李琳

摘要：針對城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)數(shù)字化實驗教學的滯后現(xiàn)象，以人教版選修四《化學反應原理》中“強弱電解質(zhì)”的教學為例，在傳統(tǒng)實驗基礎上，借助數(shù)字化實驗，深入探討強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別。

關鍵詞：數(shù)字化實驗；城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)；高中化學教學；合理應用

文章編號：1008-0546（2014）07-0082-03中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.030

課程改革對基礎科學教育，有兩個主流的科學教育觀點：“做中學”科學，“科學學習與生活結(jié)合”。課改強調(diào)科學探究，強調(diào)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)造性思維、問題解決能力的培養(yǎng)。現(xiàn)代信息技術和傳感技術的發(fā)展，伴隨教育改革的迫切需要，中學數(shù)字化實驗室應運而生。數(shù)字化實驗運用實時測量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和智能控制等先進技術，實現(xiàn)了中學理科實驗教學與信息技術的全面整合，適合于中學理科新教材，能夠完成新教材要求的數(shù)字化物理、化學、生物等各學科實驗。

筆者所在的學校地處城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，學校在落實傳統(tǒng)實驗教學的基礎上，近年投資建成數(shù)字化實驗室3個。但實驗室建成至今，使用次數(shù)寥寥無幾。是什么原因?qū)е聰?shù)字化實驗教學的滯后現(xiàn)象呢？

1. 教學觀念落后

課改強調(diào)交流、合作、探究，強調(diào)學生在課堂中的主體性，師生雖然表面上也承認這些能力對于終生發(fā)展的重要性，但在高考的指揮棒下，仍舊是把考試和成績看得最為重要。在這一現(xiàn)實目標的影響下，為了省事省時，將寶貴的教學時間用在 “刀刃”上，實驗教學就不可能真正地被重視起來。數(shù)字化實驗室更像是一個花瓶，它的裝飾功能大于實際作用。

2. 師資力量薄弱

這里的師資力量，不是指傳統(tǒng)的教學師資，而是能跟上時代發(fā)展、與時俱進、不斷自我提升和發(fā)展的教師力量。

我?；瘜W教師骨干力量主要集中在40歲左右，最年輕的31歲，最年長的56歲，年齡段相對偏大，據(jù)筆者了解只有其中年紀較輕的兩三位教師對數(shù)字化實驗室及教學媒體有所了解。實驗室建成之時，并未對在?；瘜W教師進行全面系統(tǒng)的培訓。

3. 宣傳力度不夠

筆者對我校高中生進行隨機尋訪，近80%的學生不知道數(shù)字化實驗室，也沒有去過學校的數(shù)字化實驗室。學生對數(shù)字化實驗的空白程度之大，一方面是他們的認知水平和知識層面尚未涉及，另一原因是學校和任課教師對于數(shù)字化實驗的了解和宣傳介紹并不到位。學生不知道這是用來干什么的，更不會主動提出在數(shù)字化實驗室上化學課。

數(shù)字化實驗，有不同于傳統(tǒng)實驗儀器的信息工具儀器，如傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等。通過對各種傳感器的應用，結(jié)合數(shù)據(jù)和曲線，學生可以直接觀察實驗的動態(tài)變化過程，從數(shù)據(jù)中體驗化學微觀世界的變化，幫助學生從定性認識轉(zhuǎn)變到定量思維。高中化學教材特別是選修教材中有很多抽象問題是可以借助數(shù)字化實驗來進行定量分析的，筆者以人教版選修4《化學反應原理》中“強弱電解質(zhì)”的教學為例。

一、課題設計背景

人教版選修4《化學反應原理》中，弱電解質(zhì)的電離是重要章節(jié)。教材在處理強、弱電解質(zhì)的不同時，采用了鹽酸、醋酸的兩組對比試驗（見表1），旨在幫助學生認識化學現(xiàn)象的本質(zhì)，構建強、弱電解質(zhì)的概念，并對二者進行本質(zhì)上的區(qū)分。

［實驗3-1］分別試驗等體積、等濃度的鹽酸、醋酸溶液與等量鎂條的反應；并測這兩種酸的pH。

從實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：

1.相同條件下，鎂條與酸反應的實質(zhì)都是與溶液中的H+反應，c（H+）決定反應速率的快慢，說明同體積、同濃度的鹽酸比醋酸溶液中c（H+）大，在水溶液中鹽酸比醋酸易電離。

