中国现代教育装备
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 实验室建设  
化学平衡过程的观察与测量创新实验设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2021-11-30 14:58:24
  [导读]中学化学教材中有关化学平衡的实验一般只集中在展现化学平衡的移动上,未涉及展示化学平衡建立的过程。创新实验利用自制的化学平衡实验装置,通过观察(NH4)2CO3分解体系压力随时间的变化曲线p-t图,来直观认识体系的化学反应从不平衡到平衡的过程,从而帮助学生理解化学平衡概念。

  化学平衡在中学化学基本概念与基础理论中占有极其重要的地位,概念比较抽象,是中学化学教与学的难点之一[1]。人教版《化学(选修四):化学反应原理》中关于化学平衡的实验共有三个,均只展现了化学平衡的移动,而没有涉及或展示化学平衡建立的过程[2-3]。这样的实验设置,使学生在学习化学平衡时不能直接感知、观察化学平衡的建立过程,而只能凭推理与想象来理解化学平衡,造成了化学平衡概念理解的困难[4]。显然,教材给教师留下了一定的实验创新设计空间,倡导教师根据各学校的实际条件开展实验教学创新。基于此,笔者设计了通过观察(NH4)2CO3(碳酸铵)分解体系平衡的建立过程,帮助学生理解化学平衡概念的实验。

  一、创新实验设计

  二、创新实验步骤

  三、创新实验效果分析

  1.合理选择可逆的多相反应 使平衡过程更易观察

  基于培养学生“科学探究与创新意识”的学科核心素养发展要求,创新设计通过观察(NH4)2CO3分解体系平衡的迅速建立过程,帮助学生理解化学平衡概念的实验。

  2.科学选用数据记录及处理手段 使实验结论精准可靠

  基于培养学生“证据推理与模型认知”的学科核心素养发展要求,创新设计使用U型压力计测量平衡建立过程中体系压力的变化,绘制出反应过程图,在此基础上计算(NH4)2CO3分解反应的平衡常数Kp,实验科学合理,结论精准可靠。

  3.有效整合并创新使用实验仪器 促进认知思路的结构化

  创新实验基于《普通高中化学课程标准(2017年版)》中的知识关联结构化要求,将高中化学中相互独立的实验器材有机地整合在一起,充分发挥好每一个实验器材的教学功能,有利于帮助学生合理构建实验设计的知识体系,促进实验探究认知思路的结构化。

  参考文献

  [1] 黄菲菲,钱扬义.高中生“化学平衡”概念结构的研究[J].化学教育,2020(7):27-32.

  [2] 彭小平,徐宇峰.基于化学史和数据探究的“化学平衡常数”教学研究[J].化学教育,2018(15):20-24.

  [3] 宋玥,王磊.促进学生认识发展的化学平衡教学设计研究[J].化学教育,2016(15):23-32.

  [4] 梁文雯,王青,梁谦,等.化学平衡形成过程演示实验的设计[J].中学化学教学参考,2012(4):53-54.

魏彦林1 白云山1 葛秋萍2 李世荣1 1.陕西师范大学基础实验教学中心 2.陕西省咸阳实验中学


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