过氧化氢性质的拓宽而进行的科学探究方法教育课，本节课在原有教材基础上寻找知识的生长点，以过氧化氢知识为载体进行科学探究实践，让学生学会科学探究方法，培养学生的创新精神和实践能力。四、教学目标设计（一）知识与技能1、进一步深化对过氧化氢性质的认识，学习科学探究的基本方法。2、训练学生综合实验能力、包括设计实验能力、实验操作能力、实验观察能力和对实验评价能力。（二）过程与方法通过“发现问题、提出假设、设计实验、实验验证、分析推论”的实验探究过程，使学生初步建立科学探究的意识，培养科学探究的品质。（三）情感态度与价值观1、以过氧化氢知识为栽体，培养学生关注社会，热爱生命的情感。2、通过实验探究、培养学生透过现象看本质的科学探究精神，严谨求实的科学作风，善于合作的团队精神。本次课教学内容安排：1、创设情景、导入新课——2、介绍科学探究方法——3、运用科学方法开展探究活动——4、总结——5、课后作业。本次课教学用具：双氧水、猪肝、Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、酚酞试液、高锰酸钾溶液试管等实验用品及多媒体。五、教学过程与教学资源设计教学过程教师活动学生活动设计意图1、情景创设引入主题2、科学方法传授3、科学探究实践【引入】期中考试前我们学习了过氧化氢，在课下的自主学习过程中，大家提出了很多问题，比如：【PPT】1、为什么说人体中会含有过氧化氢？2、过氧化氢真的有酸性吗？3、医疗上用双氧水做消毒剂是何道理？4为什么过氧化氢可以做脱氯剂？【过渡】今天我们带着问题来到实验室，就是想用科学实验的方法对以上问题探个究竟。【板书】运用科学实验方法探究过氧化氢性质【过渡】实验探究法就是类似于科学家对科学问题的研究方法，科学探究的一般方法是：【PPT】1、发现问题2、提出假设3、设计实验4、实验验证5、分析推论【板书】问题—假设—实验——结论【过渡】今天让我和大家一起拿起实验这一武器，踏上科学探究的旅途。【PPT】[问题1]资料显示：过氧化氢是人体生命活动中的代谢产物，过氧化氢的存在可能会诱发细胞癌变、亦可加速人体衰老。那么我们人体这架机器是如何与过氧化氢作斗争的？【提问】该如何提出假设呢？【提问】能用人的肝脏设计实验吗？【PPT】[实验一]在试管中注入1mL30%的双氧水，然后加入1mL鲜猪肝浸取液观察实验现象。用燃着的卫生香伸向试管口。【提问】你观察到什么实验现象？说明什么问题？【倾听、思考、】【思考、笔记】【思考、笔记】【思考、推断】【思考、回答】（假设人的肝脏对过氧化氢有解毒作用。）【思考、回答】（用动物肝脏与过氧化氢作用。）【合作实验】【思考、回答】（卫生香火焰明亮，说明反应生成了氧气。肝脏起催化剂作用。）引入主题、引起关注突出本次课教学重点深化方法训练、培养关注自然的品质，理论联系实际，培养学以致用的意识。思维开放培养实验能力教学过程教师活动学生活动设计意图科学探究实践【提问】这主要是利用了过氧化氢的什么性质？【过渡】肝脏中含有一种重要的物质——过氧化氢酶，它能催化过氧化氢分解成无毒的水和氧气。因此说肝脏是人体重要的解毒器官。下面看问题2。【PPT】[问题2]有资料说过氧化氢具有弱酸性：H2O2H++HO2-HO2-H++O22-你如何通过实验验证其真实性？【提问】如何提出假设？【提问】如何设计实验验证假设？【追问】用什么弱酸盐？【追问】用那种盐最好？【PPT】[实验二]在一支试管中注入0.5mL硫酸铝溶液，逐滴加入NaOH溶液直到沉淀刚好溶解为止，然后向该溶液中，逐滴加入30%双氧水【提问】请你说出实验现象。【追问】如何用理论说明？【追问】写出反应方程式。【过渡】下面看问题3、【回忆、回答】（不稳定性）【理解、思考】【阅读、思考】【思考、回答】（假设过氧化氢有酸性，且能和弱酸盐反应。）【思考、回答】（将双氧水加入弱酸盐溶液中。）（碳酸钠、硫化钠、偏铝酸钠。）【思考、回答】（偏铝酸钠）【合作实验】【思考、回答】（有白色沉淀生成，应为氢氧化铝。）（体现过氧化氢有酸性，且比氢氧化铝酸性强，强酸复分解制弱酸。）【上台板书】扩展知识运用已有经验、设计实验加深对复分解反应本质的认识教学过程教师活动学生活动设计意图4、课堂总结【PPT】[问题3]向滴有酚酞的NaOH溶液中逐滴加入双氧水，看到溶液褪色，试对褪色的原因做出猜想，并设计实验方案加以验证。【提问】大家能提出何种假设呢？【追问】该如何设计实验验证？【过渡】下面通过实验验证假设。【提问】通过实验得出了何种结论？【过渡】由于过氧化氢有强氧化性，所以医疗上常用3%的双氧水做消毒剂，工业上用10%双氧水做漂白剂。再看下面的问题；【PPT】[问题4]课本上说过氧化氢可做脱氯剂，你认为体现了过氧化氢的什么性质？【提问】如何设计现象明显的实验验证它的还原性？【过渡】下面通过实验验证假设。【提问】通过实验得出什么结论？【提问】通过本次课的学习大家学到了什么？【小结】通过本次课的学习，不仅进一步认识和掌握了过氧化氢的重要性质，更重要的是学习了科学探究的方法，掌握了这一武器大家就要在以后的学习中多质疑，多提问题，我们的实验室向大家开放，我愿和大家一起分享科学探究的快乐。【合作实验】（看到褪色）【思考、回答】（在此过氧化氢可能表现的是酸性也可能表现氧化性）【小组讨论】（将原溶液分为两等份，其中一份加入过量的氢氧化钠溶液，如变红说明过氧化氢表现酸性，另一份加入酚酞，如变红说明过氧化氢表现氧化性。）【合作实验】【思考、回答】（过氧化氢表现氧化性。）【思考、笔记】【思考、回答】（还原性）【小组讨论】（用强氧化剂高锰酸钾与之反应。）【合作实验】【思考、回答】（过氧化氢有还原性）【成功体验】注：括号内彩体字为预设答案。培养严密的逻辑思维能力、和严谨的的科学探究精神理论联系实际，培养学以致用的意识。阅读能力培养、训练思维的深刻性运用经验设计实验、培养知识间联系能力增强总结意识，为以后学习指明方向附1：板书设计：运用科学实验方法探究过氧化氢性质运用科学实验方法探究过氧化氢性质主板书副板书科学探究的一般方法：MnO21、发现问题2H202=======2H2O+O2↑2、提出假设AlO2-+H2O2+H2O===Al(OH)3↓+HO2-3、设计实验H2O2+Cl2==2HCl+O2↑4、实验验证5、分析推论附2：教学流程图：创设情景创设情景1、发现问题2、提出假设1、发现问题2、提出假设3、设计实验4、实验验证5、分析推论问题1介绍科学探究方法介绍科学探究方法 小组合作课堂延伸师生小结问题4问题2问题3科学探究实践小组合作课堂延伸师生小结问题4问题2问题3科学探究实践附3：教学评价表评价项目自评得分他评得分ABCABC1、你对过氧化氢知识的掌握程度。2、你能否自觉运用科学探究方法探究问题