1、- 1 -人教版必修 1 第一章从实验学化学教材分析与教学建议一、本章节内容的地位和功能根据普通高中化学课程标准(实验)所确定的“内容标准” ，在必修课程的 6 个主题中， “化学实验基础”是必修课程内容的核心。化学是一门以实验为基础的科学，要让学生学好化学首先要了解化学学科的这一特征，并引导学生通过实验去学习化学。实验是了解物质性质的最好方法，也是认识元素周期律的最佳途径；通过实验可以感受化学反应与能量的关系，认识并研究能量的利用问题；通过实验还能切实了解材料、环境、绿色化学等问题。对本章内容的地位和功能的两点思考：（1）人教版教材为什么选择实验作为高中化学开篇第一章的内容？教科书把化学实验
2、列为第一章体现了课程标准所反映的教学理念。化学是一门实验科学，实验在化学学科的形成、发展过程中起了重要的作用。在化学学习中，既是重要的内容，也是重要的工具。同时学生经过初中一年化学学习，对化学课程最感兴趣的也是实验。选择实验作为高中化学开篇第一章，既能延续学生初中对化学的兴趣，又有利于学生更好地继续开展化学学习。教科书把“化学实验”不仅作为专题内容，还把它安排在第一章，突出了化学实验的基础性，既起到与初中化学实验以及化学知识的衔接，又为高中化学新知识学习穿针引线，通过实验把学生引入化学世界，由此决定了本章教学内容的基础性和重要性。（2）为什么第一章中选择了物质的分离提纯与物质的量作为第一章的两
3、个切入点？化学家在实验室的工作中，很大一部分工作就是在从事物质的分离和提纯工作。在近两年的主要由在大学从事一线科研工作的化学工作者命题的新课程高考中，该特点也得到了充分的体现。例如：2008 高考 21 题；2007 高考 19 题。从定性地研究化学反应到开始定量地研究化学反应是化学学习的一个重大飞跃，也是高中化学和初中化学学习的一个重要的分水岭。将物质的量这一化学中最重要的定量概念通过实验的需要引入，非常自然，同时又为后面进一步的学习打下了基础，提供了工具。基于以上两点思考，本章内容，不论是在学生继续学习化学，了解化学科学，还是引起、延续学生学习化学的兴趣上，都起到了非常重要的作用。二、内容
4、结构与特点分析- 2 -本章以化学实验方法和技能为主要内容和线索，结合基本概念等化学基础知识。将实验方法、实验技能与化学基础知识紧密结合。内容结构：全章分两节内容。第一节“化学实验基本方法”在强调化学实验安全性的基础上，通过初中化学实验“粗盐的提纯”, 复习过滤和蒸发，对于蒸馏则是在初中简易操作的基础上，引入使用冷凝管这一较正规的操作；在复习拓宽的基础上再介绍一种新的方法萃取。这一节还结合实际操作引入物质检验的知识。这样由已知到新知，由简单到复杂，逐步深入。第二节“化学计量在实验中的应用”则是在化学基本概念的基础上通过实验介绍一定物质的量浓度溶液的配制方法。溶液的配制方法作为基本化学实验方法和
5、技能，也作为对知识的应用，而物质的量的有关知识，作为化学实验中的计量来呈现，从而突出实验主题。本章内容和结构有一个重要的特点就是温故而知新。从学生初中接触过的，较熟悉的知识和内容入手，逐渐过渡到较新的知识。如第一节从学生较熟悉的粗盐提纯实验中的过滤和蒸发入手，过渡到如何用化学方法除杂质，然后是学生初中稍有接触的蒸馏操作，最后是全新的萃取操作。从定性的实验入手，过渡到定量的物质的量的概念及配置一定物质的量浓度的实验。层层深入，目的是为了降低学生从初中至高中化学学习的门槛和跳跃性，做到平稳过渡，顺利发展。因此，在教学中，我们应该理解和顺因教材的这种要求，由浅入深，帮助学生更好地完成从初中化学到高中
6、化学的过渡，开好高中化学学习的头。三、内容与教学目标要求化学实验中的计量实验安全知识混合物的分离和提纯离子的检验溶液的配制物质的量摩尔质量物质的量浓度过滤蒸发蒸馏萃取粗盐提纯化学实验基本方法- 3 -课程标准的“化学实验基础”专题有其明确的内容标准，但作为高中化学的第一章内容，高中新生对化学实验还了解不多，所以在本章中没有全部涉及。对课程标准中的所有实验要求，应该在整个高中必修化学中贯穿。对必修中实验教学目标的把握，还应与选修 6化学实验的目标要求相区别。第二节物质的量及相关概念在选修课程中没有更高要求。本章内容在必修模块的要求及知识与技能目标要求：第一节 化学实验基本方法必修“化学实验基础”
