本书以理论与实验教学案例相结合的方式,较全面地论述了新课程理念下的中学化学实验教学,包含化学实验教学概述、探究式化学实验教学、生活化的化学实验教学、绿色化实验教学、微型化实验教学、基于化学史实验教学、化学实验教学评价和化学实验教学案例等8章。书中所选的实验案例紧扣课程标准,案例后配有实验教学中常见的典型问题和案例分析等内容,方便中学教师和师范生进行学习。
本书可作为化学教师培训和继续教育的教材,也可作为高等师范院校化学专业师范生、研究生和中学化学教育研究人员的参考用书。
王秀阁,唐山师范学院化学系,副教授,主要从事中学化学教学和实验教学研究,主讲化学教学论、中学化学实验教学论和中学化学教材分析等课程,发表学术论文多篇,关注中学化学教师的职前和职后培养,参与中小学教师培训的管理和实施工作。
第一章中学化学实验教学概述 / 1
第一节化学实验教学的分类及功能1
一、化学实验教学与化学实验教学技能1
二、化学实验教学的基本类型2
三、化学实验教学的功能2
四、化学实验教学与科学素养形成4
五、化学实验教学的意义4
第二节中学化学实验教学的内容特点及教学目标6
一、化学实验教学的内容特点6
二、化学实验教学目标6
三、化学实验教学建议8
第三节化学实验教学一般模式10
一、演示讲授模式11
二、实验归纳模式11
三、实验演绎模式11
四、实验探究模式11
第二章探究式化学实验教学 / 13
第一节化学探究式实验教学的认识13
一、探究式实验和探究式实验教学13
二、开展探究式实验教学的意义18
三、探究式实验教学目标分析20
四、探究式实验教学的设计原则21
第二节探究式实验教学的模式22
一、探究式实验教学的条件22
二、化学探究式实验教学模式24
第三节探究式实验教学案例26
案例一实验内容创新的探究案例26
案例二探究式实验教学模式2的教学应用28
案例三探究式实验教学模式3的教学应用29
案例四NaOH固体变质的探究式实验教学31
第四节探究式实验教学的思考34
一、探究式实验教学与教师专业素养34
二、探究式教学与教师观念更新34
三、探究式实验教学与教学评价34
四、探究式实验教学与验证性实验教学35
第三章生活化的化学实验教学 / 37
第一节生活化的化学实验概述37
一、生活化的化学实验的特点37
二、生活化的化学实验开发原则38
三、生活化的化学实验教学的作用41
四、生活化的化学实验获取途径43
第二节生活化实验的教学48
一、生活化实验教学的基本流程48
二、化学实验生活化的教学特征49
三、化学实验生活化教学建议52
第三节生活化的化学实验教学案例52
案例一日常用品用于化学实验教学52
案例二比较非油炸薯片和油炸薯片的热量54
案例三“ 燃烧和灭火”教学案例55
第四章绿色化实验教学 / 59
第一节绿色化学与绿色化实验教学59
一、绿色化学的提出及含义59
二、开展绿色化实验教学的意义61
三、开展绿色化实验教学的途径63
第二节中学化学教学的绿色化67
一、中学化学实验教学绿色化67
二、绿色化理念在中学教材中渗透68
三、教学中渗透绿色化实验理念68
第五章微型化实验教学 / 73
第一节微型化实验概述73
一、微型化实验的特点73
二、微型化实验的开发原则75
三、微型化实验教学的功能76
四、微型化实验的正确认识78
第二节微型化实验教学案例78
案例一溶解时的吸热或放热现象78
案例二探究分子运动性质79
案例三NaOH与CO2反应80
第六章基于化学史实验的教学 / 83
第一节化学史实验教学概述83
一、化学史与化学史教学83
二、化学史实验教学的作用83
三、化学史实验教学模式88
四、化学史实验教学的有效策略92
第二节基于化学史实验的教学案例93
案例一HPS教学模式应用93
案例二化学界的悬案——谁发现了氧气96
案例三“钠的性质”教学99
第三节化学史料赏析100
一、“苯的发现和苯分子结构学说”史料100
二、元素周期表有关史料101
三、氟元素的发现史101
第七章化学实验教学评价 / 103
第一节化学实验教学评价目的与原则103
一、化学实验教学评价目的103
二、化学实验教学评价的原则103
三、化学实验教学中需要达到的基本能力104
第二节化学实验教学评价内容和标准105
一、知识与技能105
二、过程与方法106
三、情感态度与价值观107
第三节化学实验教学评价的方法107
一、实验操作评价107
二、活动表现评价113
三、档案袋评价115
四、纸笔测验评价116
五、情感态度价值观评价118
第八章行走中学化学教材实验教学实例 / 119
行走教材实验一对蜡烛及其燃烧的探究119
行走教材实验二分解H2O2制取O2中MnO2的作用121
行走教材实验三测定空气中氧气的含量124
行走教材实验四电解水实验128
行走教材实验五探究质量守恒定律132
行走教材实验六燃烧条件的实验探究135
行走教材实验七分子运动现象的实验137
行走教材实验八用木炭还原氧化铜140
行走教材实验九加热高锰酸钾制取氧气143
行走教材实验十实验室制取二氧化碳145
行走教材实验十一铁钉锈蚀条件的探索149
行走教材实验十二二氧化碳与水反应153
行走教材实验十三吸入和呼出气体的不同156
行走教材实验十四一氧化碳还原氧化铁的实验159
参考文献 / 162
《中学化学实验教学导论》:
一、“苯的发现和苯分子结构学说”史料
1.苯的发现之旅
19世纪,英国和其他欧洲国家一样,城市的照明已普遍使用煤气。当时伦敦为了生产照明用的气体(也称煤气),通常用鲸鱼和鳍鱼的油滴到已经加温的炉子里以产生煤气,然后再将这种气体加压到13个大气压,储存在容器中备用。在加压的过程中产生了一种油状液体的副产品。
1825年,英国科学家法拉第(Michael Faraday,1791—1867年)首次发现苯。他将制备煤气后剩余的油状液体蒸馏,在80℃左右时分离得到了一种新的液体物质,这项工作持续了五年。法拉第描述这种碳氢化合物,略带杏仁味,在一般条件下,它是一种无色透明的液体,当把这种液体放在冰水中冷却到零度时,它就会结晶变成固体,在玻璃容器的器壁上长出树枝状的结晶,如果从冰水中取出容器,让温度慢慢上升,这种固体在5.5℃时熔化,如果把熔化后的液体暴露在空气中,最后它会完全挥发。
1834年,德国科学家米西尔里通过蒸馏的方法,得到了与法拉第所制液体相同的一种液体,并命名为苯。
2.苯分子结构
法国化学家热拉尔等确定了苯的相对分子质量为78,含碳量却高达92.3%,其余为氢。计算该物质分子式是C6H6。德国化学家凯库勒提出“碳四价学说”和“碳原子之间可以连接成链的重要假说”,提出的多种开链式结构而又与其式样结果不符合。对苯的结构进行了大量分析,凯库勒在1866年发表的“关于芳香族化合物的研究”一文中,提出两个假说:
①苯的6个碳原子形成环状闭链,即平面六角闭链。
②各碳原子之间存在单双键交替形式。
根据凯库勒的假说推测苯的邻位二溴取代物的种类。但是,这个假说不能解释另两个事实:苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;苯的邻位二取代物没有同分异构体。于是,凯库勒在1872年又提出互变振动假说来补充说明自己的观点。
苯的发现、命名、分子式的确立、结构式的确立这一系列的过程,呈现给我们探索科学知识过程中的一般程序。
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