2.相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸比醋酸的pH小，說明鹽酸電離程度比醋酸大。

強、弱電解質(zhì)是兩個宏觀概念，而電解質(zhì)在溶液中的反應實質(zhì)是離子之間的反應，將宏觀現(xiàn)象與微觀粒子聯(lián)系起來，教學中需要借助“電離”。該實驗本身對于理論本質(zhì)的闡釋是存在局限性的，例如：⑴要說明鹽酸在水中是完全電離，必須解決的問題：1mol/L鹽酸所測pH換算為c（H+）是多少？c（H+）與鹽酸濃度是否相等？怎樣解釋原因？⑵1mol/L醋酸中c（H+）是多少？與醋酸濃度的大小關系？怎樣從電離程度解釋其原因？

高二學生在經(jīng)過一年的化學學習之后，雖然已經(jīng)初步具備一定思維、分析的能力，但由于“強、弱電解質(zhì)的電離”內(nèi)容的理論性和抽象性較強，要解釋清楚 “完全電離”和“部分電離”，傳統(tǒng)實驗雖然能觀察到實驗過程的現(xiàn)象，卻很難進行定量化處理，學生仍舊無法透徹理解二者的區(qū)別。

二、設計思路

1. 課標分解

課標要求：“能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡”，課標的分解、細化、整合如表2。

2. 教法分析

數(shù)字化實驗的介入，作為傳統(tǒng)教學的輔助，有著他自身的不可替代性。本節(jié)課的教學方式是分組實驗，注重小組成員間的交流討論、實驗方法的設計、對實驗結(jié)果的分析。在進入本節(jié)課的中心環(huán)節(jié)之前，筆者給學生創(chuàng)設一定情境氛圍。弱電解質(zhì)的概念學生并不陌生，可啟發(fā)學生通過以往所學自行設計一些方法對強弱電解質(zhì)加以驗證，激起學生強烈的求知欲和探索欲，在對學生的表現(xiàn)給予評價之后，再將問題深入：強弱電解質(zhì)的電離是微觀理論，微觀可以以宏觀形式來表現(xiàn)，從數(shù)字化實驗的角度來設計方案，四人為一小組進行合作和討論，讓每一位學生參與到實驗中來，充分發(fā)揮出學生的主觀能動性。有了傳統(tǒng)方式和數(shù)字化實驗的相互輔佐，強弱電解質(zhì)的電離這一抽象內(nèi)容即變得具體和直觀，學生更容易接受，也能與此同時體驗嘗試新的實驗手段探索知識的快樂。

3. 教學準備

儀器：電腦、數(shù)據(jù)提存器、pH傳感器、電導率傳感器、燒杯、量筒、pH試紙。

藥品：1mol/L鹽酸、1mol/L醋酸、蒸餾水、鎂條。

三、教學過程

（一）創(chuàng)設情境：現(xiàn)有兩瓶無色液體，一瓶是1mol/L鹽酸，一瓶是1mol/L醋酸，請同學們結(jié)合以往所學考慮該如何鑒別？

學生活動：小組討論，探討出以下鑒別方法：

1. 用干燥的玻璃棒分別蘸取兩種溶液，點在pH試紙上對比顏色；

2. 聞氣味；

3. 取等體積的樣品于干凈的小試管中，放入相同大小的鎂條，觀察放出氣體的快慢情況；

……

分組實驗：課本［實驗3-1］

學生通過實驗現(xiàn)象的分析得出結(jié)論：造成現(xiàn)象不同的原因是溶液中氫離子濃度的不同，由此引出強弱電解質(zhì)電離程度的不同。情境創(chuàng)設以舊引新，起點不高，可以很快地讓學生參與進來，接著過渡至是否可以利用數(shù)字化實驗從新角度來鑒別同濃度的鹽酸和醋酸，因為有了鋪墊，學生的學習信心和探索欲望都比較高，課堂氛圍逐漸變得輕松活躍。

