[新版]镀锌铁皮锌镀层厚度的测定的教授教化设计

[新版]镀锌铁皮锌镀层厚度的测定的教授教化设计 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定的教学设计 王金文 嘉高实验中学 [内容提要] 以“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定的教学设计”为例～探讨实验化学教学模块的教学方法～ 明确撰写实验报告在实验化学教学中的重要作用。 [关键词] 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定 教学设计 撰写实验报告 一、设计背景:2006年，浙江省进入新课程实验，作为一个教育大省，省学科指导委员会把最具化学特色的选修模块《实验化学》作为每一位报考本科院校的理科学生必须选择的模块来学习，嘉兴市把该模块安排在高二第二学期的下半学期修习(上半学期学习《化学反应原理》模块)。作为一门独立的纯实验的模块课程，应该怎样教学，才能体现实验化学的学科特点，有效的培养学生的实验技能并进而提高学生的化学科学素养，是值得我们化学教学工作者去不断地探索和总结的。 二、课题来源:江苏教育出版社的《实验化学》(2006年2月第1版，2007年11月浙江省第1次印刷)专题6-----物质的定量分析----课题2 ，教材第82页至第84页。 三、教材分析:通过前面几个专题以及本专题课题1-----《食醋总酸含量的测定》的学习，学生基本了解了《实验化学》学习的一般思路，化学实验MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713957094971_0设计的一般过程，已经基本掌握化学实验的一般技能，掌握了定量化学实验方案设计的基本方法和步骤，以及如何撰写化学实验报告等等，这给本课题的学习带来了极大的方便 也为本课题的自主探究学习提供了可能。因此，本课题主要通过在教师指导下，充分发挥学生的主观能动性，由学生自主设计并进行探究以获得最优实验方案，自主进行实验操作， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 实验数据并处理实验数据得出结论，通过小组合作讨论，加强同学之间的合作交流。教材一开始从减缓铁的电化学腐蚀方面介绍了常用金属材料“白铁皮”，进而指出测定“白铁皮”锌镀层厚度的现实意义，让学生体验物质的定量分析与我们的生活是紧密相关的，非常明确地向学生展示了学习化学的价值取向，提出了本课题的学习的要求。接着，通过“知识预备”栏目，回顾了与本专题有关的电化学知识，锌镀层厚度的测定原理，给出了一种实验方案，通过“检索咨询”栏目给出了其他实验方案，意在激发学生尽可能设计较多的测定方案，并通过实验比较、分析，优选操作最简、效果最好的实验方案。指导学生进行实验，记录实验数据并处理实验数据，得出结论。安排三课时进行教学:第一课时，实验方案的设计，在教室进行;第二课时，实验实施，获得实验数据，在实验室;第三课时，实验数据处理与反馈，在课后与教室进行。 教学目标 知识与技能:(1)学会用电子天平称量物质的质量。(2)学会用化学方法测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。(3)了解测定过程中产生误差的原因，会对实验数据进行处理。(4)掌握定量分析测定试验的化学实验报告的书写。 过程与方法:了解实验方案设计的一般思路，掌握定量分析实验的一般方法，以及实验数据处理的一般方法。 情感、态度、价值观:通过测定镀锌铁皮的锌镀层厚度的现实意义，明确定量分析实验的价值取向，通过多种分析实验方案的设计，亲身实验，培养学生勇于创新的精神，敢于时间的科学品质，提高学生的学习兴趣。 