2024年版高中化学 第四单元 研究型实验 4.3 综合实验设计教学设计 新人教版选修6

2024年版高中化学第四单元研究型实验4.3综合实验设计教学设计新人教版选修6课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：2024年版高中化学第四单元研究型实验4.3综合实验设计教学设计新人教版选修6

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年2月24日星期五上午第二节课

4.教学时数：1课时

🌟同学们，今天我们要一起走进化学的实验室，开启一场探索化学奥秘的冒险之旅！🚀在这节课里，我们将共同完成一个综合实验设计，通过实验来验证我们的猜想，揭开化学世界的神秘面纱。🔍准备好你们的热情和好奇心，让我们一起开始吧！🎉二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生以下核心素养：一是科学探究能力，通过实验设计和操作，提升学生的实验技能和问题解决能力；二是科学思维，引导学生运用化学知识分析实验现象，形成科学的思维习惯；三是社会责任感，让学生意识到化学实验在科学技术发展和社会生活中的重要作用，增强对科学的尊重和热爱。通过综合实验设计，学生将综合运用所学知识，提高科学素养。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

同学们在之前的课程中已经学习了化学实验的基本操作和安全知识，掌握了常见的化学实验仪器使用方法，以及一些基础的化学实验技能。此外，对物质的性质、化学反应和实验现象有了初步的认识。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高一年级的学生对化学实验普遍抱有浓厚的兴趣，他们喜欢通过实验来直观地感受化学知识。在能力方面，学生的实验操作技能参差不齐，但整体上能够跟随指导完成基础实验。学习风格上，部分学生偏好通过动手操作来学习，而另一部分学生则更倾向于理论学习和思考。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在综合实验设计环节，学生可能会遇到以下困难：一是实验方案设计不够合理，导致实验无法顺利进行；二是实验操作不熟练，影响实验结果的准确性；三是数据分析能力不足，无法从实验数据中得出合理的结论。此外，部分学生在面对实验中的突发情况时，可能缺乏应对策略，导致实验失败或安全风险。四、教学方法与策略1.教学方法：采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解实验原理和步骤，引导学生进行实验操作，培养学生的实验技能和科学探究能力。

2.教学活动：设计实验竞赛，让学生分组进行综合实验设计，通过角色扮演模拟实验操作，激发学生的参与热情和团队协作精神。

3.教学媒体：利用多媒体教学设备展示实验原理和操作步骤，同时结合实物实验器材，让学生在直观演示中学习，提高教学效果。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对综合实验设计的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“同学们，你们在做实验时，有没有遇到过设计实验的难题？”

展示一些有趣的实验图片或视频片段，让学生回忆实验过程中的有趣经历。

简短介绍综合实验设计的基本概念，强调它在科学研究中的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.综合实验设计基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解综合实验设计的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解综合实验设计的定义，包括其主要目标和步骤。

详细介绍实验设计的组成部分，如实验目的、假设、实验方法、数据收集和分析等，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.综合实验案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解综合实验设计的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的综合实验设计案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、实验设计思路、实验过程和结果，让学生全面了解综合实验设计的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对科学研究的影响，以及如何通过实验设计解决问题。

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，每组分配一个综合实验设计案例。

每组讨论如何改进实验设计，提出新的实验方案或方法。

每组选派一名代表，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，同时加深全班对综合实验设计的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括实验设计的改进点、预期效果和潜在问题。

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，强调综合实验设计的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括综合实验设计的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调综合实验设计在科学研究中的价值和作用，鼓励学生在未来的学习和实践中尝试设计实验。