7、主题的内容标准本节知识与技能目标要求1. 体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。2.初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验技能。3树立安全意识，能识别一些化学品安全标识，初步形成良好的实验习惯。4能够与独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。5初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。1树立安全意识，初步形成良好的实验习惯，知道一些基本的安全措施和意外事故的紧急处理方法，并能识别一些化学品安全标识。2初步学会使用过滤和蒸发的方法对混合物进行分离和提纯。3初步体验利用物质的溶解性表进行常见化学物
8、质的检验和提纯的实验方法。4能够说出蒸馏和萃取的基本原理和操作方法。第二节 化学计量在实验中的应用必修课程标准本节知识与技能目标要求后继学习中的目标要求认识化学计量的基本单位摩尔，能运用于相关的简单计算，体会定量研究的方法对研究1知道“物质的量”是描述微观粒子集体的一个物理量，摩尔是物质的量的基本单位。2知道摩尔质量的概念和不同粒子的摩尔质量的计算方法。3了解气体摩尔体积的概念，学会有关气体摩尔体积的简单计算。必修 1 第三章中学习掌握物质的量运用于化学方程式的简单计算。- 4 -和学习化学的重要作用。4理解物质的量浓度的基本涵义，掌握物质的量浓度的简单计算。5溶液稀释时有关的计算。6初步学会
9、使用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液（只要求会配制没有明显热效用的溶液） 。7理解物质的质量、摩尔质量、物质的量、物质的粒子数、物质的量浓度之间的相互关系及有关计算。四、课时安排第一节 化学实验基本方法 3 课时第二节 化学计量在实验中的应用 3 课时复习及习题课 2 课时单元测验及讲评 2 课时具体每节课教学内容：第一节第一课时：（1）进入实验室，介绍实验室安全的相关知识以及实验室的布置和相关纪律要求。 （2）与学生交流初中化学学习的体会，通过一个小实验（如：限时采用多种方法鉴别饱和氯化钠溶液和纯水）介绍高中化学学习的特点和要求。第一节第二课时：重做粗盐提纯实验，回顾过滤和蒸发两种物质分离提
10、纯方法，并指出它们的局限性可以通过化学除杂法提纯，讨论课本提出的思考与交流问题，提出用化学方法除杂质所需要注意的问题。第一节第三课时：介绍和演示蒸馏操作，让学生了解并通过实验体验萃取操作，了解这两种操作的适用范围和一些新的实验仪器的名称和使用注意事项。第二节第一课时：介绍物质的量概念和摩尔质量的概念。使学生认识学习物质的量有关知识的重要性，使学生能正确运用有关概念，在学生运用过程中逐渐加深对概念的理解。第二节第二课时：引入并分析气体摩尔体积的概念，引入物质的量浓度的概念。前者着重通过分析，使学生了解该概念的限制条件只限于气体使用，使用时应注意温度和压强条件。第二节第三课时：学生分组实验：配制一
11、定物质的量浓度的溶液的实验，实验后进行实验分析和讨论。习题课第一课时：物质的量的相关计算。习题课第二课时：本章课本及基础训练难点习题点评。- 5 -五、教学建议1抓住主线，突出重点，达成学生学习的主要目标第一节的内容和教学目标，重点在于使学生了解几种重要的物质分离提纯操作的适用范围、原理，至于操作细节，使学生理解为什么这样操作比让学生记住怎样操作更重要。因为只有少数将来真正从事化学工作的学生才会有机会要求熟练掌握这些操作。随着科学技术的发展，实验方法和手段不断进步，操作规范也不是一成不变的，比如过去我们强调的使用胶头滴管滴加溶液的操作，现在已经不再特别强调了，为什么呢？因为现在很多的实验室，都
