1. 研究目的与意义
化学教学实验是指在化学教学中教师或学生根据一定的化学实验目的,运用一定的化学实验仪器、设备和装置,在人为的实验条件下,改变实验对象的状态和性质,从而获得各种化学实验事实,达到化学教学目的的一种教学实践活动。化学教学实验通常也简称为“化学实验”。化学实验是学生认识化学科学知识的重要认识工具。本论文研究的是中学化学教学实验。
水解反应,贯穿于中学化学,涉及的基础知识比较广泛,这一反应体系可以同氧化一还原反应体系、离子反应体系相篦美,水解实验专题是高中化学中的难点和重点,也是中学化学中的一类重要化学反应体系。中学化学中“水解”没有明确直接的定义,在不同年级的化学课本中,多次出现了不同种类物质的水解反应,很多的同学都是分开看这些问题。比如说盐类的水解以及酯的水解,纤维素的水解等等。 “盐类的水解”是高中化学“溶液中的离子平衡”这一章中很重要的组成部分,要求学生具备微粒观、守恒观和平衡观等化学基本观念以及微观表征和符号表征等学科能力。“酯的水解和纤维素的水解”是高中化学中较重要的演示实验,做好此类实验对于引导学生理解脂和纤维素的重要性质以及拓展到多糖性质的学习有着重要意义。教学中教师应着力对水解反应加以分析、归纳、总结,为学生提供思维的机会,刺激学生的思维,引导学生运用化学思想、化学方法多角度、多方位的认识问题、解决问题,从而在学习的过程中提高学生的求异思维或发散思维的能力,提高学生思维的广阔性、灵活性、敏捷性。
以纤维素水解为例,通过系统查阅国内外关于纤维素水解实验演示及教学方法探讨的文献,初步了解到纤维素水解实验演示及教学方法改进的常用方法和角度。广东省梅州市丰顺中学舒端阳等发现观察葡萄糖的特征反应在常温下也能够得到砖红色沉淀,明显现象呈现的速度随着环境温度升高而升高。这为改进纤维素水解实验指明了一个风向标,只需达到一定的温度即可快速观察到砖红色沉淀,不必拘于加热方式,最好可以用反应自发产生的热量代替加热步骤,将会大大缩短实验时间。课堂演示实验尤其希望快速得到有效现象,达到节约时间的目的而从实验微型化的角度,西华师范大学化学教育研究所的李天星等人对纤维素水解实验进行微型化改进,并对其水解产物的两个特征反应进行一体化设计,能够有效提高学生实验的参与度和主动性,打造高效课堂。本课题将在总结各种改进方案的优缺点基础上,从新的角度思考,提出新的改进想法,进行新的优化尝试,完成新的实验方案。
本课题对中学化学水解实验进行步骤的优化、方法的选用、实验内容的改进c,实验理念的创新等方面帮助教师课堂演示实验结果更加明显、学生自主探究实验操作更加便捷。学生在实验过程中,培养严谨的探索习惯,增强社会责任感和提升“科学探究与创新意识”核心素养。教师在教学过程中,进行符合教学情况的教学设计,完成教学任务,达成教学目标,将学生对化学探究的理解上升到“模型情境与实际问题”思想内涵的高度。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
1.对水解反应本质的理解,物质与水反应而起的分解作用,称为水解反应,简称水解。其中包括对水解本质的分析、对水解本质的理解、影响盐类水解的因素、一些有机化合物的水解,如纤维素的水解等
2.由于教材对纤维素水解实验的叙述过于简单,而影响实验成败的因素又很多,若按照教材方法做,耗时较长、现象不太明显、且成功率不高,因此有必要对上述类型的实验开展相关探究,优化实验方案对纤维素水解实验进行改进和完善,其中包括
(1)实验简易化:免去做实验时需水浴的复杂装置,缩短了演示时间,使课堂教学更为紧凑;实验使用了酚酞指示剂,使酸碱中和的现象易于观察,易于把握酸碱中和的程度;不必再配制新的氢氧化铜溶液,节约药品,实验效果明显。
(2)实验一体化与微型化:纤维素的水解实验通过一体化、微型化,总用时不超过 5 min,非常适合作为演示实验,且反应现象明显,产生的银镜量和砖红色沉淀量可供教师演示、学生观察。
(3)实验创新化:探究纤维素水解所需的最佳条件,改进后的水解反应成功率高,适合用做课堂演示实验,有条件的学校还可配实物投影,使全体学生都能十分清晰地看到 实验现象的变化,增强演示效果。由于改进后的实验操作方便,实验所需时间大为缩短,也可将教师的演示实验改为教学过程中的学生实验,既可增大课堂容量,提高课堂教学效率,又能达到充分调动学生的学习积极性,培养学生动手能力和参与意识。在教师编排实验教学过程,增加了学生实验参与度,有利于激发学生学习化学的兴趣,为学生自主创新、探索做榜样。将化学知识联系生活。
预期目标:
1.“盐类的水解”是高中化学“溶液中的离子平衡”这一章中很重要的组成部分,要求学生具备微粒观、守恒观和平衡观等化学基本观念以及微观表征和符号表征等学科能力
2.创新、优化出新的纤维素水解操作步骤,达到实验简易化与一体化、实验微型化、实验创新化的目标。
