化学实验教学论
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作者马建峰主编
出版社科学出版社
ISBN9787030409836
出版时间2014-06
装帧平装
开本16开
定价38元
货号8264208
上书时间2024-10-26
商品详情
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目录
第二版前言
第一版前言
第0部分绪 论
0.1 化学实验是科学发展的重要方法
0.2 化学实验是化学学习的重要方法
0.3 中学化学实验及其教育功能
O.4 化学实验教学论课程的任务与内涵
0.5 关于本课程的实施
第l部分 中学化学实验教学基础理论素养
1.1 中学化学实验教学的目标、任务、方法
1.2 中学化学课程中的化学实验内容体系
1.2.1 初中化学课程实验内容及教学
1.2.2 高中化学课程实验内容及教学
1.3 中学化学实验课程与教学目标
1.3.1 化学实验课程
1.3.2 化学实验课程目标及类型
1.3.3 化学实验教学目标
1.4 中学化学实验教学的设计与实施
1.4.1 化学实验教学设计的理论基础
1.4.2 化学实验教学设计的分类
1.4.3 化学实验教学设计的内容
1.4.4 化学实验教学设计的基本原则
1.4.5 化学实验教学的实施
1.5 中学化学实验教学研究
第2部分 中学化学实验教学基本技能素养
2.1 中学化学实验基本技能与方法
2.1.1 测量·量器
2.1.2 观察·记录
2.1.3加热·玻璃工
2.1.4 药品·取用
2.1.5 溶液·配制
2.1.6 检验·分离·提纯
2.1.7 水·电·气
2.1.8 信息·处理
2.2 中学化学实验设计常用方法
2.2.1 对比实验法
2.2.2 优选法
2.2.3 正交试验法
第3部分 中学化学实验及教学的设计与实施
第l单元 中学化学实验基本操作
实验1 化学实验基本操作训练
实验2 溶液配制操作训练
实验3 粗食盐提纯
第2单元气体
实验4 氧气的制取和性质
实验5 二氧化碳的制取和性质
实验6 氨气的制取和性质
实验7 氯气的制取和性质
实验8 甲烷、乙烯、乙炔
综合探究I：燃烧的条件和灭火的原理
综合探究Ⅱ：空气中氧气含量的测定
综合探究Ⅲ：H2S、HCl、SO2、N2的性质
第3单元 元素及其化合物性质
实验9 金属活动性
实验10 镁、铝、铁、锌及其化合物的性质
实验11 氢氧化铝的制备
实验12 硫酸亚铁铵的制备
实验13 酸、碱、盐
实验14 探究质量守恒定律
综合探究Ⅳ：铁生锈
综合探究V：自制酸碱指示剂
第4单元 物质的测定与定量分析
实验15 硝酸钾溶解度的测定和溶解度曲线的绘制
实验16 中和热的测定
实验17 阿伏伽德罗常量的测定
实验18 硫酸铜晶体结晶水含量的测定
实验19 乙醇分子结构的测定
实验20 食醋中乙酸含量的测定
实验21 酸碱中和滴定曲线的绘制
综合探究Ⅵ：叶绿体色素的提取和分离
综合探究Ⅶ：水质化学需氧量的测定
第5单元 化学平衡电化学反应速率
实验22 浓度、温度、压强对化学平衡的影响
实验23 胶体的制备和性质
实验24 电解质溶液的性质
实验25 影响化学反应速率的因素
第6单元 有机化学实验
实验26 乙酸乙酯的合成
实验27 乙醛的制备和性质
实验28 纤维素的水解和酯化
实验29 糖类、蛋白质的性质
第7单元 模拟工业实验
实验30 氨氧化法制硝酸
实验31 接触法制硫酸
第8单元 中学化学综合实践活动设计
实验32 自制实验器具
实验33 投影实验设计
实验34 微型实验设计
实验35 趣味化学实验设计
实验36 生活化学实验设计
实验37 探究实验设计
综合探究Ⅷ水果蔬菜中维生素C含量的测定
第9单元 基于手持技术的数字化实验
实验38 手持技术在酸碱中和反应中的应用
实验39 探究物质溶解时的热现象
第4部分 中学化学实验教学案例
4.1 质量守恒定律
4.1.1 设计意图
4.1.2 教学设计