12、使用液体不易损失和污染的挤按式滴管，原有的操作在真正的科研实验中，运用的机会越来越少。因此，在实验教学中，要有可持续发展和与时俱进的观念，这是新课程理念的一个很重要的体现。在内容的把握上，什么才是最重要的呢？我在网上搜索关于萃取的图片时，看到的一个网友的博客，感触很深。现将其部分摘录如下： 华丽的萃取今天我买了一个大家都给我做推荐的产品，豆豆厨黑豆 浆 。我是 头一次自己买这个豆浆我那起瓶子仔细的端详了一下，看到了几行字：一次萃取只萃取第一道大豆浓浆我根本不用思考，因为我的化学成 绩一直很好，我非常清楚萃取这个专业术语的定义，萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作，利
13、用相似相溶原理。- 6 -如果把女人是溶质，男人是溶 剂来说的话，粗俗的 讲就是一个女的和一个男的在一起，然后出现了另外一个更有吸引力的男的，然后女的就跟那个更有吸引力的男的跑了。（http:/ 浆工艺里面了不起有个 过程叫过滤，何来萃取！豆豆厨的豆浆还可以，很好喝。如果一定要说是萃取的，请加引号！我要指出的是已经定义好的东西就不要乱用，除非先推翻它现在市场上玩概念的实在太多了.让人眼花缭乱啊！一个很突出的感想是：如果我们的学生，在毕业多年以后，能够像这位网友这样，会用化学的眼光和思维去分析生活中遇到的问题，那么我们新课程中提高学生科学素养这一目的，无疑就达到了。在教学中对教学内容的目标和要求
14、，可以分为两个层次：一是全体学生都要达到的基本要求，目的是提升学生的科学素养，有一定的科学知识，有一定的科学判断力，使学生能够适应现代生活的需要。如了解物质的分离提纯操作有哪些，它们的基本操作原理是什么，生活中有哪些常见的例子等等。二是部分将来可能从事化学或者相关工作的学生需要达到的发展性要求，如比较深刻地理解化学实验操作的原理和细节，较熟练地掌握一些化学实验操作等等。在必修课程的学习中，应侧重于第一层次的教学。要达成全体学生都要达到的基本要求，具体教学建议：第一节学生重点要掌握的内容有两点，一是混合物分离与离子检验的操作与方法，二是学生掌握实验的基本程序和良好的实验习惯。后者对今后的学习是更
15、重要的。第一节第一课时应该先对学生进行化学学科特点和化学学习方法的教育，教育的重点放在实验的必要性和重要性上。教学中要强调严格实验的规范，让学生掌握实验程序：实验名称实验目的实验药品与装置实验操作步骤实验结果。要求学生做到，实验前做好预习，熟悉实验的内容，制定实验的方案，了解安全操作事项，检查实验的仪器和药品；实验时要认真观察与记录、分析实验现象并得出结论。使学生认识到良好的习惯是实验顺利进行的保证。在教师提出化学实验的明确要求后，第二课时完成“粗盐的提纯”实验（课本“实验 1-1” - 7 -“实验 1-2”） ，实验前要求学生自己动笔写实验报告，根据学生层次的不同，老师可以给实验报告的格式
16、或不给，在课堂上动手操作实验，记录实验现象和结论，实验后进行实验反思。使学生亲身参与完成一个较完整的实验过程，在提高学生综合实验技能的同时，使他们体会化学实验的基本程序。这样，教师提出明确要求与学生动笔动手相结合，严格规范学生实验行为，在提高学生综合实验技能的同时，培养良好实验习惯。第二节教材抓住一般反应都在溶液中进行的特点，设计以介绍“配制一定物质的量浓度的溶液”作为主要教学目标，将物质的量等基本概念作为化学计量，一方面突出重点知识，另一方面可以大大降低化学计算的难度。介绍物质的量浓度，就必然引入物质的量，摩尔质量等概念。教科书介绍物质的量时，没有详细介绍阿伏加德罗常数是如何确定的，而是提出
17、 6.021023 个某微粒的质量在数值上正好等于该微粒的相对分子质量或相对原子质量，因此用 6.021023 个分子或原子作为 1 mol 来衡量宏观物质中所含的粒子数目就十分方便。然后用演绎推理和归纳推理的方法得出物质的量的概念，最后通过建立简单的量方程，c = N/N A = m/M = V/Vm，建立物质的量相关概念之间的联系，会运用其进行简单计算，但注意教学要求的把握，不需强化计算。第二节，在学习该部分内容时，有部分同学对该部分内容觉得抽象和难以理解是正常的。其实对这部分同学来说，大致了解相关概念的含义，如能看懂、理解像课本中例举的，比如体检报表中的数据，能进行简单的计算，就应该达到
