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 与焙变联系起来。 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。 3、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 出的热量及培变。 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 一 Demonstrate 学实验一观察一讨论一解释 ExperimentObserve 一 Discuss 一 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、课中主题创设一分组实验一数据记录与处理一解释 表达一交流研讨及课后实验习题，三大部分七个环节构成。 1. 自学互研一一自主探析 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. 主题创设一一明确核心 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. 分组实验一一科学探究 分成两个组别实验50mL0.5mol・L-iHC 1溶液、CHsCOOH溶液分别与 50mL0.55molLiNaOH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馅水中保温一段时间，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23次。 4. 数据记录与处理一一科学精神 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 公式计算反应热即焙变，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. 解释表达一一符号表征 书写出实验所涉及反应的热化学方程式 HClaqNaOHaqNaClaqH2Ol AHkJ-mol1 CH3COOHaqNaOHaqCH3COONaaqH2。⑴ z\HkJ-mol1 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. 交流研讨一一微观探析 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“32”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 0 cmT, -TJ,AHQ -对 kJ.就广 0.025 三、分组实验 50mL0.5mol-L-1HCl 溶液与 50mL0.55mol-L_|NaOH 溶液 50mL0.5mol・L-iCH3COOH 溶液与 SOmLOJSmol LNaOH 溶液 四、数据处理 五、热化学方程式 HClaqNaOHaqNaClaqH2Ol AH54.67kJ.moTi CH3COOHaqNaOHaqCH3COONaaqH2O⑴ z\H52.00kJ moTi 六、教学反思 本节课创新性利用对比实验，借助手持技术进行中和反应的反应热测定实验 教学，不仅能够引导学生在理解层次学习，还关注了化学学习的“符号、微观、 宏观、曲线”四重表征，更能进一步提升化学学科核心素养。