4.1.3 评价
4.2 二氧化碳制取的研究
4.2.1 设计意图
4.2.2 教学设计
4.2.3 评价
4.3 一定物质的量浓度溶液的配制
4.3.1 设计意图
4.3.2 教学设计
4.3.3 评价
4.4 富集在海水中的元素——氯
4.4.1 设计意图
4.4.2 教学设计
4.4.3 评价
4.5 常见的有机物——乙醇
4.5.1 设计意图
4.5.2 教学设计
4.5.3 评价
4.6 原电池
4.6.1 设计意图
4.6.2 教学设计
4.6.3 评价
参考文献
附录
附录l 常用化学品标志
附录2 特殊保存的几种试剂
附录3 几种意外事故的处理
附录4 常用酸碱溶液的浓度及配制
附录5 常用酸碱指示剂及配制
附录6 几种常见的气体干燥剂
附录7 气体在水中的溶解度
附录8 部分常见物质的俗名或别名
附录9 常见仪器简单绘图法
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精彩内容
由马建峰编著的《化学实验教学论(第2版化学教学论立体化系列教材普通高等教育十一五重量规划教材)》为普通高等教育“十一五”重量规划教材、化学教学论立体化系列教材之一。全书共五个部分，分别为绪论、中学化学实验教学基础理论素养、中学化学实验教学基本技能素养、中学化学实验教学的设计与实施、中学化学实验教学案例。在靠前版的基础上，本书重点强化了对实验教学理论及技能的指导与分析训练，从实践的角度对实验设计及实验教学设计进行翔实的引导与铺陈，更有利于培养师范生的从教能力。
本书可作为高等师范院校相关专业本科、专科学生的教材，也可作为相关专业研究生及中学化学教师的参考用书。
媒体评论
第0部分
绪论
化学是一门以实验为基础的科学。化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础，也是化学教学的基础，是培养学生科学素养的重要内容和途径。化学实验教学就是以实验作为教学的支点，充分挖掘化学实验的教育功能，使学生对化学学习的认知更加完整。这是化学教师的职能所在。因此，研究化学实验教学的规律及方法是化学教师的一项重要任务。
0.1化学实验是科学发展的重要方法
在人类社会进化的历程中，始终伴随着科学的进步与发展。科学的催生与进阶与人们的需求紧密相关。其中，化学与人们的联系最为广泛和密切。它是介入和形成较早的科学学科之一。早在距今6000~5000年的远古时期，人们便开始利用化学方法来认识和改造天然物质，解决生活及生产上的问题——从酿酒、制陶、冶炼到合成药物等。
在近代化学科学确立之前，“化学实验”主要体现为人们的经验性实践活动。经历了18～19世纪欧洲工业革命以及受到当时天文学、物理学等学科进展的影响，化学实验逐渐走上了系统、规范的科学轨道，加速了化学科学的发展。在长期的实践（实验）基础上，化学逐渐成熟并成为一门与人们生产生活联系非常密切的中心科学。化学科学发展至今，其每一次进步与突破都建立在广泛的“化学实验”基础之上。
化学实验是从事化学科学研究的重要实践环节，也是重要的科学方法。为了寻求对一个未知物的探寻结果，我们要设计一个详细的方案，通过一定的手段，一步一步地去解决问题。这就是科学实验的方法。化学实验侧重于在原子、分子水平上对物质的组成、结构、性能及物质间相互转化规律的探究。其视角是探寻物质世界微观态的奥秘；其方法包含科学探究的一般方法。通过化学实验，可以探求未知，也可以使实践者得到知识、技能的训练及价值观的陶冶。
图0.1公元18世纪后叶，拉瓦锡通过实验证实了空气中氧气的存在并由此提出了“燃烧学说”
纵观化学发展史，从原始的主要依赖猜想与偶然的经验所得状态，到波义耳（Boyle）将实验方法引入化学（18世纪初）；到拉瓦锡(Lavoisier)确立“燃烧学说”（1777年），否定了统治科学界100多年的“燃素说”(图0.1)；再到19世纪初，道尔顿(Dalton)提出原子论，开辟了化学的新时代，被恩格斯（Engels）称为“近代化学之父”。化学发展过程的特征表现为由“笼统”向“细化”、由“思辨”到“以实验为基础”；强调理论与实践的统一。这已形成了近代化学的具体形式和内容。实验水平的提升，加快了对化学现象的认识，促进了化学理论的发展；同时，也加强了对实验过程的指导性和预见性。化学发展到今天，一个不争的事实是——化学离不开实验。