18、要求了。因此对学生不能很快理解和掌握这部分概念和实验操作，要有充分的心理准备和理解。2采用演示、边讲边实验的教学方法，培养学生实验技能第一节学生重点要掌握的内容有两点，一是混合物分离与离子检验的操作与方法，二是学生掌握实验的基本程序和良好的实验习惯。后者对今后的学习是更重要的。第一节“实验 1-1” “实验 1-2” “实验 1-3” “实验 1-4”涉及过滤、蒸发、蒸馏、萃取四种物质分离的基本操作和离子的检验操作，采用边讲边实验的教学方法，在学生实验过程中，教师可以分阶段讲解实验的操作要点和需要注意的事项，让学生在实验过程中注意。在教学中，教师还应及时掌握学生实验的情况，及时评价实验，对动手
19、能力比较差的学生进行重点指导，使教师的引导、示范和调控作用得到充分发挥。第二节配制一定物质的量浓度溶液的方法（实验 1-5） ，是高中学生必须学会的化学实验操作- 8 -技能之一。实验前可以先演示，介绍容量瓶特点和使用方法，以及为什么转移溶液时要用玻璃棒；为什么要用水将烧杯洗涤数次，并将洗液倒入容量瓶中；容量瓶中溶液接近瓶颈刻度时为什么要改用胶头滴管加水等，并将一定物质的量浓度溶液配制步骤归纳为：计算、称量、溶解、洗液、定容、摇匀等要点。学生实验操作中及时对学生的错误进行纠正，可以拍摄下一些学生错误或正确的操作照片，实验后重放这些照片，让学生分析自己的操作对实验结果可能造成的影响进行评价与分析
20、，从而更加明确为什么要设计这些操作步骤以及正确的操作，同时让学生学习实验的误差分析，体会实验反思的作用。3. 通过学与问、思考与交流栏目，提高化学实验的思维容量思考与交流 1让学生根据自己的经验或了解的情况进行讨论，加深对安全实验的认识。思考与交流 2体会物质分离的操作在实际生活中的应用，引起对混合物分离操作的学习兴趣。思考与交流 3通过比较和归纳，使学生学会选择物质检验和分离的方法。过滤所得的食盐溶液中仍含有 SO42-、Ca 2+、Mg 2+等离子，除去这些离子，试剂的选择是难点，要引导学生根据物质的溶解性表，选择试剂。说明检验的试剂与除离子的试剂有所不同，应尽量具有单一性，因此需要加以比
21、较和选择；为了确定某一离子的存在，还要设法排除其他离子的干扰。实验课应该给学生怎样的收获？充分的体验和抓住学生的体验展开教学很重要，应更多地从学生的实验体验中多挖掘动态的、生成性的教育机会，教学效果比按部就班的教学好很多。比如，第一课时要求学生完成氯化钠溶液和水的鉴别实验中，最初的想法是通过实验，让学生体验高中化学课程的特点。我要求学生在五分钟内完成尽可能多的鉴别实验方案。由于实验台上已放好了下一节课要做的粗盐提纯实验的仪器装置，很多学生都采用了在蒸发皿中蒸发溶液的方法，但是有的同学实验完成得快，有的慢，于是就顺势引导他们思考了快和慢的关键化学实验中“量”的问题，顺便切入了高中化学学习的这一个
22、特点，也为下节课更高效地完成粗盐提纯实验，讨论除杂质问题中“量”的问题，打下了基础。在后面的萃取和配制一定的物质的量浓度的实验中，为了给学生一个较为深刻的印象，我都给了相对较长的时间给学生去充分体会实验，发现实验中的问题。在这个过程中，学生发现的问题就很多了，在探讨、解答这些问题的过程中，我们发现学生对化学学习的兴趣，对实验和科学的理解，都提升了很多。其中也给了我本人很多过去不曾想到的启发，比如，学生问：“为什么都是 100mL 容量瓶，刻度线的高度不同？” “为什么容量瓶要做成这样呢？- 9 -4遵循学生的认知规律，运用多种教学手段，突破物质的量难点要强调“物质的量”是一个基本物理量，四个字
