2024年版高中化學第四單元研究型實驗4.3綜合實驗設計教學設計新人教版選修6課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：2024年版高中化學第四單元研究型實驗4.3綜合實驗設計教學設計新人教版選修6

2.教學年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時間：2024年2月24日星期五上午第二節課

4.教學時數：1課時

??同學們，今天我們要一起走進化學的實驗室，開啟一場探索化學奧秘的冒險之旅！??在這節課里，我們將共同完成一個綜合實驗設計，通過實驗來驗證我們的猜想，揭開化學世界的神秘面紗。??準備好你們的熱情和好奇心，讓我們一起開始吧！??二、核心素養目標分析本節課旨在培養學生以下核心素養：一是科學探究能力，通過實驗設計和操作，提升學生的實驗技能和問題解決能力；二是科學思維，引導學生運用化學知識分析實驗現象，形成科學的思維習慣；三是社會責任感，讓學生意識到化學實驗在科學技術發展和社會生活中的重要作用，增強對科學的尊重和熱愛。通過綜合實驗設計，學生將綜合運用所學知識，提高科學素養。三、學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

同學們在之前的課程中已經學習了化學實驗的基本操作和安全知識，掌握了常見的化學實驗儀器使用方法，以及一些基礎的化學實驗技能。此外，對物質的性質、化學反應和實驗現象有了初步的認識。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高一年級的學生對化學實驗普遍抱有濃厚的興趣，他們喜歡通過實驗來直觀地感受化學知識。在能力方面，學生的實驗操作技能參差不齊，但整體上能夠跟隨指導完成基礎實驗。學習風格上，部分學生偏好通過動手操作來學習，而另一部分學生則更傾向于理論學習和思考。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：

在綜合實驗設計環節，學生可能會遇到以下困難：一是實驗方案設計不夠合理，導致實驗無法順利進行；二是實驗操作不熟練，影響實驗結果的準確性；三是數據分析能力不足，無法從實驗數據中得出合理的結論。此外，部分學生在面對實驗中的突發情況時，可能缺乏應對策略，導致實驗失敗或安全風險。四、教學方法與策略1.教學方法：采用講授與實驗相結合的教學方法，通過講解實驗原理和步驟，引導學生進行實驗操作，培養學生的實驗技能和科學探究能力。

2.教學活動：設計實驗競賽，讓學生分組進行綜合實驗設計，通過角色扮演模擬實驗操作，激發學生的參與熱情和團隊協作精神。

3.教學媒體：利用多媒體教學設備展示實驗原理和操作步驟，同時結合實物實驗器材，讓學生在直觀演示中學習，提高教學效果。五、教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對綜合實驗設計的興趣，激發其探索欲望。

過程：

開場提問：“同學們，你們在做實驗時，有沒有遇到過設計實驗的難題？”

展示一些有趣的實驗圖片或視頻片段，讓學生回憶實驗過程中的有趣經歷。

簡短介紹綜合實驗設計的基本概念，強調它在科學研究中的重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.綜合實驗設計基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解綜合實驗設計的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解綜合實驗設計的定義，包括其主要目標和步驟。

詳細介紹實驗設計的組成部分，如實驗目的、假設、實驗方法、數據收集和分析等，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.綜合實驗案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解綜合實驗設計的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的綜合實驗設計案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、實驗設計思路、實驗過程和結果，讓學生全面了解綜合實驗設計的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對科學研究的影響，以及如何通過實驗設計解決問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組分配一個綜合實驗設計案例。

每組討論如何改進實驗設計，提出新的實驗方案或方法。

每組選派一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對綜合實驗設計的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括實驗設計的改進點、預期效果和潛在問題。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節課的主要內容，強調綜合實驗設計的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節課的學習內容，包括綜合實驗設計的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調綜合實驗設計在科學研究中的價值和作用，鼓勵學生在未來的學習和實踐中嘗試設計實驗。