（二）運用數(shù)字化實驗鑒別同濃度鹽酸和醋酸

學生活動流程（見圖1）：

（三）實驗數(shù)據(jù)處理（表3、圖2、圖3）

四、教學反思

比較兩酸酸性強弱，用pH試紙和鎂條，宏觀現(xiàn)象明顯，簡單易操作，但是在幫助學生構建化學微觀概念方面，沒有數(shù)據(jù)支撐，說服力不強。數(shù)字化實驗在教學中的運用，解決了中學實驗定性不定量的局限性，通過數(shù)字、圖像的讀取，強化了對于抽象知識點理解。高中生擁有對新鮮事物的好奇心理，數(shù)字化實驗對于我們的學生來說是一種全新的嘗試，讓他們接觸到了除試管、燒杯以外更能與時代接軌的實驗器材和操作，激發(fā)了學生探索的興趣，也能培養(yǎng)學生實驗操作與處理數(shù)據(jù)的能力。

當然，鑒于高中所學內(nèi)容的深度、廣度以及學生現(xiàn)有的認知水平，我們還不能做到與世界最前沿的科技接軌，只能讓學生盡可能對于基本數(shù)字化實驗操作熟知并熟練掌握。由于教師與學生接觸數(shù)字化實驗時間不長，對教學媒體的使用不太熟悉，在時間的分配上還有待于調(diào)整，讓課堂的每一分鐘都用在實處。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準 （實驗）［M］. 北京：人民教育出版社，2003

［2］人教社課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心. 普通高中課程標準實驗教科書：化學反應原理［M］. 北京：人民教育出版社，2007

endprint

摘要：針對城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)數(shù)字化實驗教學的滯后現(xiàn)象，以人教版選修四《化學反應原理》中“強弱電解質(zhì)”的教學為例，在傳統(tǒng)實驗基礎上，借助數(shù)字化實驗，深入探討強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別。

關鍵詞：數(shù)字化實驗；城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)；高中化學教學；合理應用

文章編號：1008-0546（2014）07-0082-03中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.030

課程改革對基礎科學教育，有兩個主流的科學教育觀點：“做中學”科學，“科學學習與生活結(jié)合”。課改強調(diào)科學探究，強調(diào)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)造性思維、問題解決能力的培養(yǎng)。現(xiàn)代信息技術和傳感技術的發(fā)展，伴隨教育改革的迫切需要，中學數(shù)字化實驗室應運而生。數(shù)字化實驗運用實時測量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和智能控制等先進技術，實現(xiàn)了中學理科實驗教學與信息技術的全面整合，適合于中學理科新教材，能夠完成新教材要求的數(shù)字化物理、化學、生物等各學科實驗。

筆者所在的學校地處城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，學校在落實傳統(tǒng)實驗教學的基礎上，近年投資建成數(shù)字化實驗室3個。但實驗室建成至今，使用次數(shù)寥寥無幾。是什么原因?qū)е聰?shù)字化實驗教學的滯后現(xiàn)象呢？

1. 教學觀念落后

課改強調(diào)交流、合作、探究，強調(diào)學生在課堂中的主體性，師生雖然表面上也承認這些能力對于終生發(fā)展的重要性，但在高考的指揮棒下，仍舊是把考試和成績看得最為重要。在這一現(xiàn)實目標的影響下，為了省事省時，將寶貴的教學時間用在 “刀刃”上，實驗教學就不可能真正地被重視起來。數(shù)字化實驗室更像是一個花瓶，它的裝飾功能大于實際作用。

2. 師資力量薄弱

這里的師資力量，不是指傳統(tǒng)的教學師資，而是能跟上時代發(fā)展、與時俱進、不斷自我提升和發(fā)展的教師力量。

我校化學教師骨干力量主要集中在40歲左右，最年輕的31歲，最年長的56歲，年齡段相對偏大，據(jù)筆者了解只有其中年紀較輕的兩三位教師對數(shù)字化實驗室及教學媒體有所了解。實驗室建成之時，并未對在?；瘜W教師進行全面系統(tǒng)的培訓。

3. 宣傳力度不夠

筆者對我校高中生進行隨機尋訪，近80%的學生不知道數(shù)字化實驗室，也沒有去過學校的數(shù)字化實驗室。學生對數(shù)字化實驗的空白程度之大，一方面是他們的認知水平和知識層面尚未涉及，另一原因是學校和任課教師對于數(shù)字化實驗的了解和宣傳介紹并不到位。學生不知道這是用來干什么的，更不會主動提出在數(shù)字化實驗室上化學課。