教学重点 第一课时:方案设计;第二课时:指导学生正确进行实验、记录实验数据;第三课时:实验结果和数据处理的反馈、误差分析 教学设计 第一课时 内容板教师活动 学生活动 设计意图 块 引入 (1)投影展示被腐蚀的钢铁制品 观看 从学生熟知的生 (2)投影展示生活中常见的金属材料 活事例入手，明 “白铁皮”制作的生活用品(时间1 确镀锌铁皮锌镀 分钟) 思考问题层厚度测定的现 通过以上两例情境，提出以下问题 1，回答:铁实意义，从价值 (1)铁皮表面锌镀层的作用是什的保护膜 观角度理解学习 么, 思考问题锌镀层厚度测定 (2)锌镀层如何保护铁皮不被腐蚀, 2，回答:形的必要性，让学 (3)锌镀层是否越厚越好,请从正成原电池，生体验化学与我 反两方面加以评析。 使较不活泼们的生活是密切 总结:锌镀层的厚度就成为镀锌铁板的铁被保护 相关的，提高学 质量好坏的重要标志。 思考问题生学习化学的兴 (在此基础上提出学习任务)如何测3，(提示从趣。 量锌镀层的厚度呢,(3分钟) 商家和用户 两个角度评 析这个问 题)回答 建立理理论模型假设，截取一小块长方体镀计算锌镀层这个计算，学生论模型 锌铁板(如图1所示)，若知道镀层锌厚度h的表是可以完成的， 的质量为m(Zn)，请同学们计算出锌达式(学生通过此计算，来 镀层的厚度h，每个小组将计算结果通过交流、激励学生的兴 写到黑板上。 讨论，将计趣，让学生体验 算结果反馈到成功的乐趣。 并书写到黑以充分发挥学生 板上，并向的主观能动性 所有同学讲 解公式的含 义。大家共 巡视学生的计算情况，学生反馈后对同讨论、交 学生的计算情况进行评价，并将修改流得到一个 后的正确结果板书在黑板上。 正确的结果 【板书】锌镀层厚度h的计算公式如 下: 其中a、b、h分别表示锌镀层的长、 宽和厚度，单位是?，ρ是锌的密度， 3 取值为7.14g/?(时间大约3分钟) 方案设【设问】(1)要计算h，需要测量哪【回答】锌第一个问题，学计 些数据呢, 的质量，锌生容易回答， 总的思 板的长和 路 宽，即第二个问题，学 (2)选择什么样的测量仪器来测量m(Zn)、a、b生一般知道用刻 a、b的值,(锌镀层的厚度很小，通的值 度尺，其他两个 常以毫米作为单位，请选择合适的测【回答】刻量具想不到，教 量仪器) 度尺、游标师可以做适当地(3)镀层锌的质量如何测量呢, 卡尺或螺旋提示(注意用不 测微器， 同量具测量时的(4)用托盘天平可以吗,原因, 【回答】用精度)，顺便复习 天平称量 一下两种测量仪(学生回答用电子天平后，教师解释【回答】不器的使用。 一下，由于我校只有物理天平，故我可以，精度 们采用物理天平，其精度是0.01g)低，必须用采用问答形式将(时间大约3分钟) 电子天平。 问题推向高潮。 具体方【问】如何用物理天平来测铁片表面学生大笑 活跃课堂、调节 案设计 锌的质量呢,用刮刀把它刮下来称气氛 量吗, 大家的笑声已经说明了这种方法是阅读、思考、充分利用教材提行不通的，那么现在请大家想出一些讨论 供的方法，同时可行的方法来，先请同学们阅读教材培养学生的自学第82页预备知识1的部分和课题方能力 案设计部分，看看二者之间有何关 系,你能想清楚他们的关系吗,(时 间大约5分钟) 下面请一个同学分析一下教材上所一个学生分了解学生对知识设计的方案以及该方案所依据的原析,其他学的接受情况。 理(3分钟) 生倾听 和学生一起总结: 和老师一起文字表述能力培方案一:利用原电池原理，将镀锌铁总结 养 块置于一定浓度的盐酸溶液中，由于 锌、铁、盐酸正好满足原电池的构成 要件，故反应速率较快，当锌完全反 应时，反应速率突然减慢，此时终止 反应，经处理后称量，前后质量差即 为锌的质量。(5分钟) 【问】方案中为何取A、B、C三块不【答】平行了解减小测量误同的镀锌铁皮, 测定，减小差的一种方法 测量误差 ---平行测定，取 其平均值 【问】为了保证试验的精度，试验过【讨论】使 程中应注意哪些问题, 反应均匀、 反应终点的 判断要准 确、冲洗速 度要快、烘 干时防氧化 等 好了，这个方案我们就讨论到这里，记下要求，通过实验报告的课后请大家把这个方案的实验报告课后完成。 书写，培养学生写好，注意实验报告的格式。每个大认真预习、认真组上交一份，经审核合格后下一堂课设计实验方案并进行实验。(8分钟) 将方案用报告的 形式表述出来。 拓展延【设问】除了采用电化学方法测量锌学生认真阅培养学生的创新 伸方案的质量以外，你还能想出哪些方法来读书本，积意识，团体合作 设计 测量锌的质量呢,请同学们认真思极思考，相意识 考，并将你的方法和本小组同学相互互讨论 交流讨论。