《中学化学虚拟仿真实验》教学大纲

《中学化学虚拟仿真实验》教学大纲课程编号：11220604英文名称：VirtualSimulationExperimentofMiddleSchoolChemistry学分：1学时：总学时24学时，其中理论8学时，实践16学时先修课程：科学教育概论、科学课程与教学论、科学课程标准与教科书研究课程类别：专业拓展课程授课对象：科学教育专业学生教学单位：化学化工学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标中学化学虚拟仿真实验是为科学教育专业开设的专业拓展化学模块课程。化学实验是化学科学的基础,也是中学化学教学的基础。中学受资源和实验条件等的限制，导致一些实验不能全面在学生中展开。虚拟仿真实验作为基于信息通信技术的电子学习工具，克服了传统实验教学中的许多困难,对提高教育质量和培养创新人才具有重大意义。本课程是通过对中学化学实验进行虚拟仿真和深入剖析,使学生能体验操作中学化学教材中涉及的实验内容，并能深入理解和掌握实验所涉及的原理、设计逻辑及具体操作细节，提高实验理论能力、分析和解决实验过程中遇到的具体问题的能力、运用实验现象解释分析中学生生活实践中实际问题的能力，以及探讨虚拟仿真实验在辅助中学化学教学中应用的策略。课程教学目标如下：课程目标1在专业知识方面，学生能掌握中学化学课程所涉及的实验原理、实验方法，设计思路，以及具体的操作步骤及细节，掌握对实验数据进行合理的记录、处理和分析的方法，明确虚拟仿真技术与教学内容间的相符性，了解中学化学学科与实践和中学生生活的联系。课程目标2在专业能力方面，学生能熟练使用虚拟仿真实验系统规范地完成各项实验操作，并能够对所得到的结果进行分析，提出在实际实验操作时应注意的关键因素，并提出实验的改进方案,探究实现虚拟仿真实验与中学化学实验探究教学的深度融合的策略，能设计和开展中学化学实验教学。课程目标3在综合能力方面，学生能深入理解中学实验设计中体现的科学思维和核心概念的内涵，培养认真严谨的实验态度，理解科学、技术、社会以及环境之间的相互关系，树立科学发展观，培养团队协作意识和协作精神，培养实事求是的科学精神和严密的逻辑思维，切实提高科学素养。二、课程目标对毕业要求的支撑关系本课程教学目标对毕业要求的支撑关系如表2-1所示。表2-1课程教学目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标支撑强度（H、M、L）学科素养指标点3-2：掌握自然科学的基本实验技能，具有较强的观察和实验动手能力、数据分析能力以及科学探究能力，具有实事求是的科学态度。课程目标1课程目标2课程目标3H（高支撑）沟通合作指标点8-1：具有团队协作意识和协作精神，理解学习共同体的作用，掌握团队协作的策略和方法，能积极开展小组互助和合作学习。课程目标3M（中支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配本课程总学时24学时，其中理论8学时，实践16学时。表3-1理论教学环节教学内容、基本要求、课程目标与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1中学化学实验概述基本要求：了解中学化学实验教学的功能，熟悉中学化学实验教学的教学内容和教学要求，了解中学化学实验教学研究的范畴。（使学生认识到中学化学实验对化学教学的重要性）重点：中学化学实验的教学内容和要求难点：中学化学实验的教学研究2集中讲授课程目标12中学化学实验改进探讨基本要求：基于虚拟仿真实验提出在实际实验操作时应注意的关键因素，并提出实验的改进方案。（由知识到操作，由理论到实践，促进学生主动思考，培养学生勇于表达、善于交流、团队合作的精神）重点：中学化学实验的教学内容和要求难点：提出实验的改进方案4集中讲授课程目标2课程目标33虚拟仿真实验辅助化学教学的策略基本要求：辩证的看待虚拟仿真实验在化学教学中的应用，认识到虚拟仿真实验同时存在独到的优越性和局限性。针对虚拟仿真实验辅助化学教学的策略提出自己的看法（培养学生用辩证的观点看问题，培养实事求是的科学精神和严密的逻辑思维）重点：虚拟仿真实验辅助化学教学的策略难点：虚拟仿真实验与中学化学实验探究教学的深度融合2集中讲授课程目标2课程目标3合计8表3-2实践教学环节教学内容、基本要求、课程目标与学时分配序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1氢气的制备和性质掌握氢气的实验室制法，掌握氢气的化学性质。必修3综合课程目标1课程目标2课程目标32空气中氧气和二氧化碳含量的测定掌握空气中氧气含量的测定方法，掌握空气中二氧化碳体积百分比的测量方法，掌握氧气和二氧化碳的化学性质。必修3综合课程目标1课程目标2课程目标33燃烧条件的探究掌握控制变量设计探究实验的方法，掌握燃烧的条件。必修3综合课程目标1课程目标2课程目标34电解水实验的研究掌握电解水实验操作，探索水的组成。选修3综合课程目标1课程目标2课程目标35甲烷的实验室制法和化学性质掌握实验室制取甲烷气体的最佳方案，掌握甲烷和氯气的反应。