數(shù)字化實驗，有不同于傳統(tǒng)實驗儀器的信息工具儀器，如傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等。通過對各種傳感器的應用，結(jié)合數(shù)據(jù)和曲線，學生可以直接觀察實驗的動態(tài)變化過程，從數(shù)據(jù)中體驗化學微觀世界的變化，幫助學生從定性認識轉(zhuǎn)變到定量思維。高中化學教材特別是選修教材中有很多抽象問題是可以借助數(shù)字化實驗來進行定量分析的，筆者以人教版選修4《化學反應原理》中“強弱電解質(zhì)”的教學為例。

一、課題設計背景

人教版選修4《化學反應原理》中，弱電解質(zhì)的電離是重要章節(jié)。教材在處理強、弱電解質(zhì)的不同時，采用了鹽酸、醋酸的兩組對比試驗（見表1），旨在幫助學生認識化學現(xiàn)象的本質(zhì)，構建強、弱電解質(zhì)的概念，并對二者進行本質(zhì)上的區(qū)分。

［實驗3-1］分別試驗等體積、等濃度的鹽酸、醋酸溶液與等量鎂條的反應；并測這兩種酸的pH。

從實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：

1.相同條件下，鎂條與酸反應的實質(zhì)都是與溶液中的H+反應，c（H+）決定反應速率的快慢，說明同體積、同濃度的鹽酸比醋酸溶液中c（H+）大，在水溶液中鹽酸比醋酸易電離。

2.相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸比醋酸的pH小，說明鹽酸電離程度比醋酸大。

強、弱電解質(zhì)是兩個宏觀概念，而電解質(zhì)在溶液中的反應實質(zhì)是離子之間的反應，將宏觀現(xiàn)象與微觀粒子聯(lián)系起來，教學中需要借助“電離”。該實驗本身對于理論本質(zhì)的闡釋是存在局限性的，例如：⑴要說明鹽酸在水中是完全電離，必須解決的問題：1mol/L鹽酸所測pH換算為c（H+）是多少？c（H+）與鹽酸濃度是否相等？怎樣解釋原因？⑵1mol/L醋酸中c（H+）是多少？與醋酸濃度的大小關系？怎樣從電離程度解釋其原因？

高二學生在經(jīng)過一年的化學學習之后，雖然已經(jīng)初步具備一定思維、分析的能力，但由于“強、弱電解質(zhì)的電離”內(nèi)容的理論性和抽象性較強，要解釋清楚 “完全電離”和“部分電離”，傳統(tǒng)實驗雖然能觀察到實驗過程的現(xiàn)象，卻很難進行定量化處理，學生仍舊無法透徹理解二者的區(qū)別。

二、設計思路

1. 課標分解

課標要求：“能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡”，課標的分解、細化、整合如表2。

2. 教法分析

數(shù)字化實驗的介入，作為傳統(tǒng)教學的輔助，有著他自身的不可替代性。本節(jié)課的教學方式是分組實驗，注重小組成員間的交流討論、實驗方法的設計、對實驗結(jié)果的分析。在進入本節(jié)課的中心環(huán)節(jié)之前，筆者給學生創(chuàng)設一定情境氛圍。弱電解質(zhì)的概念學生并不陌生，可啟發(fā)學生通過以往所學自行設計一些方法對強弱電解質(zhì)加以驗證，激起學生強烈的求知欲和探索欲，在對學生的表現(xiàn)給予評價之后，再將問題深入：強弱電解質(zhì)的電離是微觀理論，微觀可以以宏觀形式來表現(xiàn)，從數(shù)字化實驗的角度來設計方案，四人為一小組進行合作和討論，讓每一位學生參與到實驗中來，充分發(fā)揮出學生的主觀能動性。有了傳統(tǒng)方式和數(shù)字化實驗的相互輔佐，強弱電解質(zhì)的電離這一抽象內(nèi)容即變得具體和直觀，學生更容易接受，也能與此同時體驗嘗試新的實驗手段探索知識的快樂。

