实验4-1氢气和乙烯的制备教学设计-中职《化学实验技术基础》工信版

实验4-1氢气和乙烯的制备教学设计-(中职）《化学实验技术基础》工信版授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路本节课以《化学实验技术基础》工信版教材为基础，结合中职学生的认知特点，通过实验操作演示、学生动手实践、小组讨论分析等环节，引导学生掌握氢气和乙烯的制备方法。课程设计注重理论与实践相结合，培养学生的实验操作能力、观察能力及分析问题、解决问题的能力。教学内容包括实验原理、实验步骤、实验注意事项及实验结果分析，旨在让学生在实际操作中掌握关键技能，提高实验技术水平。核心素养目标培养学生“科学探究与创新意识”，通过氢气和乙烯的制备实验，提升学生实验操作能力，培养观察与记录实验现象的习惯，激发科学探究兴趣；发展“科学态度与社会责任”，强化安全意识，遵守实验纪律，培养团队合作精神；锻炼“宏观辨识与微观探析”能力，理解化学反应原理，建立物质性质与变化的认识。学习者分析1.学生已经掌握了基本的化学实验操作技能，了解化学反应的基本原理，对氢气和乙烯的化学性质有一定的认识。

2.学生对实验操作具有浓厚兴趣，具备一定的动手能力，但学习风格存在差异，有的学生偏好理论学习，有的学生更喜欢实践操作。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：实验操作过程中对细节的把握，如温度控制、气体收集方法等；实验现象的观察与分析，需要学生具备一定的观察能力和思维能力；实验报告的撰写，需要学生具备良好的文字表达能力。此外，学生在实验过程中可能会遇到安全方面的挑战，如正确使用实验器材、遵守实验规程等。教学资源-教材《化学实验技术基础》（工信版）

-实验室设备（如酒精灯、试管、导管、气体收集装置等）

-实验室安全器材（如防护眼镜、手套、实验服等）

-多媒体教学设备（如投影仪、电脑）

-实验操作视频资料

-实验指导手册

-实验报告模板

-教学PPT教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对氢气和乙烯制备实验的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道氢气和乙烯在化学中有什么重要性吗？它们与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于氢气和乙烯应用的生活实例图片或视频片段，让学生初步感受这两种气体在生活中的广泛应用。

简短介绍氢气和乙烯的基本概念、制备方法及其在工业和科学研究中的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.氢气和乙烯制备基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解氢气和乙烯的基本概念、制备原理及实验步骤。

过程：

讲解氢气和乙烯的定义，包括其主要化学性质。

详细介绍氢气和乙烯的制备原理，使用图表或示意图帮助学生理解实验装置和反应机理。

3.氢气和乙烯制备案例分析（20分钟）

目标：通过具体实验案例，让学生深入了解氢气和乙烯的制备过程和实验技巧。

过程：

选择氢气和乙烯制备的典型实验案例进行分析。

详细介绍每个案例的实验原理、步骤、操作要点及可能出现的实验问题。

引导学生观察实验现象，分析实验结果，探讨实验中的安全注意事项。

小组讨论：让学生分组讨论如何优化实验过程，提高实验成功率和产物纯度。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与氢气和乙烯制备相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的实验难点、改进措施以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对氢气和乙烯制备实验的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括实验主题的难点分析、改进措施及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调氢气和乙烯制备实验的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括氢气和乙烯的基本概念、制备原理、实验步骤和案例分析等。

强调氢气和乙烯在化学实验技术中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用相关实验技术。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于氢气和乙烯制备实验的短文或报告，以巩固学习效果。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《化学实验技术手册》中关于气体制备和收集的章节。

-《现代化学实验技术》一书中涉及氢气和乙烯制备的实验方法和应用。

-《化学教育》杂志中有关中职化学实验教学的论文和案例。

-《实用化学》教材中关于有机化合物制备的部分，特别是烯烃的制备方法。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-探索氢气在不同条件下的制备方法，如水的电解、金属与酸的反应等，并分析各自优缺点。

