第七章第三节创新实验：基于数字化技术的乙醇的催化氧化一体化实验 教学设计 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.docx

第七章第三节创新实验：基于数字化技术的乙醇的催化氧化一体化实验教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

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课程基本信息

1.课程名称：第七章第三节创新实验：基于数字化技术的乙醇的催化氧化一体化实验

2.教学年级和班级：2023-2024学年高一下学期，化学必修第二册，人教版

3.授课时间：待定

4.教学时数：2课时

核心素养目标

1.科学探究与创新：通过数字化技术的应用，培养学生设计实验、观察现象、分析数据的能力，以及解决实际化学问题的创新思维。

2.实践意识与运用：使学生能够将数字化技术与化学实验相结合，提高实验操作的准确性和效率，增强将理论知识应用于实践的意识。

3.科学态度与责任：培养学生严谨的科学态度，对待实验数据真实、准确，对实验安全负责，形成良好的实验习惯和科学精神。

教学难点与重点

1.教学重点

①理解乙醇催化氧化的化学反应原理；

②掌握数字化技术在化学实验中的应用方法；

③能够独立设计和实施基于数字化技术的乙醇催化氧化实验；

④学会分析实验数据，得出科学结论。

2.教学难点

①乙醇催化氧化反应条件的控制与优化；

②数字化实验设备的使用与故障排查；

③实验数据的精确收集和处理；

④实验结果的科学解释与推断。

教学资源准备

1.教材：人教版化学必修第二册（2019）。

2.辅助材料：数字化技术相关教学视频、乙醇催化氧化反应原理动画、实验操作步骤PPT。

3.实验器材：乙醇溶液、催化剂、数字化传感器、反应容器、加热设备、数据采集系统等。

4.教室布置：实验操作台、数据采集与分析区、实验观察区。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示数字化技术在化学实验中的应用案例，如智能实验室的视频，引发学生对数字化实验的好奇心。

-回顾旧知：回顾乙醇的基本性质和氧化反应的相关知识，为学生进入新课做好铺垫。

2.新课呈现（约40分钟）

-讲解新知：详细讲解乙醇催化氧化的反应原理，包括反应方程式、催化剂的选择和作用、反应条件的优化。

-举例说明：通过展示数字化传感器在实验中的应用，如实时监测反应温度和氧气浓度变化，说明数字化技术如何提高实验的准确性和效率。

-互动探究：引导学生进行小组讨论，探讨如何设计一个基于数字化技术的乙醇催化氧化实验，并预测可能的结果。

3.实验操作（约30分钟）

-学生活动：学生按照分组，使用数字化实验设备进行乙醇催化氧化实验，记录数据，观察反应现象。

-教师指导：教师在实验过程中巡回指导，帮助学生解决操作中的问题，确保实验安全顺利进行。

4.数据分析（约20分钟）

-学生活动：学生利用数据采集系统收集实验数据，进行初步分析，讨论实验结果与预期是否一致。

-教师指导：教师引导学生如何正确处理数据，如何从数据中提取有效信息，如何撰写实验报告。

5.总结反馈（约10分钟）

-学生报告：每组选派一名代表汇报实验结果和数据分析，分享实验中的发现和体会。

-教师总结：教师对学生的实验结果和报告进行点评，总结本节课的学习要点，强调数字化技术在化学实验中的重要作用。

6.作业布置（约5分钟）

-布置相关的巩固练习题，要求学生在课后完成，进一步巩固乙醇催化氧化反应的理解和应用。

教学资源拓展

1.拓展资源

-相关化学反应：介绍乙醇催化氧化反应在工业中的应用，如酒精发酵过程中乙醇的氧化产物。

-实验技术：探讨数字化传感器在化学实验中的应用，包括不同类型传感器的原理和操作方法。

-安全知识：提供化学实验安全操作指南，强调实验过程中注意事项，防止意外事故发生。

-研究前沿：介绍数字化技术在化学研究领域的必威体育精装版进展，如智能实验室系统、自动化实验设备等。

-化学历史：回顾化学家在乙醇催化氧化领域的重要发现和实验方法的发展历程。

2.拓展建议

-阅读拓展：鼓励学生阅读与乙醇催化氧化相关的科学论文，了解实验设计的理论基础和实验技巧。

-实践操作：建议学生在家中或实验室尝试简单的数字化实验，加深对数字化技术的理解和应用。

-参观学习：组织学生参观具有数字化实验设备的实验室，与专业人士交流，了解实际应用场景。

-研究项目：鼓励学生参与学校或社区的化学研究项目，将所学知识应用于解决实际问题。

-交流分享：定期组织学生进行学术交流，分享学习心得和实验经验，相互学习，共同进步。

课堂小结，当堂检测

课堂小结：

本节课我们学习了基于数字化技术的乙醇催化氧化一体化实验。首先，我们回顾了乙醇的化学性质和催化氧化的基本原理，了解了数字化技术在化学实验中的应用。通过实验操作，我们掌握了数字化传感器的使用方法，学会了如何通过数据采集系统来监控和记录实验数据。在实