3. 教學準備

儀器：電腦、數(shù)據(jù)提存器、pH傳感器、電導率傳感器、燒杯、量筒、pH試紙。

藥品：1mol/L鹽酸、1mol/L醋酸、蒸餾水、鎂條。

三、教學過程

（一）創(chuàng)設情境：現(xiàn)有兩瓶無色液體，一瓶是1mol/L鹽酸，一瓶是1mol/L醋酸，請同學們結(jié)合以往所學考慮該如何鑒別？

學生活動：小組討論，探討出以下鑒別方法：

1. 用干燥的玻璃棒分別蘸取兩種溶液，點在pH試紙上對比顏色；

2. 聞氣味；

3. 取等體積的樣品于干凈的小試管中，放入相同大小的鎂條，觀察放出氣體的快慢情況；

……

分組實驗：課本［實驗3-1］

學生通過實驗現(xiàn)象的分析得出結(jié)論：造成現(xiàn)象不同的原因是溶液中氫離子濃度的不同，由此引出強弱電解質(zhì)電離程度的不同。情境創(chuàng)設以舊引新，起點不高，可以很快地讓學生參與進來，接著過渡至是否可以利用數(shù)字化實驗從新角度來鑒別同濃度的鹽酸和醋酸，因為有了鋪墊，學生的學習信心和探索欲望都比較高，課堂氛圍逐漸變得輕松活躍。

（二）運用數(shù)字化實驗鑒別同濃度鹽酸和醋酸

學生活動流程（見圖1）：

（三）實驗數(shù)據(jù)處理（表3、圖2、圖3）

四、教學反思

比較兩酸酸性強弱，用pH試紙和鎂條，宏觀現(xiàn)象明顯，簡單易操作，但是在幫助學生構建化學微觀概念方面，沒有數(shù)據(jù)支撐，說服力不強。數(shù)字化實驗在教學中的運用，解決了中學實驗定性不定量的局限性，通過數(shù)字、圖像的讀取，強化了對于抽象知識點理解。高中生擁有對新鮮事物的好奇心理，數(shù)字化實驗對于我們的學生來說是一種全新的嘗試，讓他們接觸到了除試管、燒杯以外更能與時代接軌的實驗器材和操作，激發(fā)了學生探索的興趣，也能培養(yǎng)學生實驗操作與處理數(shù)據(jù)的能力。

當然，鑒于高中所學內(nèi)容的深度、廣度以及學生現(xiàn)有的認知水平，我們還不能做到與世界最前沿的科技接軌，只能讓學生盡可能對于基本數(shù)字化實驗操作熟知并熟練掌握。由于教師與學生接觸數(shù)字化實驗時間不長，對教學媒體的使用不太熟悉，在時間的分配上還有待于調(diào)整，讓課堂的每一分鐘都用在實處。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準 （實驗）［M］. 北京：人民教育出版社，2003

［2］人教社課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心. 普通高中課程標準實驗教科書：化學反應原理［M］. 北京：人民教育出版社，2007

endprint

摘要：針對城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)數(shù)字化實驗教學的滯后現(xiàn)象，以人教版選修四《化學反應原理》中“強弱電解質(zhì)”的教學為例，在傳統(tǒng)實驗基礎上，借助數(shù)字化實驗，深入探討強弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別。

關鍵詞：數(shù)字化實驗；城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)；高中化學教學；合理應用

文章編號：1008-0546（2014）07-0082-03中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.030

課程改革對基礎科學教育，有兩個主流的科學教育觀點：“做中學”科學，“科學學習與生活結(jié)合”。課改強調(diào)科學探究，強調(diào)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)造性思維、問題解決能力的培養(yǎng)?，F(xiàn)代信息技術和傳感技術的發(fā)展，伴隨教育改革的迫切需要，中學數(shù)字化實驗室應運而生。數(shù)字化實驗運用實時測量、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和智能控制等先進技術，實現(xiàn)了中學理科實驗教學與信息技術的全面整合，適合于中學理科新教材，能夠完成新教材要求的數(shù)字化物理、化學、生物等各學科實驗。

筆者所在的學校地處城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，學校在落實傳統(tǒng)實驗教學的基礎上，近年投資建成數(shù)字化實驗室3個。但實驗室建成至今，使用次數(shù)寥寥無幾。是什么原因?qū)е聰?shù)字化實驗教學的滯后現(xiàn)象呢？

