基于化学教学中交互式电子白板和DIS数字化实验系统的应用尝试
——以人教版高中化学选修四《化学反应速率》教学设计为例
董金水
1 教学内容分析
化学反应速率是在学习了化学反应与能量、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学重要理论之一，有助于加深理解以前所学的元素化合物适应及化学反应，为后续学习化学平衡、反应进行的方向、电解质溶液等知识作好准备。化学反应速率属于化学动力学的范畴。为了让学生在研究化学反应进行的快慢及如何定量表述上有感性知识，教材中化学反应速率这个专题，安排了一系列简单易行的实验，在实验过程中，使学生体会到，要准确表达化学反应进行的快慢，就必须建立起一套行之有效的方法：确定起点，确定时间单位，找出易于测量的某种量或性质的变化。我再根据DIS数字化传感器技术，在计算机上绘出有关实验曲线，使学生对反应速率的测量方法和实验现象更加清晰明了，便于问题的分析和讨论，从而得出相应的结论，这些都为学习下一节课“影响化学反应速率的因素”创造了条件。而且通过实验和理性分析，使学生由感性认识上升到理性认识。
2 教学过程设计
【教学过程设计】
〖引言〗日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应进行地轰轰烈烈，而有些反应却是在潜移默化中完成的。（模拟爆炸的动画）
电子白板书写： 第一节 化学反应速率
展示图片：(利用电子白板的聚光灯功能)炸药的爆炸、溶洞的形成、钢铁腐蚀、牛奶的变质等
〖交流〗这几幅图片所描述的化学反应进行的快慢如何？你对化学变化的快慢有何认识？
〖反思〗化学反应中“快”与“慢”是一个相对的过程。
设计意图：利用交互式电子白板技术，从“生活中的化学反应速率常识”入手，通过判断几个常见反应快慢的常识，从而引出化学反应速率。
电子板书：一、化学反应速率概念及其表示方法
〖自主学习〗阅读教材P17，回答下列问题：
1、定义：在容积不变的反应器中，通常用单位时间内某一反应物____________的减少或生成物_________的增加来表示。
2、表达式：v = 单位：________________
(用v表示化学反应速率，△c表示浓度的变化量，△t表示时间的变化量，均取绝对值。)
参考答案：浓度，浓度；v =Δn/(V·Δt)，mol/L•min或mol/L•s。
(电子白板的实物投影功能)展示个别学生完成的学案，师生共同点评。
设计意图：让学生学会利用教材，培养自学能力。
3、化学反应速率的简单计算
(电子白板的实物投影功能)展示个别学生完成的学案，师生共同点评。
〖反思〗在某一反应中，用不同物质表示该反应的速率时，其数值是否相同？
〖归纳〗化学反应速率与化学计量数成 比，化学反应速率表示的是 速率。
参考答案：正；平均。
〖交流〗4、化学反应速率的比较
〖归纳〗(1)同物比较法----比较时，必须化为同一物质才能比较，且单位要一致；
(2)系数比例法----比较时，各物质的浓度与其系数的比例大，速率快。
设计意图：学生更容易把握化学反应速率表示方法的要点，提高学习兴趣，突出自主学习，学生在课堂中占主体地位。
电子板书：二、测量化学反应速率的方法
〖自主学习〗阅读课本P18，如何测量某一反应的化学反应速率？
(电子白板的超链接功能)网络查询“比色法”、“pH测定法”等方法的百度文库。
【实验探究1】测量锌与硫酸反应速率的装置
实验操作：请两组学生分别做如下两套装置的实验：在锥形瓶内各盛有同等锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸，比较两者收集10mL氢气所用的时间。
实验原理：写出该反应方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
实验数据：把实验数据填入下表
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加入试剂 |
反应时间(min) |
反应速率 |
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40mL1mol/L的硫酸 |
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40mL4mol/L的硫酸 |
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〖归纳〗实验结论：反应物的浓度对反应速率有影响。
(电子白板的实物投影功能)展示个别学生完成的学案，师生共同点评。
【实验探究2】请两组学生利用DIS数字化pH传感器进行双氧水分解实验。
实验操作：DIS数字化实验系统连接完毕后，在锥形瓶中放入40mL15%双氧水溶液，将pH传感器放入溶液中，观察现象，根据采集到的数据显示出的曲线，说明双氧水呈弱酸性，并且自身分解不明显。
实验原理：2H2O2=MnO2=2H2O+O2，加入质量相等的块状MnO2和粉末状MnO2进行对比
〖归纳〗实验结论：加入MnO2后，根据pH曲线变化，说明双氧水分解速率加快，并且加入粉末状的MnO2后，分解速率比较快。
〖反思〗若再对刚才反应的锥形瓶加热，会看到什么现象？
【实验探究3】另请一组学生对锥形瓶加热，看气泡出来的速率。
〖归纳〗实验结论：升高温度后，双氧水分解速率加快。
(电子白板的实物投影功能)展示个别学生完成的学案，师生共同点评。
〖课堂总结〗通过本节课的学习与讨论，你领会了什么？
设计意图：使不同层次的学生在收集、处理、交流信息的过程中，逐步提高了归纳、总结、分析、表述、应用等多种能力。
〖检测与评价〗(略)
〖作业〗课本习题3、4、5。
设计意图：为了巩固所学知识，完善知识体系，设计一些与化学反应速率有关的习题，起到及时检测和评价的作用，保证课堂训练到位。师生共同总结并点评。
3 教后反思
交互式电子白板和实验室传感技术已经为现代化教育开辟了新的天地，成为课堂教学的主流技术，极大地推动学校教学信息化的进程。这节课充分利用强大的交互式电子白板功能和数字化实验传感技术，采用“自主、交流、反思”教学模式，通过在教学中创设一种类似科学研究的情景,使学生在较短的时间内接受大量的信息，不仅有效地拓展了教材内容，拓宽了学生的知识面，而且教学内容具有时代性，与科技发展保持同步，且能轻松实现数字化实验，加深学生对知识的理解。利用DIS数字化实验系统，拓展教材内容，改进教学实验，使学生由感性认识上升为理性认识。老师为学生创建一种开放的学习环境, 创设了一连串环环相扣创造性问题，为学生提供多渠道获取知识、运用知识的机会。利用交互式电子白板，利用图片、录音、录像材料、多媒体动画以及电子白板所特有的拖动功能和缩放效果，将它们有机结合，充分发挥其整体功能优化教学过程，使学生更乐于学习。
参考文献
[1] 人民教育出版社等编著．普通高中课程标准实验教科书：化学4（选修）．第3版[M].北京：人民教育出版社，2010：16~19.
[2] 董金水．利用现代传感技术演示放电制备一氧化氮[J]．北京：化学教充，2009，（11）：58~60.
（本文发表于《化学教与学》2013年第7期）