3.践行绿色化学、环保化学概念,节约纤维素水解实验药品用量。
4.改变纤维素水解实验的教学模式和评价方法,增进教学效果。
5.根据课程标准,设计出有教学意义的实验教参。
6.完成新的实验教学设计,在此基础上形成论文。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:1.系统查阅国内外关于“水解反应”演示及教学方法探讨的文献,初步了解水解实验演示及教学方法。
2.熟悉、研究、分析原教材纤维素水解实验的教学过程。
3.明确优缺点,选择原实验方案改进的角度和方法,并判断方案可行性。
4.根据方案,进行教学设计,设置教学步骤,书写实验教案。
5.反思总结,考量教学过程、实验方案教学效果,完成论文。
6. 查阅文献,了解关于纤维素水解实验的优化一般方法和步骤。
研究步骤:
1.理解课程标准,明确标准对水解实验的知识水平、技能方法和情感态度价值观的要求。
2.根据一般教学过程,了解原教材所介绍纤维素水解实验的内容,梳理知识重点和难点,明确改进方向。
3.分析实际教学和教材中存在的问题,结合教学需求,思考存在的问题和可改进的方面。
4.搜集中外文献,深入学习对纤维素水解实验已有的改进角度和方法。
5.分析教材中实验步骤的优缺点,从实验药品节约化、实验效果显著化、实验过程简便化的角度对实验仪器、药品、操作步骤、观察方法进行实验方案的改进。
6.梳理水解实验教学的文献调研内容,探究文献综述中实验仍然可能存在的问题。
7.在现有文献中实验方案的基础上,进行新的实验教学设计。
8.整合实验方案和教学设计,书写关于水解实验的最终改进方案,完成论文。
4. 参考文献
[1] 张丽娟. 乙酸乙酯水解实验再探究[J]. 中学化学教学参考, 2019,505(21):43 - 45.
[2] 张钟月. 基于STEAM教育理念的高中化学实验教学——以“乙酸乙酯水解实验”为例[J]. 实验教学与仪器, 2022,39(06):13 - 15.
[3] 舒端阳, 刘海涛. 还原糖的鉴定实验一定需要水浴加热吗[J]. 生物学通报, 2019,54(02):49 - 50.
[4] 李天星, 刘虹佑, 高成. 纤维素水解实验微型化改进[J]. 产业创新研究, 2020,37(08):107 - 108.
[5] 张改玲, 韩红斐. 化学实验分层教学探析[J]. 教学与管理, 2017,709(24):108 - 110.
[6] 阚慧, 王慧琳, 王秀艳. 中学化学实验改进的策略[J]. 实验教学与仪器, 2021,38(10):32 - 33.
[7] 张杨, 郭晓丽, 王澜等. “温度对盐类水解影响”的实验探讨与设计[J]. 化学教育, 2016,37(23):68 - 72.
[8] 苏雨禾. 氢氧化亚铁制备实验的优化设计[J]. 中国现代教育装备, 2022,400(24):36 - 38.
[9] 赵旭梅. 高中化学实验改进策略[J]. 新课程, 2022,637(29):194 - 195.
[10] 马云, 董新伟. 基于PBL教学模式的教学设计与反思——以净水器中的化学为例[J]. 中学化学教学参考, 2023(9):33 - 36.
[11] 李智, 孙晓春, 季文彭. 基于BOPPPS教学模式的高中化学教学设计——以“84消毒液及其合理使用”为例[J]. 化学教与学, 2023,594(06):26 - 29.
[12] Sugiarti, Sulastri T, Wijaya M. Analysis of Activity Improvement and Student learning Outcomes on Salt Hydrolysis through Discovery Model Learning[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2021,1899(1),012138.
5. 计划与进度安排
1.2024年12月19日-2024年3月12日 接受毕业论文任务书,查阅参考文献,完成开题报告。
2.2024年3月13日-4月23日 完成英文科技论文的翻译任务,选定具体的探究实验,设计相应的改进方案和优化因素,实验工作完成近一半,接受中期检查。
3.2024年4月26日-5月14日 完善实验改进,结合教学原理开展相关教学活动的设计,撰写毕业论文初稿
4.2024年5月15日-5月19日根据指导教师审阅意见,修改并正式完成论文,按规范要求完成装订提交,由指导教师和评阅教师评审,准备参加毕业论文答辩。
5.2024年5月22日-5月27日 毕业论文答辩。
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