1. 教學觀念落后

課改強調(diào)交流、合作、探究，強調(diào)學生在課堂中的主體性，師生雖然表面上也承認這些能力對于終生發(fā)展的重要性，但在高考的指揮棒下，仍舊是把考試和成績看得最為重要。在這一現(xiàn)實目標的影響下，為了省事省時，將寶貴的教學時間用在 “刀刃”上，實驗教學就不可能真正地被重視起來。數(shù)字化實驗室更像是一個花瓶，它的裝飾功能大于實際作用。

2. 師資力量薄弱

這里的師資力量，不是指傳統(tǒng)的教學師資，而是能跟上時代發(fā)展、與時俱進、不斷自我提升和發(fā)展的教師力量。

我?；瘜W教師骨干力量主要集中在40歲左右，最年輕的31歲，最年長的56歲，年齡段相對偏大，據(jù)筆者了解只有其中年紀較輕的兩三位教師對數(shù)字化實驗室及教學媒體有所了解。實驗室建成之時，并未對在校化學教師進行全面系統(tǒng)的培訓。

3. 宣傳力度不夠

筆者對我校高中生進行隨機尋訪，近80%的學生不知道數(shù)字化實驗室，也沒有去過學校的數(shù)字化實驗室。學生對數(shù)字化實驗的空白程度之大，一方面是他們的認知水平和知識層面尚未涉及，另一原因是學校和任課教師對于數(shù)字化實驗的了解和宣傳介紹并不到位。學生不知道這是用來干什么的，更不會主動提出在數(shù)字化實驗室上化學課。

數(shù)字化實驗，有不同于傳統(tǒng)實驗儀器的信息工具儀器，如傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等。通過對各種傳感器的應用，結(jié)合數(shù)據(jù)和曲線，學生可以直接觀察實驗的動態(tài)變化過程，從數(shù)據(jù)中體驗化學微觀世界的變化，幫助學生從定性認識轉(zhuǎn)變到定量思維。高中化學教材特別是選修教材中有很多抽象問題是可以借助數(shù)字化實驗來進行定量分析的，筆者以人教版選修4《化學反應原理》中“強弱電解質(zhì)”的教學為例。

一、課題設計背景

人教版選修4《化學反應原理》中，弱電解質(zhì)的電離是重要章節(jié)。教材在處理強、弱電解質(zhì)的不同時，采用了鹽酸、醋酸的兩組對比試驗（見表1），旨在幫助學生認識化學現(xiàn)象的本質(zhì)，構建強、弱電解質(zhì)的概念，并對二者進行本質(zhì)上的區(qū)分。

［實驗3-1］分別試驗等體積、等濃度的鹽酸、醋酸溶液與等量鎂條的反應；并測這兩種酸的pH。

從實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：

1.相同條件下，鎂條與酸反應的實質(zhì)都是與溶液中的H+反應，c（H+）決定反應速率的快慢，說明同體積、同濃度的鹽酸比醋酸溶液中c（H+）大，在水溶液中鹽酸比醋酸易電離。

2.相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸比醋酸的pH小，說明鹽酸電離程度比醋酸大。

強、弱電解質(zhì)是兩個宏觀概念，而電解質(zhì)在溶液中的反應實質(zhì)是離子之間的反應，將宏觀現(xiàn)象與微觀粒子聯(lián)系起來，教學中需要借助“電離”。該實驗本身對于理論本質(zhì)的闡釋是存在局限性的，例如：⑴要說明鹽酸在水中是完全電離，必須解決的問題：1mol/L鹽酸所測pH換算為c（H+）是多少？c（H+）與鹽酸濃度是否相等？怎樣解釋原因？⑵1mol/L醋酸中c（H+）是多少？與醋酸濃度的大小關系？怎樣從電離程度解釋其原因？

高二學生在經(jīng)過一年的化學學習之后，雖然已經(jīng)初步具備一定思維、分析的能力，但由于“強、弱電解質(zhì)的電離”內(nèi)容的理論性和抽象性較強，要解釋清楚 “完全電離”和“部分電離”，傳統(tǒng)實驗雖然能觀察到實驗過程的現(xiàn)象，卻很難進行定量化處理，學生仍舊無法透徹理解二者的區(qū)別。