化学是一门实验科学。化学实验是化学科学发展的基础平台。化学实验蕴涵着科学探究的一般方法，是我们进入科学殿堂探秘的途径之一。
0.2化学实验是化学学习的重要方法
与其他自然学科相比，化学更具实验性。化学实验是化学知识的开端，是化学的直接知识。作为培养学生基础科学素养的中学化学，化学实验构成了中学化学教育的主要活动。实验教学是强化科学方法教育的必由途径。因此，化学实验不仅是科学发展的重要方法，也是化学学习的基本方式。
图0.2李比希的教学实验室将化学实验渗透于化学学习过程，由著名化学科学家和化学教育家李比希（Liebig）首创，即让学生在学习化学的同时进行实验（图0.2）。这在化学教育史上是一个里程碑，形成了沿用至今的化学教学方法。
李比希的教学方法证明，化学学习仅有思辨是不够的。化学教学中，化学实验不仅是重要的学习内容，也是学生学习化学的重要方法和手段。当学生能从科学方法角度去体会某些化学实验的设计思想时，对相关的化学知识的认识水平就可能达到更深的层次，就为培养多种能力打开了通道。对于学习和训练科学方法的基本过程，习得科学素养的基本内涵，化学实验是一个重要的载体。我国著名化学家戴安邦也曾指出，实验室是培养全面化学人才的最好场所，化学实验教学是全面实施化学教育的一种有效形式。因此，化学实验不仅是化学学科的基础，也是化学教学的基础，是不可替代的学习方法。
中学化学实验是一种典型的综合实践性活动，通过化学实验提供的真实情境，可以激发学生学习化学的兴趣，获取探索及解决问题的直接经验，是培养科学态度的有效途径，也是化学学科课程学习的有效补充。基于化学实验情境的学习，可以使学生的认识过程、情感过程和意志过程得到协同发展。当今，尤其是在信息技术的参与下，这种学习模式将发挥越来越突出的作用。
0.3中学化学实验及其教育功能
中学化学教学中的实验，虽然在实验环境及实验目的等方面与化学科学研究的实验有所不同，但其认识过程是相同的。通过在实验室中再现自然界中的化学变化，学生可以经历从发现问题到解决问题的全过程，体验科学研究的一般方法，并在其中受到情感及意志的锤炼与发展。
中学化学实验内容的选择，其主要依据是国家制定的课程标准，涵盖基本操作、概念形成、元素化合物性质、物质制备等。不同类型的实验有不同的教学组织形式和要求，发挥的作用也不同。
中学化学教育中，配合理论教学的实施，辅以化学实验的教学，可以使中学生对化学学习的认知更为完整，对于知识的建立及巩固、实验技能的掌握、逻辑思维的培养、科学方法的建立、优良情感的塑造等有其独特的教育功能，是中学化学教育的基础。
（1）促进思维的辩证与完善。化学理论知识的学习主要还是一个思辨过程，其知识建构的效果与学生自身的前期经验有关。通过化学实验的“真实”体验，可以强化学生学习的思维“景象”，深化知识建构过程，最后达成对知识的融会贯通。同时，也可对学生的科学态度、情感与价值观的培养起到重要的作用。
0-1形成“催化剂”概念的实验
（1）单独加热氯酸钾，在较高温度才有氧气放出，且速率较慢。
（2）单独加热二氧化锰，没有氧气放出。
（3）加热二者的混合物，在较低温度就有大量氧气放出。
请你分析、比较这3个实验，你能说出二氧化锰在氯酸钾分解中的作用吗？
（2）有利于知识的内化。我们知道，学校学习主要是以间接的方式对人类的经验知识加以传承，在传统的授课方式中，很大程度上取决于人的抽象思维及逻辑思维，对知识的理解比较“具体”。在中学化学教学中，增加化学实验的教学与实践环节，增加了学生直观思维的训练，有利于对知识整体性的认识与理解。这也是李比希实验教学模式的内涵所在。
0-2钠与水反应现象的思考
（1）钠能浮在水面上，说明钠的密度比水小。
（2）钠熔化成一个小球，说明反应放热，同时说明钠的熔点低。