布置课后作业：让学生根据本节课的内容，设计一个小型的综合实验，并撰写实验报告。

7.课后反思与拓展（5分钟）

目标：帮助学生巩固知识，培养自主学习能力。

过程：

课后，学生需完成以下任务：

-思考如何将所学知识应用到实际生活中。

-阅读相关文献，了解综合实验设计的最新进展。

-设计一个实验，并尝试进行实验操作。六、教学资源拓展1.拓展资源：

为了让学生更深入地理解综合实验设计的相关知识，以下是一些与教材内容相关的拓展资源：

-化学实验设计书籍：《化学实验设计方法与技巧》、《现代化学实验技术》等。

-科研论文数据库：通过查阅化学、生物学、物理学等领域的科研论文，了解实验设计的最新研究动态。

-实验设计案例库：收集不同学科的实验设计案例，包括化学、物理、生物等，让学生了解不同领域的实验设计思路。

2.拓展建议：

为了提高学生的学习效果，以下是一些建议的拓展学习活动：

（1）实验设计竞赛：

组织学生参加校内或校外的实验设计竞赛，鼓励他们运用所学知识设计创新实验方案，提升实验设计能力。

（2）实验日志撰写：

指导学生撰写实验日志，记录实验过程、心得体会和遇到的问题，培养他们的科研素养和自我反思能力。

（3）实验视频制作：

让学生制作实验过程视频，通过展示实验操作步骤、数据收集和分析，提高学生的实验演示和沟通能力。

（4）跨学科实验设计：

鼓励学生尝试跨学科实验设计，结合化学、物理、生物等多学科知识，设计具有综合性的实验项目。

（5）实验设备操作培训：

邀请专业人士为学生提供实验设备操作培训，让学生熟悉各种实验仪器的使用方法，提高实验操作技能。

（6）实验安全教育：

加强对学生的实验安全教育，让学生了解实验过程中的潜在风险，掌握安全操作规程，提高实验安全意识。

（7）实验项目调研：

引导学生对感兴趣的实验项目进行调研，了解项目的背景、目的、方法和预期成果，培养学生的科研兴趣。

（8）实验成果分享会：

定期举办实验成果分享会，让学生展示自己的实验成果，分享实验过程中的经验和教训，激发学生的学习热情。七、作业布置与反馈作业布置：

为了巩固学生对综合实验设计的学习，以下布置几项作业：

1.实验设计报告：

要求学生根据本节课所学内容，设计一个简单的化学实验方案，包括实验目的、原理、方法、步骤、预期结果等。学生需撰写一份实验设计报告，字数不少于500字。

2.实验操作视频：

鼓励学生制作一个简短的视频，展示他们如何操作实验仪器，进行实验步骤。视频需清晰展示实验过程，时长控制在3-5分钟。

3.实验安全知识测试：

设计一份关于实验安全的知识测试题，包括实验操作规范、应急处理措施等，要求学生在课后完成并提交。

作业反馈：

1.及时批改：

作业提交后，教师应尽快批改，确保学生的作业得到及时的反馈。

2.个性化反馈：

针对每个学生的作业，教师应给出个性化的反馈。对于实验设计报告，要指出实验方案的合理性、创新性以及可能存在的问题。对于实验操作视频，要评价学生的操作熟练度和安全性。

3.问题指出与改进建议：

在反馈中，教师应明确指出学生在实验设计、操作过程中的错误或不足，并提供具体的改进建议。例如，对于实验设计报告中的问题，可以指出实验步骤的合理性、数据处理的准确性等。

4.总结与分享：

在下一节课开始时，教师可以将学生的实验设计报告和操作视频进行展示和讨论，让学生互相学习，共同进步。

5.进步跟踪：

教师应记录学生的作业完成情况和改进情况，定期与家长沟通，共同关注学生的学习进展。

6.激励措施：

对于表现优秀的学生，教师可以给予表扬和奖励，如优秀作业展示、颁发小奖品等，以激发学生的学习热情。八、板书设计①综合实验设计概述

-实验设计概念

-实验设计步骤

-实验设计原则

②实验设计步骤详解

-明确实验目的

-提出实验假设

-选择实验方法

-设计实验方案

-实验仪器和材料

-实验操作步骤

-数据收集与分析

-实验结果与讨论

③实验设计原则与注意事项

-安全性原则

-可行性原则

-可重复性原则

-数据准确性原则

-实验环境控制

-实验结果分析

-风险评估与预防

④实验报告撰写要点

-实验背景与目的

-实验方法与步骤

-实验数据与结果

-实验讨论与分析

-实验结论与建议

⑤实验操作规范

-实验操作顺序

-实验仪器使用

-实验数据记录

-实验安全注意事项课后作业1.实验设计报告撰写

题目：设计一个简单的酸碱中和滴定实验，验证盐酸和氢氧化钠的化学计量关系。

要求：

-确定实验目的和原理。

-列出实验所需材料和仪器。

-设计实验步骤，包括滴定操作、数据记录和分析。

-预测实验结果，并讨论可能的误差来源。

答案示例：

实验目的：验证盐酸和氢氧化钠的化学计量关系。

原理：根据酸碱中和反应的化学方程式，计算氢氧化钠的浓度。

材料：盐酸溶液、氢氧化钠溶液、滴定管、锥形瓶、酚酞指示剂等。

步骤：1.准备盐酸溶液和氢氧化钠溶液。2.使用滴定管滴加盐酸至锥形瓶中，加入几滴酚酞指示剂。3.用氢氧化钠溶液滴定至溶液颜色变化。4.记录滴定数据并计算氢氧化钠的浓度。

预期结果：根据实验数据，计算氢氧化钠的浓度。

2.实验数据记录与分析

题目：分析以下实验数据，确定溶液的浓度。

实验数据：滴定过程中，加入5.00mL盐酸溶液后，加入20.00mL氢氧化钠溶液，溶液颜色变为粉红色。

已知：盐酸溶液浓度为0.1000mol/L。

要求：

-计算氢氧化钠溶液的浓度。

-讨论实验误差的可能来源。

答案示例：

计算：根据化学方程式，盐酸与氢氧化钠的摩尔比为1:1。因此，氢氧化钠溶液的摩尔浓度与盐酸相同，即0.1000mol/L。

3.实验方案改进

题目：针对以下实验方案，提出改进建议。

实验方案：使用硫酸铜溶液和铁片进行置换反应，观察铁片的表面变化。

要求：

-分析实验方案的优缺点。

-提出至少两个改进建议。

答案示例：

优点：简单易行，直观观察铁片的表面变化。

缺点：反应速度较慢，观察时间较长。

改进建议：1.使用更高浓度的硫酸铜溶液，加快反应速度。2.将铁片加热至一定温度，加速反应过程。

4.实验安全风险评估

题目：评估以下实验的安全风险，并提出相应的预防措施。

实验：使用浓硝酸进行硝化反应。

要求：

-识别实验中的潜在安全风险。

-提出预防措施。

答案示例：

潜在安全风险：浓硝酸具有强腐蚀性和氧化性，可能引起皮肤灼伤、火灾或爆炸。

预防措施：1.实验前穿戴防护服、手套和护目镜。2.