布置課后作業：讓學生根據本節課的內容，設計一個小型的綜合實驗，并撰寫實驗報告。

7.課后反思與拓展（5分鐘）

目標：幫助學生鞏固知識，培養自主學習能力。

過程：

課后，學生需完成以下任務：

-思考如何將所學知識應用到實際生活中。

-閱讀相關文獻，了解綜合實驗設計的最新進展。

-設計一個實驗，并嘗試進行實驗操作。六、教學資源拓展1.拓展資源：

為了讓學生更深入地理解綜合實驗設計的相關知識，以下是一些與教材內容相關的拓展資源：

-化學實驗設計書籍：《化學實驗設計方法與技巧》、《現代化學實驗技術》等。

-科研論文數據庫：通過查閱化學、生物學、物理學等領域的科研論文，了解實驗設計的最新研究動態。

-實驗設計案例庫：收集不同學科的實驗設計案例，包括化學、物理、生物等，讓學生了解不同領域的實驗設計思路。

2.拓展建議：

為了提高學生的學習效果，以下是一些建議的拓展學習活動：

（1）實驗設計競賽：

組織學生參加校內或校外的實驗設計競賽，鼓勵他們運用所學知識設計創新實驗方案，提升實驗設計能力。

（2）實驗日志撰寫：

指導學生撰寫實驗日志，記錄實驗過程、心得體會和遇到的問題，培養他們的科研素養和自我反思能力。

（3）實驗視頻制作：

讓學生制作實驗過程視頻，通過展示實驗操作步驟、數據收集和分析，提高學生的實驗演示和溝通能力。

（4）跨學科實驗設計：

鼓勵學生嘗試跨學科實驗設計，結合化學、物理、生物等多學科知識，設計具有綜合性的實驗項目。

（5）實驗設備操作培訓：

邀請專業人士為學生提供實驗設備操作培訓，讓學生熟悉各種實驗儀器的使用方法，提高實驗操作技能。

（6）實驗安全教育：

加強對學生的實驗安全教育，讓學生了解實驗過程中的潛在風險，掌握安全操作規程，提高實驗安全意識。

（7）實驗項目調研：

引導學生對感興趣的實驗項目進行調研，了解項目的背景、目的、方法和預期成果，培養學生的科研興趣。

（8）實驗成果分享會：

定期舉辦實驗成果分享會，讓學生展示自己的實驗成果，分享實驗過程中的經驗和教訓，激發學生的學習熱情。七、作業布置與反饋作業布置：

為了鞏固學生對綜合實驗設計的學習，以下布置幾項作業：

1.實驗設計報告：

要求學生根據本節課所學內容，設計一個簡單的化學實驗方案，包括實驗目的、原理、方法、步驟、預期結果等。學生需撰寫一份實驗設計報告，字數不少于500字。

2.實驗操作視頻：

鼓勵學生制作一個簡短的視頻，展示他們如何操作實驗儀器，進行實驗步驟。視頻需清晰展示實驗過程，時長控制在3-5分鐘。

3.實驗安全知識測試：

設計一份關于實驗安全的知識測試題，包括實驗操作規范、應急處理措施等，要求學生在課后完成并提交。

作業反饋：

1.及時批改：

作業提交后，教師應盡快批改，確保學生的作業得到及時的反饋。

2.個性化反饋：

針對每個學生的作業，教師應給出個性化的反饋。對于實驗設計報告，要指出實驗方案的合理性、創新性以及可能存在的問題。對于實驗操作視頻，要評價學生的操作熟練度和安全性。

3.問題指出與改進建議：

在反饋中，教師應明確指出學生在實驗設計、操作過程中的錯誤或不足，并提供具體的改進建議。例如，對于實驗設計報告中的問題，可以指出實驗步驟的合理性、數據處理的準確性等。

4.總結與分享：

在下一節課開始時，教師可以將學生的實驗設計報告和操作視頻進行展示和討論，讓學生互相學習，共同進步。

5.進步跟蹤：

教師應記錄學生的作業完成情況和改進情況，定期與家長溝通，共同關注學生的學習進展。

6.激勵措施：

對于表現優秀的學生，教師可以給予表揚和獎勵，如優秀作業展示、頒發小獎品等，以激發學生的學習熱情。八、板書設計①綜合實驗設計概述

-實驗設計概念

-實驗設計步驟

-實驗設計原則

②實驗設計步驟詳解

-明確實驗目的

-提出實驗假設

-選擇實驗方法

-設計實驗方案

-實驗儀器和材料

-實驗操作步驟

-數據收集與分析

-實驗結果與討論

③實驗設計原則與注意事項

-安全性原則

-可行性原則

-可重復性原則

-數據準確性原則

-實驗環境控制

-實驗結果分析

-風險評估與預防

④實驗報告撰寫要點

-實驗背景與目的

-實驗方法與步驟

-實驗數據與結果

-實驗討論與分析

-實驗結論與建議

⑤實驗操作規范

-實驗操作順序

-實驗儀器使用

-實驗數據記錄

-實驗安全注意事項課后作業1.實驗設計報告撰寫

題目：設計一個簡單的酸堿中和滴定實驗，驗證鹽酸和氫氧化鈉的化學計量關系。

要求：

-確定實驗目的和原理。

-列出實驗所需材料和儀器。

-設計實驗步驟，包括滴定操作、數據記錄和分析。

-預測實驗結果，并討論可能的誤差來源。

答案示例：

實驗目的：驗證鹽酸和氫氧化鈉的化學計量關系。

原理：根據酸堿中和反應的化學方程式，計算氫氧化鈉的濃度。

材料：鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液、滴定管、錐形瓶、酚酞指示劑等。

步驟：1.準備鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液。2.使用滴定管滴加鹽酸至錐形瓶中，加入幾滴酚酞指示劑。3.用氫氧化鈉溶液滴定至溶液顏色變化。4.記錄滴定數據并計算氫氧化鈉的濃度。

預期結果：根據實驗數據，計算氫氧化鈉的濃度。

2.實驗數據記錄與分析

題目：分析以下實驗數據，確定溶液的濃度。

實驗數據：滴定過程中，加入5.00mL鹽酸溶液后，加入20.00mL氫氧化鈉溶液，溶液顏色變為粉紅色。

已知：鹽酸溶液濃度為0.1000mol/L。

要求：

-計算氫氧化鈉溶液的濃度。

-討論實驗誤差的可能來源。

答案示例：

計算：根據化學方程式，鹽酸與氫氧化鈉的摩爾比為1:1。因此，氫氧化鈉溶液的摩爾濃度與鹽酸相同，即0.1000mol/L。

3.實驗方案改進

題目：針對以下實驗方案，提出改進建議。

實驗方案：使用硫酸銅溶液和鐵片進行置換反應，觀察鐵片的表面變化。

要求：

-分析實驗方案的優缺點。

-提出至少兩個改進建議。

答案示例：

優點：簡單易行，直觀觀察鐵片的表面變化。

缺點：反應速度較慢，觀察時間較長。

改進建議：1.使用更高濃度的硫酸銅溶液，加快反應速度。2.將鐵片加熱至一定溫度，加速反應過程。

4.實驗安全風險評估

題目：評估以下實驗的安全風險，并提出相應的預防措施。

實驗：使用濃硝酸進行硝化反應。

要求：

-識別實驗中的潛在安全風險。

-提出預防措施。

答案示例：

潛在安全風險：濃硝酸具有強腐蝕性和氧化性，可能引起皮膚灼傷、火災或爆炸。

預防措施：1.實驗前穿戴防護服、手套和護目鏡。2.