(5分钟) 好，下面请每一组指定一位同学将你学生上台用培养学生语言表们组的讨论结果，告诉大家。 视屏展示仪达能力，训练学 逐组 汇报 关于vocs治理的情况汇报每日工作汇报下载教师国培汇报文档下载思想汇报Word下载qcc成果汇报ppt免费下载 ，生的胆量，给学 其他学生记生提供展示自我 录 的机会。 老师边听学生的汇报，边将学生的汇 以利于总结 报结果总结板书在黑板上。 这些方案是否合理，请同学们根据自记下要求 通过让学生自己 己设计的方案，撰写实验报告，准备设计方案、自己 有关实验器材，下一堂课请你用电化准备器材、自己 学方法和你自己设计的方法来测定动手实验，培养 锌镀层的厚度。(8分钟) 学生严谨的科学 作风和科学素养 作业布置:两份预习实验报告，相关 实验器材准备。 第二课时(在实验室进行) 要求每组同学完成两个实验，一个是以课本上提供的方案设计的实验，要求数据按照附件中的 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 进行记录。还有一个是小组内共同商讨的其他方案，数据记录表格按自己设计的方式记录。 第一个实验的准备工作由老师和实验员准备，其他实验方案经老师审核后由老师和实验员指导学生准备。根据学生上交的预习实验报告，主要集中在以下两种方案。 方案一:根据教材第83页提供的锌与氢氧化钠溶液反应而铁不与之反应，称量反应前后的质量差，在代入公式计算，数据记录采用以上表格。 方案二:将教材第83页提供的将锌铁看成是双组分混合物，使他们与酸完全反应，但测量的不是氢气的体积，而是反应前后体系的质量差，该质量差就是反应后产生的氢气的质量。所以设计方案如下:在同一块镀锌铁板上截取三块，分别测量其长和宽，用电子称称量其质量，在烧杯中加入适当过量的盐酸，称量盐酸和烧杯的总质量，将铁片放入烧杯中反应，当铁块完全溶解时，记录电子秤上的读数。计算锌的质量。再计算锌镀层的厚度。数据记录表个如下: 镀锌铁片 A B C 测量项目 镀锌铁皮长/cm[a] 镀锌铁皮宽/cm[b] 铁皮反应前质量/g,,, , 盐酸和烧杯总质量/g,,, , 反应后体系的总质量/g,,, 3 反应后产生的氢气的质量/g,,, 4 锌镀层质量/g[m(Zn)] 3锌的密度 ρ=7.14g/cm 锌镀层的厚度/cm[h] 锌镀层的平均厚度/cm[h] 相对偏差/, 平均相对偏差/, 实验结束后，要求学生处理实验数据，完成实验报告，并比较两种方法的优劣。 作业:实验数据的处理和误差分析。 第三课时 【教师活动】导入:上一堂课，大家在实验室里做了一堂课的实验，收入颇丰，下面把部分小组的测定结果统计出来，让我们共同来分享。 【教师活动】打出下列投影片:下列数据是抽取我们其中六个小组同学测定的结果 组别 1 2 3 4 5 6 -3h/mm(×10) 7.36 6.91 7.00 8.23 6.961 7.22 从六个小组记载的数据看，第五组的数据比较特殊，能不能讲讲原因。 【学生活动】 学生1:有效数字不一样，可能测量的仪器有差别，第五组可能用的是螺旋测微器、其他组用的是游标卡尺。 学生2:也可能是没注意计算结果的小数位。 【教师活动】两位同学回答得都比较好，如果是1同学所说的情况，该同学非常细心，该同学值得表扬，如果是2同学的情况，请该同学再认真想一想。 【设计意图】强调定量测量中有关数据的有效数字及计算 【教师活动】为了计算锌镀层厚度的平均值，下面有两种计算形式: 【投影两种计算】 第一种: 第二种: 你认为哪一种比较合理, 【学生活动】积极思考和讨论。因8.23与其他数据相差较大，故因舍去，所以以第二种计算为准。 