-研究乙烯的实验室制备方法，如乙醇脱水、氧化乙烯等，并比较其反应条件和产物纯度。

-调查氢气和乙烯在工业生产中的应用，如氢气在合成氨、炼油工业中的应用，乙烯在塑料、合成橡胶生产中的应用。

-分析氢气和乙烯的物理和化学性质，探讨它们在新能源开发、环境保护等方面的潜在应用。

-设计实验方案，探究不同催化剂对乙烯制备反应速率和产物选择性的影响。

-开展小组研究项目，针对氢气和乙烯的制备方法提出改进方案，并进行实验验证。

-利用网络资源，搜索氢气和乙烯的最新研究成果，了解其在科学前沿的应用。

-阅读相关化学实验安全手册，提高实验安全意识，确保实验操作的安全性。

-参与学校或社区的化学知识普及活动，向公众介绍氢气和乙烯的制备和应用知识。教学评价与反馈1.课堂表现：

-观察学生在课堂上的参与程度，包括发言积极性、实验操作的熟练度以及对实验现象的观察是否细致。

-评估学生对氢气和乙烯制备原理的理解程度，能否准确描述实验步骤和注意事项。

-记录学生在实验操作中是否遵守实验室安全规范，是否能独立完成实验任务。

2.小组讨论成果展示：

-评价各小组讨论成果的逻辑性、完整性和创新性，是否能够针对实验中的问题提出合理的解决方案。

-观察小组代表的表达能力，是否能够清晰、准确地展示讨论成果。

-分析小组讨论中成员之间的合作情况，包括分工是否合理、沟通是否有效。

3.随堂测试：

-通过随堂测试检验学生对氢气和乙烯制备知识的掌握程度，包括实验原理、操作步骤和安全注意事项。

-测试题型包括选择题、填空题和简答题，以考察学生的知识记忆和应用能力。

-分析测试结果，了解学生对课程内容的理解和掌握情况。

4.课后作业与实验报告：

-评估学生提交的课后作业和实验报告的完整性、准确性和深度，是否能够反映出学生对实验的理解和思考。

-关注学生在实验报告中对实验数据的处理和分析能力，以及对实验结果的讨论是否合理。

5.教师评价与反馈：

-针对学生的课堂表现，给予个性化的评价和反馈，鼓励学生的积极参与和认真态度。

-对小组讨论成果展示进行点评，肯定优点，指出不足，并提出改进建议。

-根据随堂测试结果，分析学生的掌握情况，对普遍存在的问题进行讲解和复习。

-结合课后作业和实验报告，评价学生的独立思考能力和实验技能，对表现优秀的学生给予表扬，对需要提高的学生提出具体改进意见。

-综合评价学生的学习态度、知识掌握和技能提升，为下一节课的教学内容和方式提供参考。板书设计①氢气和乙烯的基本概念及化学性质

-氢气（H₂）：无色无味，密度小于空气，可燃性，还原性

-乙烯（C₂H₄）：无色气体，有刺激性气味，烯烃类，不饱和键

②氢气和乙烯的制备原理及实验步骤

-氢气制备：金属与酸反应，水蒸气电解

-乙烯制备：乙醇脱水，氧化乙烯

-实验步骤：反应物的称量与混合，加热或催化，气体的收集与检验

③实验安全注意事项及异常情况处理

-安全注意事项：穿戴实验服、护目镜，远离火源，正确使用实验器材

-异常情况处理：气体泄露处理，实验失败原因分析，紧急情况下的安全措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.在实验教学中引入现代信息技术，如通过多媒体展示实验操作视频，增强学生的直观感受。

2.采用翻转课堂模式，让学生在课前通过在线资源学习理论知识，课堂上更多地进行实验操作和讨论。

3.强化校企合作，邀请企业专家参与课堂讲座，分享氢气和乙烯在实际生产中的应用，提高学生的学习兴趣。

（二）存在主要问题

1.教学管理方面，实验预约和实验室管理还存在一定的混乱，影响了教学秩序和效率。

2.教学组织方面，学生在实验操作中存在安全意识不足的问题，需要进一步加强安全教育。

3.教学评价方面，评价体系较为单一，未能充分体现学生的综合能力和创新思维。

（三）改进措施

1.针对教学管理问题，将建立更加高效的实验室预约系统，提前规划实验课程，确保实验教学的顺利进行。

2.针对教学组织问题，将加强实验室安全教育，通过模拟演练和案例分析提高学生的安全意识。

3.针对教学评价问题，将多元化评价体系，增加过程性评价和创造性评价的比重，鼓励学生主动探究和创新。

4.加强与企业的合作，定期举办校企合作活动，让学生更多接触实际生产中的化学应用，增强学生的实践能力和就业竞争力。

5.不断更新教学资源，引入最新的实验技术和研究成果，保持教学内容的时代性和前瞻性。

6.鼓励学生参与科研活动，提供实验设计、数据分析和论文写作的指导，培养学生的科研兴趣和能力。典型例题讲解1.题目：设计一个实验方案，制备并收集一定量的氢气。

解答：

实验原理：利用活泼金属与稀酸反应制备氢气。

实验步骤：

-准备一个锥形瓶，加入适量的稀硫酸。

-加入适量的铁粉作为反应物。

-用带有导管的橡皮塞密封锥形瓶，导管另一端连接到气体收集装置。

-加热锥形瓶，观察反应进行情况，待气泡连续均匀产生时，开始收集氢气。

-收集满氢气后，用拇指堵住试管口，取出气体收集装置，将氢气转移到集气瓶中保存。

2.题目：描述乙烯的实验室制备方法及其反应原理。

解答：

实验方法：利用乙醇与浓硫酸在加热条件下发生脱水反应制备乙烯。

反应原理：乙醇在浓硫酸的催化下，加热至170℃左右时，发生脱水反应生成乙烯。

反应方程式：C₂H₅OH→C₂H₄+H₂O

3.题目：解释为什么在制备氢气时，通常使用稀硫酸而不是浓硫酸。

解答：

在制备氢气时，通常使用稀硫酸而不是浓硫酸，因为浓硫酸具有强氧化性，与金属反应时，除了生成氢气外，还可能产生硫酸盐和其他副产物，这会影响氢气的纯度。而稀硫酸与金属反应时，主要生成氢气和相应的金属硫酸盐，副反应较少，有利于获得较纯的氢气。

4.题目：如何检验实验室制备的氢气纯度？

解答：

检验氢气纯度的方法如下：

-将制备的氢气收集在试管中。

-用拇指堵住试管口，将试管倒立于水槽中。

-缓慢放开拇指