二、設計思路

1. 課標分解

課標要求：“能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡”，課標的分解、細化、整合如表2。

2. 教法分析

數(shù)字化實驗的介入，作為傳統(tǒng)教學的輔助，有著他自身的不可替代性。本節(jié)課的教學方式是分組實驗，注重小組成員間的交流討論、實驗方法的設計、對實驗結(jié)果的分析。在進入本節(jié)課的中心環(huán)節(jié)之前，筆者給學生創(chuàng)設一定情境氛圍。弱電解質(zhì)的概念學生并不陌生，可啟發(fā)學生通過以往所學自行設計一些方法對強弱電解質(zhì)加以驗證，激起學生強烈的求知欲和探索欲，在對學生的表現(xiàn)給予評價之后，再將問題深入：強弱電解質(zhì)的電離是微觀理論，微觀可以以宏觀形式來表現(xiàn)，從數(shù)字化實驗的角度來設計方案，四人為一小組進行合作和討論，讓每一位學生參與到實驗中來，充分發(fā)揮出學生的主觀能動性。有了傳統(tǒng)方式和數(shù)字化實驗的相互輔佐，強弱電解質(zhì)的電離這一抽象內(nèi)容即變得具體和直觀，學生更容易接受，也能與此同時體驗嘗試新的實驗手段探索知識的快樂。

3. 教學準備

儀器：電腦、數(shù)據(jù)提存器、pH傳感器、電導率傳感器、燒杯、量筒、pH試紙。

藥品：1mol/L鹽酸、1mol/L醋酸、蒸餾水、鎂條。

三、教學過程

（一）創(chuàng)設情境：現(xiàn)有兩瓶無色液體，一瓶是1mol/L鹽酸，一瓶是1mol/L醋酸，請同學們結(jié)合以往所學考慮該如何鑒別？

學生活動：小組討論，探討出以下鑒別方法：

1. 用干燥的玻璃棒分別蘸取兩種溶液，點在pH試紙上對比顏色；

2. 聞氣味；

3. 取等體積的樣品于干凈的小試管中，放入相同大小的鎂條，觀察放出氣體的快慢情況；

……

分組實驗：課本［實驗3-1］

學生通過實驗現(xiàn)象的分析得出結(jié)論：造成現(xiàn)象不同的原因是溶液中氫離子濃度的不同，由此引出強弱電解質(zhì)電離程度的不同。情境創(chuàng)設以舊引新，起點不高，可以很快地讓學生參與進來，接著過渡至是否可以利用數(shù)字化實驗從新角度來鑒別同濃度的鹽酸和醋酸，因為有了鋪墊，學生的學習信心和探索欲望都比較高，課堂氛圍逐漸變得輕松活躍。

（二）運用數(shù)字化實驗鑒別同濃度鹽酸和醋酸

學生活動流程（見圖1）：

（三）實驗數(shù)據(jù)處理（表3、圖2、圖3）

四、教學反思

比較兩酸酸性強弱，用pH試紙和鎂條，宏觀現(xiàn)象明顯，簡單易操作，但是在幫助學生構建化學微觀概念方面，沒有數(shù)據(jù)支撐，說服力不強。數(shù)字化實驗在教學中的運用，解決了中學實驗定性不定量的局限性，通過數(shù)字、圖像的讀取，強化了對于抽象知識點理解。高中生擁有對新鮮事物的好奇心理，數(shù)字化實驗對于我們的學生來說是一種全新的嘗試，讓他們接觸到了除試管、燒杯以外更能與時代接軌的實驗器材和操作，激發(fā)了學生探索的興趣，也能培養(yǎng)學生實驗操作與處理數(shù)據(jù)的能力。

當然，鑒于高中所學內(nèi)容的深度、廣度以及學生現(xiàn)有的認知水平，我們還不能做到與世界最前沿的科技接軌，只能讓學生盡可能對于基本數(shù)字化實驗操作熟知并熟練掌握。由于教師與學生接觸數(shù)字化實驗時間不長，對教學媒體的使用不太熟悉，在時間的分配上還有待于調(diào)整，讓課堂的每一分鐘都用在實處。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準 （實驗）［M］. 北京：人民教育出版社，2003

［2］人教社課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心. 普通高中課程標準實驗教科書：化學反應原理［M］. 北京：人民教育出版社，2007

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