（3）溶液变红，说明有碱生成。
（4）有气泡产生，说明反应产生气体。
（5）发出嘶嘶的响声，说明反应非常剧烈。
（3）有利于激发学习兴趣。现代学习理论指出，认知兴趣是学习动机中最现实、最活跃的成分。化学实验之所以能够激发学生的学习兴趣，其主要原因是化学实验能给学生展现如颜色变化、放出气体、发生燃烧、爆鸣等生动、新奇、鲜明的化学现象，可以引起学生的直接兴趣。学生自己动手进行实验操作，使化学变化呈现出来，实验的成功会进一步激发他们的求知欲。学生还可以根据自己掌握的化学知识和实验技能，通过化学实验去探讨新知识、解决新问题，使学习兴趣上升到更高层次，从而成为推动学生有效学习的强大动力。
（4）有利于综合能力提高。实践证明，人的能力是在学习与实践中逐渐得到提高的。就中学化学教学内容而言，物质与物质之间、物质与现象之间、物质变化与外界条件之间的相互联系，以及物质变化与能量之间的关系等，几乎都要通过化学变化而显现出来。化学实验在为学生提供丰富的感性认识的同时，学生的认知得到了提升，动手能力得到了训练，对化学问题的理解就会更加立体化。此外，实验教学还有利于培养学生团结协作、勤俭节约、爱护环境等科学态度和科学品质；有利于形成理论联系实际、知行统一的学风。
（5）培养学生的科学态度和对学生进行科学方法训练。培养学生严谨的科学态度，主要体现在以下三个方面：一是在化学实验中，培养学生重视化学理论知识对实验的指导作用；二是在化学实验中做到一丝不苟、精益求精，对实验现象和结果进行科学的分析和解释；三是要有实事求是的科学态度，不能随意臆造事实和修改数据。学生的每一次化学实验，都是根据实验目的来设计实验方案，然后通过对条件的控制进行实验操作。在实验过程中，学生要对发生的现象或要测量的数据进行认真、客观的观察和记录，然后对实验现象或测量数据进行分析和处理，最终得出结论或规律性认识。显然，化学实验本身渗透着对学生进行科学方法的训练，这不仅是提高化学实验教学质量的要求，也是增强学生的科学素质、培养创造性人才的需要。
0.4化学实验教学论课程的任务与内涵
化学实验教学论是高等师范院校化学专业学生的必修课程，也是修完了化学类基础课程之后的师范类专业课程。一般在第六学期与化学教学论课程同时开设。其主要任务是对师范生进行中学化学实验教学能力的训练与培养。
本课程在过去曾被称为“教法实验”或“教学论实验”等，从课程定位上与其他专业基础课的实验课程没有太大的区别，这就容易使学生不能从理论认识的高度去对待这门课程，从而造成在从教能力训练方面的缺失。将本课程名称界定为“化学实验教学论”本书2006年第一版时即以此冠名。，即明确地表达了本课程的主旨是与主干课程“化学教学论”相呼应，以实验为载体，对学生进行“实验教学”能力的培养；同时，对中学化学实验研究能力的训练也给予同等的重视。由于有具体实验环境的支撑，经过精心的教学设计，可以达到较为理想的效果。
实际上，实验教学是化学教学研究的永恒课题。化学实验是化学教学的重要组成部分，也是教学的基础。要想成为一名合格的中学化学教师，化学实验教学能力是一个重要的指标，其过程可以体现施教者的整体素质，如对知识理解的深度；实验操作技能的熟练程度；教学设计能力以及课堂应变能力等。一直以来，有一句话我们耳熟能详“化学是一门以实验为基础的科学”，但是在化学教学中能够真正体现这一特色的状况还有待提高。通过本课程的学习，学生可以在以实验实体为基础的教学方面能力有所提升；同时，也可间接地在化学课堂教学（含隐性或显性实验内容）能力方面得到有效的训练。
0.5关于本课程的实施
本课程的实施理念是要充分发挥学生的主观能动性。与过去教材相比，在实验内容的呈现上删减了不必要的细节陈述，旨在强化学生自主设计与实施实验教学和技能训练的能力。教师需在课前做好预习指导；课中加强跟踪；课后做好分析评价。
具体做法可参考以下模式。
在进实验室之前，应对全体学生进行一次通识讲座，旨在对“化学实验教学论”的学科"
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