1、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1初步掌握評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的基本思路。 2以實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)為背景，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)、思維的多向性、發(fā)散性。 3針對(duì)實(shí)驗(yàn)方案存在誤差的因素展開討論，培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性。并以減少實(shí)驗(yàn)方案中的誤差因素為背景，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生不墨守成規(guī)、不安于現(xiàn)狀的意識(shí)。設(shè)計(jì)思想 在高三總復(fù)習(xí)教學(xué)中，如何使學(xué)生把握高考的熱點(diǎn)與難點(diǎn)始終是教師的重要職責(zé)。高三的學(xué)生已經(jīng)積累了不少化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，但是思維的深度和廣度有待于進(jìn)一步加強(qiáng)，如果靠題海戰(zhàn)術(shù)來達(dá)到深化知識(shí)的目的，不符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律也不能培養(yǎng)學(xué)生的能力，與目前的高考導(dǎo)向相背。實(shí)驗(yàn)題歷來是高考的難點(diǎn)和熱點(diǎn)，學(xué)生難以把握，如何在課堂

2、教學(xué)中培養(yǎng)思維的靈活變通能力，形成解此類習(xí)題的思路是設(shè)計(jì)本節(jié)課的出發(fā)點(diǎn)。過程設(shè)計(jì) (一)引出實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)。 A提問：從哪幾個(gè)方面評(píng)價(jià)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的可行性? 說明：由于高三的學(xué)生已接觸了一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但往往是給出現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證性操作，較少接觸實(shí)驗(yàn)方案是否合理等類型的討論，因此學(xué)生的意見較零散，歸納后大致認(rèn)為從以下幾方面評(píng)價(jià)： 1誤差越小越好； 2操作力求簡便易行； 3現(xiàn)象明顯易分辨； 4儀器組裝順序合理，設(shè)備安全可靠； 5注意環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益。 說明：在較短的時(shí)間內(nèi)，讓一個(gè)學(xué)生完成較復(fù)雜的綜合性的問題是有較大難度的。而在教師引導(dǎo)下的討論，利用了學(xué)習(xí)伙伴之間的集體智慧，無疑能使學(xué)

3、習(xí)者取長補(bǔ)短。這種合作學(xué)習(xí)是有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性思維及合作意識(shí)的。在經(jīng)過討論得到比較明確的結(jié)論之后，似乎學(xué)生更樂意接受有關(guān)評(píng)價(jià)方面的具體問題。 B舉例 某課外活動(dòng)小組為測定某含脈石(Si02)的石灰石樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下五種測定方案，試分析各方案的可取之處及不足之處。 1稱取樣品m克，加入過量鹽酸，用排水法收集并測定生成的CO2體積，由CO2計(jì)算CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 2稱取樣品m克，加入過量鹽酸，使樣品中的CaCO3完全溶解，過濾，將殘?jiān)礈臁⒏稍?、稱量，得雜質(zhì)ml克，由mml克的碳酸鈣計(jì)算CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 3稱取樣品m克，用酒精燈加熱至固體質(zhì)量不再變化，在干燥

4、器內(nèi)冷卻后稱量，質(zhì)量為ml克，利用差量法由mml克計(jì)算CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 4稱取樣品m克，加入過量鹽酸，使樣品中的CaCO3完全溶解，過濾，在濾液中加入過量的CaCO3溶液，再過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱得碳酸鈣固體質(zhì)量為ml克，由樣品中碳酸鈣的質(zhì)量和生成的碳酸鈣質(zhì)量相等，計(jì)算CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 5稱取樣品m克，加入過量的CmolL鹽酸VmL，使樣品中的CaCO3完全溶解，取溶解樣品后的溶液V/10mL，用C1molLNaOH溶液進(jìn)行滴定，耗NaOH溶液V1mL(重復(fù)3次，取平均值)，由與碳酸鈣反應(yīng)的鹽酸的量計(jì)算CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)說明：對(duì)于篇幅長的問題，學(xué)生往往覺得棘手，難以抓住要領(lǐng)，