【设计意图】注意偏异数据的取舍 【教师活动】打出下列投影片，下面是某小组同学记录的数据及数据处理结果 镀锌铁片 A B C 测量项目 镀锌铁皮长/mm[a] 49.4 50.5 50.5 镀锌铁皮宽/mm[b] 49.0 50.0 49.0 铁皮反应前质量/g,,, 2.46 2.51 2.50 , 铁皮反应后质量/g,,, 2.20 2.25 2.24 , 锌镀层质量/g[m(Zn)] 0.26 0.26 0.26 3锌的密度 ρ=7.14g/cm 锌镀层的厚度/mm[h] 0.00752 0.00721 0.00736 锌镀层的平均厚度/mm[h] 0.00736 相对偏差/, 2.2 2.0 0 相对平均偏差/, 1.4 (注:长度和宽度的测量用游标卡尺(0.1mm)测量，质量用物理天平(0.01g)称量) 你觉得该组同学数据记录和处理结果有无问题, 【学生活动】积极思考、回答:由于该同学使用的是游标卡尺和物理天平，其记录的数据符合仪器的要求，处理过程中考虑到了有效数字的运算规则，所以这个结果是合理的。 【设计意图】仪器精度和有效数字运算法则。 【教师活动】打出下列投影片:下列表格是该小组同学用另一种不同的方法测定的值。 方法二:用氢氧化钠溶解锌: 镀锌铁片 A B C 测量项目 镀锌铁皮长/mm[a] 50.0 51.0 50.5 镀锌铁皮宽/mm[b] 50.0 50.0 50.5 铁皮反应前质量/g,,, 2.51 2.52 2.51 , 铁皮反应后质量/g,,, 2.26 2.27 2.26 , 锌镀层质量/g[m(Zn)] 0.25 0.25 0.25 3锌的密度 ρ=7.14g/cm 锌镀层的厚度/mm[h] 0.00700 0.00687 0.00687 锌镀层的平均厚度/mm[h] 0.00691 相对偏差/, 1.3 0.60 0.60 相对平均偏差/, 0.83 请根据两个表格中的数据对两种方法进行评价(从相对偏差和测定值的高低比较)。 【学生活动】观察数据，分析讨论数据。 学生:从相对偏差看，方法二较好，因为平行测定的数据比较集中，偶然误差相对较小，而方法一由于反应终点较难判断，且铁还可能会反应掉一部分。 【教师活动】方法二的测定值比方法一明显偏高，请分析偏高的可能原因,方法一偏低的可能原因,教师从理论上给学生指出分析的方向。 【学生活动】讨论分析后回答: 学生1:偏高的可能原因:面积测量有可能产生误差，所测面积比实际面积小了，终点判断产生误差，终点判断推迟，使一部分铁被反应了，质量称量也会产生误差。 学生2:偏低的可能原因:所测面积比实际面积大，终点判断提前，烘干时铁被氧化等。 其他设计略。 教后反思: 1、实验技能是在实验中做出来的，不是在黑板上讲或看老师做而看出来的。实验化学作为一门独立的学科，有其独特的教学方法，通过一段时间的教学，感觉到学生的实验技能不是老师在黑板上讲出来的，也不是看老师演示实验看出来的，他必须是实实在在地通过学生 亲手实验做出来的。我们经常抱怨学生的实验技能是如何如何的差，胆子是如何如何的小，不敢做实验等，其实这些，都是因为我们给学生提供实验的机会太少的缘故，所以问题不在学生，而在老师。当然，由于课时和条件的限制，要使每一个实验都能让学生去做，也是不太现实的，比如，电子天平，一般中学实验室没有，再比如说，阿司匹林的合成，一般中学实验室也难于进行，有些必须让学生进行的实验，限于条件，只能老师演示。另外必修1和必修2中，由于学生要掌握的知识点太多，无论在时间上或空间上，都不可能安排很多的时间让学生去做，这具有普遍性，不是哪一个学校的问题，甚至于重点中学的实验教学也基本上停留在口头上，停留在黑板上。所以呼吁，要加强实验教学，还必须从源头进行改革。 2、撰写实验报告是学习化学的重要方法之一。要完成一个实验，首先要预习，寻找实验的理论根据，设计实验方案，准备实验器材，这一切，实质上就是学生在自学，在应用，在创新，同时，由于要把这一系列的任务表述出来，还要要求学生按照一定的格式书写出来，这又是在锻炼学生的书写、表达能力。所有的工作都准备好了，学生要亲自动手实验，这是学生在体验，在实践，在探索，如果实验过程中出现一些异常现象，还能引起学生极大的兴趣，激发学生探究的欲望。培养学生化学学科的科学素养，怎么培养，我想，让学生去实验是最好的培养方式。实验结束后，学生要整理数据、分析数据、得出结论，这对培养学生的分析综合解决问题的能力不是一条和好的方法吗?难怪戴安邦先生说:“实验再怎么强调也不为过呀”。 参考文献 [1]王祖浩.实验化学(选修)[M].南京.江苏教育出版社,2006. [2]嘉兴市高中新课程课前培训资料汇编.高中化学(高二下)[M].嘉善.嘉善中学文印室印制,2008,(1):78-81.