选修3综合课程目标1课程目标2课程目标35浓硫酸的性质研究掌握研究浓硫酸性质的方法，掌握浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性，浓硫酸和木炭的反应以及浓硫酸的稀释方法。选修4综合课程目标1课程目标2课程目标36胶体的制备和性质研究掌握胶体的制备方法，掌握胶体的电泳和聚沉。选修4综合课程目标1课程目标2课程目标37铁及其化合物的性质掌握铁及其化合物的性质，掌握铁离子与亚铁离子的检验方法及相互转化。选修4综合课程目标1课程目标2课程目标3合计16必修9+选修7（3+4）注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法本课程在教学方式上主要采用实验教学结合课堂讨论教学的方式开展，以达到符合毕业要求指标点的教学目的。学生独立进行实验，分组讨论，教师进行实验过程指导，引导讨论方向和总结讨论结果。五、学业评价和课程考核课程考核采用过程性考核的方式，总评成绩由平时成绩组成，采用百分制计分制。总评成绩=平时成绩×100%表5-1课程考核评价标准考核依据建议分值考核/评价细则对应的课程目标平时成绩100%课堂表现5%课堂表现包括出勤情况、听课情况、课堂讨论参与情况、教学上互动和学习反馈、线上讨论参与情况等等。修课学生基础分80分，若发生迟到、无故旷课、学习态度差(课堂玩手机、多言好睡等)现象一次，则扣1-5分，扣完为止；积极参与回答问题或有效提问者，酌情加分2-5分，上限20分。学期末该分值×10%核定分值计入总评成绩。课程目标1平时作业25%平时作业（包括在线作业、课后作业、课程论文等形式）批改以百分制登记，教师批阅给分，不交作业记为零分，最后作业成绩按平均分值计算。学期末平均分值×25%核定分值计入总评成绩。课程目标1课程目标2课程目标3实验成绩70%根据修课学生每次实验操作的规范性、实验报告完成的质量情况打分，成绩以百分制登记，最后实验成绩按平均分值计算。学期末该分值×70%核定分值计入总评成绩。课程目标1课程目标2课程目标3表5-2课堂表现评分标准考核类型分值比重考核指标考核内容说明课堂表现5%平时表现出勤、听课情况、学习态度、回答问题、提问情况等课堂研讨拓展学习课堂专题研讨参与、课外拓展学习情况线上学习参与情况可从理论知识学习、习题解答、作业递交、问题反馈、完成结果等几个方面进行评分表5-3平时作业评分标准评分标准作业形式评分细则在线作业学习通上面的单选题、多选题、判断题等客观题，答对才给分。课后习题作业1.字迹工整，态度认真，正确率90%以上；2.正确率在60%-90%之间；3.正确率低于60%的，字迹工整且体现清晰解题思想的；4.其他情况。参考以上细则，教师对作业酌情记分（升档间隔分3分）或确定等级A（90分），B（80分），C（70分），D（60分及以下），每个等级可用上标“+”升档3分，即A+（93分），B+（83分），A++（96分），A+++（99分）。课程论文1.从选题(20分)、问题陈述(20分)、内容与信息(20分)、创新或提出新见解(20分)、表达与结构(20分)共5个方面进行评分，单项不超过20分，满分100分（等级A++）；2.只要语言表达清晰流畅，论述完整，逻辑性强，且论题的信息与数据正确，没有不确定性、猜测性内容，记80分（等级B）以上，参考以上细则，教师对作业酌情记分（或等级）。其他可能形式：比如读书报告、课堂报告或小组讨论探究性问题教师给出报告或讨论主题，学生自由分组，通过查阅文献资料准备课堂报告。基本要求：每个报告时间为5-8分钟，讨论5分钟；视小组学习态度、PPT完成质量(清楚、美观、科学、创新，趣味性)，完成效率等进行记分，小组报告人记分酌情增加。表5-4实验考核评分标准90-10080-8970-7960-690-59优秀良好中等及格不及格不迟到，不早退，遵守实验室纪律。熟练掌握安全操作要求及仪器设备使用注意事项，实验操作熟练规范。实验报告书写整洁规范，结果正确。视实验操作情况和上课表现可适当加减分数。不迟到，不早退，基本遵守实验室纪律。较好地掌握安全操作要求及仪器设备使用注意事项，实验操作认真，基本规范。实验报告书写整洁规范，结果合理，定量实验结果在误差允许范围内，定性分析基本合理。视实验操作熟练规范情况和上课表现可适当加减分数。有迟到或早退现象，上课有喧哗打闹等不遵守实验室纪律现象。基本掌握安全操作要求及仪器设备使用注意事项，实验操作不认真，不规范。实验报告书写不太规范，结果不尽合理，定量实验结果误差大，定性分析有理论性错误。视实验操作规范情况和上课表现可适当加减分数。有迟到或早退现象，上课有严重扰乱实验室纪律现象。能够了解一定的安全操作要求及仪器设备使用注意事项，实验不动手，不操作，不听从实验教师指导，经教育不改者。实验报告书写潦草不规范，结果错误或明显抄袭现象。视学生接受教育指导的态度，实验操作现象可适当加减分数。有多次迟到或早退现象，上课有严重扰乱实验室纪律现象。不了解安全操作要求及仪器设备使用注意事项，操作不规范。没有上交实验报告，内容基本抄袭，空泛简单。六、教材与参考书（一）