5、有必要引導(dǎo)學(xué)生掌握將復(fù)雜問題簡單描述要點(diǎn)的方法。如表示為流程，框圖等。 C本題簡單表示為：過量HCl 1m克樣品 排水法收集CO2 ，測定CO2的體積過量HCl CO2 2m克樣品 濾液 濾渣 洗滌，干燥，稱量，m1克酒精燈加熱 3m克樣品 干燥器冷卻，稱量，m1克過量HCl 濾渣過量Na2CO3 4m克樣品 濾液 濾渣 洗滌，干燥，稱量，m1克過量的C mol/L鹽酸V ml 5m克樣品 取V10 mL濾液，用C1 molL NaOH滴定，耗V1mL(三次平均值)。 ，D。學(xué)生對(duì)此方案的可能評(píng)價(jià)匯總：方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)1操作簡單CO2微溶于水排水法測CO2體積誤差較大該方案不可取2避免了測

6、量CO2體積引起的較大誤差洗滌、干燥、固體轉(zhuǎn)移至稱量紙、稱量等步驟多，操作誤差較大該方案不可取3設(shè)計(jì)的操作簡單避免固體的洗滌、于燥酒精燈加熱溫度只能達(dá)400oC左右，CaCO3分解溫度在825oC以上CaCO3不分解該方案不可取4計(jì)算簡單樣品中的CaCO3質(zhì)量就等于濾渣中CaCO3質(zhì)量加入過量后Na2CO3產(chǎn)生的濾渣仍需洗滌、干燥、稱量操作較繁，誤差較大該方案不可取5避免測定二氧化碳?xì)怏w的體積，避免洗滌、干燥、稱量等連續(xù)步驟，避免高溫的反應(yīng)條件，精確度高采取中和滴定的方法至少需要重復(fù)操作三次，較繁瑣該方案可取 E拓展性的討論：在方案1中涉及氣體的測量，因有一定的誤差而沒有采用。可否作一些改進(jìn)以

7、提高其精確度? 學(xué)生的可能回答：A改用排飽和NaHCO3溶液法。 B改用堿石灰來吸收二氧化碳，稱量干燥管吸收二氧化碳前后的質(zhì)量之差。 C改用兩根堿式滴定管以乳膠管連接后所組裝出的U形管。說明：實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是影響定量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，常常隱藏在實(shí)驗(yàn)原理、方案中，有時(shí)會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來較大誤差。這就要求教師引導(dǎo)學(xué)生盡可能以挑剔及批判的眼光去發(fā)現(xiàn)這些誤差因素，然后設(shè)法進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方案，減小誤差。在此過程中促使學(xué)生勤于思考大膽質(zhì)疑，不墨守成規(guī)，讓學(xué)生體會(huì)到批判性思維在解決問題過程中的重要性。 (二)引出實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。 A解釋套管實(shí)驗(yàn)：“套管實(shí)驗(yàn)”是將一支較小的玻璃儀器裝人另一玻璃儀器中，經(jīng)組裝來

8、完成原來需要兩只或更多儀器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，具有許多優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛開發(fā)并用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。 B演示一個(gè)簡單的“套管實(shí)驗(yàn)”：在一只普通大試管中滴加少量濃氨水，并用濃氨水潤濕試管底部，將一只小試管中滴加濃鹽酸后水平送人大試管，并用橡皮塞塞緊。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。說明：改用套管來做產(chǎn)生氯化銨的實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是藥品用量少，現(xiàn)象明顯，對(duì)環(huán)境沒有污染，簡便易行。提示學(xué)生對(duì)于常見的實(shí)驗(yàn)要善于變通，提高思維靈活性。 C設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的要求：利用“套管實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證NaHCO3固體比Na2CO3固體的熱穩(wěn)定性差，且分解產(chǎn)物中有H2O（g），CO2。 學(xué)生分小組討論，并畫出自己可能的設(shè)計(jì)：圖2 說明：學(xué)生畫出的設(shè)計(jì)圖有一些欠缺。圖1不能驗(yàn)證碳酸氫鈉受熱分解的產(chǎn)物中有水蒸氣，也不能驗(yàn)證碳酸鈉固體確實(shí)不分解。圖2中引起無水硫酸銅變色的水蒸氣的來源難以確定，碳酸氫鈉固體270oC完全分解，在熱的澄清石灰水中能否分解尚有待于驗(yàn)證。D總結(jié)出較合理的設(shè)計(jì)圖： 說明：利用較熟悉的知識(shí)點(diǎn)求新求異，靈活變通，是培養(yǎng)學(xué)生思維靈活性的較好的一種手段。 (三)總結(jié)。 教師提問：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的基本思維途徑是什么? 學(xué)生可能的回答