23、是一个整体，不能拆开理解，也不能压缩为“物质量” ，否则就改变了原有意义。要与“物质的质量”区分开来。还要说明“摩”是“物质的量”的单位，不要将两者混淆起来，如“某物质的物质的量是多少”不要说成“某物质的摩尔数是多少” 。应该强调，物质的量这个物理量只适用于微观粒子，即原子、分子、离子，使用摩作单位时，所指粒子必须十分明确，且粒子的种类要用化学式表示。如写成 2 mol H、1 mol H2、1.5 mol NaOH、1 mol OH-、1 mol e -。为什么要引入物质的量这一物理量，通过课本 P13“学与问” ，在此基础上进一步计算其中所含微粒的数目，甚至让学生计算一个氧原子或一个水分子
24、的质量，这样从一个宏观可测的物理量质量，得知肉眼看不见的微观粒子的多少甚至得到它的质量，从而使学生体会到物质的量的确是一个将微观的粒子数目与宏观的物质的质量联系起来的桥梁。利用课本 P13“科学探究”从实验和数据计算分析，从事实的角度初步得出气体体积与气体种类没有很大关系而与温度、压强和气体分子数目相关。再从理论上比较固、液、气体三种状态下微粒的分布情况，得出摩尔体积的概念。这些概念间的关系，可以通过量方程 n = N/NA = m/M = V/Vm，来建立，但应注意，这些关系中各物理量所表示的微粒必须是同一种微粒。如 36g 水，36g 对应的物理量是质量（m） ，此时的对象微粒是水分子，所
25、以用水的质量 m=36g 除以水的摩尔质量 M=18g/mol，得到的是水的物质的量 n = 2mol，水的分子数为 1.2041024。若要得到 36g 水中氢原子的物质的量、质量或个数，则此时对象微粒变为氢原子，则不可直接用上述量方程得到，而应通过建立水分子与其中氢原子的关系式H2O 2H，得到氢原子的物质的量，再用上述量方程，代入氢原子的相关量计算氢原子的质量或个数。物质的量难点的突破，要多设置台阶，多重复简单练习，使学生的运用中逐渐突破难点，而不是奢望一次解决问题。在教学中，我自认为概念是讲的比较清晰浅显的了，但是仍有学生跟我说，不太明白为什么要用这个物质的量，在计算时，还是有不少学生
26、绕一个大圈用质量和摩尔质量来计算 0.2molCuCl2 中的 Cu2+和 Cl的物质的量。开始的时候，我觉得难以理解，后来才逐渐明白，对学生来说，这些都是全新的概念，不理解用处，使用不熟练，是正常的。物质的量这个概念既然是- 10 -计算的工具，就有这样一个特点，越用越熟练，也越能理解它的意义和优越性。学生在学习和使用概念时，要突破两个难点，一是物质中含有的微粒组分的对应关系的计算，如上面例举的 CuCl2 中的 Cu2+和 Cl的物质的量，这一点可以通过课堂上和作业中进行大量的类似的变式训练，使学生体会相应的转化关系；二是连续使用两个公式进行转化，有时还同时加入的微粒组分的对应关系的计算，
27、如计算一定体积和浓度的 H2SO4 溶液中 H+的物质的量、粒子数等。这类问题就要设置两个台阶，首先解决物理量的意义和公式计算的问题，然后再结合如何建立微粒组分的对应关系进行练习。物质的量的概念，重在应用，通过分层设置习题，设置阶梯帮助学生逐个解决问题，学生会在后续的学习中逐渐克服对物质的量概念的恐惧和迷惑心理，体会到这个概念和工具在化学计算中的优越性。5教学反思什么才是更有效的教学？经历过一轮新课程教学和两届新课程高考后，令人印象特别深刻的一点体会是，在高三复习时，大部分学生好像从来没学过某些知识，即使高一时曾经做过实验。比如，分不清楚萃取和分液有什么区别，蒸馏和蒸发有什么区别，碘水到底是什
28、么颜色等等。为什么会出现这样的现象呢？个人觉得有客观的原因，也有我们教学的原因。客观的原因就是，这些内容，在后续的教学中使用的机会较少，到高三学生都忘得差不多了。但是在教学方面的原因呢？反观自己四年前上课使用的课件，有一个体会就是讲得太多了，尤其是具体的操作。学生在上课时，注意力都放在这上头，反而忽略了一些基本的、本质的东西。因此，就有了上面自己的关于两个层次的教学目标的思考，什么才是对学生最重要的知识，应该在课堂上简明而清晰地呈现给学生，给他留下最深刻的印象，这才是最有效的。而不是想把所有的东西塞给学生。事实证明，这种做法，老师和学生都很累，但长远来看，白费力气。所以每节课应该理清楚这节课最核心的应该让学生掌握的内容是什么，把握住重点，不要贪多，才能增强教学的有效性。
