2025全国实验教学说课展示案例——《酸雨模拟实验的可视化设计》.docxVIP

2025全国实验教学说课展示案例——《酸雨模拟实验的可视化设计》古代与现代的-酸雨模拟实验的可视化设计

一、实验选题背景

该实验是依据《义务教育化学课程标准》（2022年版）中的学习主题五“化学与社会·跨学科实践”、以大概念“化学与可持续发展”统整的课程内容，要求学生认识化学在解决与资源、能源、材料、人类健康等相关问题中的作用。近年来，工业生产、民用生活源源不断地向大气中排放二氧化硫，它产生的硫酸型酸雨对人类造成很大的危害。因此，在初中化学中，酸雨的形成、危害以及防治的内容十分重要，育人价值高，有助于学生树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。在学习活动建议中，也有提出模拟酸雨对植物、建筑等影响的探究。

在化学教材中，酸雨内容无实验、不直观。

二、实验教学目标

基于初中化学课程内容与育人目标，制定本次实验教学目标：

1、通过对酸雨模拟的实验进行设计、改进、优化，并融合手持技术数字化实验，初步学会从定性到定量分析实验数据、说明实验现象，阐明酸雨的成因、危害以及防治方法，从而建构元素观和变化观，增强了实验探究能力，进一步发展“化学观念”“科学探究与创新意识”素养。

2、通过所给的图、表、曲线等文献信息，学会运用比较、分析、综合、归纳等科学方法，提出创造性见解并解决真实问题，提升了信息提取和整合的能力，建构从化学视角构建研究物质及其变化规律的思路与方法，进一步发展“科学思维”素养。

3、通过展示厦门的生态环境情况，通过小组交流，从多角度、系统讨论环境保护问题，增强环境保护意识，树立化学与可持续发展的理念，进一步发展“科学态度与责任”素养。

4、秉承化学可持续发展观，通过运用化学、技术及跨学科知识，创新与设计项目作品，促进学生在真实情境中形成解决问题的系统思维，激发创造能力。

三、实验创新点

（1）融合传统文化

（2）实验装置创新化、可视化

（3）产品产物环保化

（4）装置的功能化

本套装置还可以运用于探究一氧化碳的产生以及分子运动现象的实验

四、实验设计思路

汉代人民的独特发明青铜雁鱼灯、错银铜牛灯和长信宫灯将功能实用、造型优美与科学的环保原理结合在一起，体现了汉代劳动人民的智慧与生活情趣。

以青铜雁鱼灯为例，它的灯体由四个部分组装而成，分别为灯盘、灯罩、雁衔鱼以及雁体，其中大雁和鱼的身体都是空心的，雁体内注入了一些清水。点燃燃料后，燃料持续燃烧，温度升高，产生压强差，发生虹吸效应，燃料的尾气顺雁衔鱼进入雁体内并被水溶解吸收。

受到该装置的启发，利用身边简单易得的材料，并解决了燃烧、灯罩、导气等其他问题之后，依据酸雨产生以及防治的原理设计模拟装置。

?五、实验器材准备

亚克力方盒、排烟管、PET塑料罐、pH传感器、注射器、蜡烛、打火机、燃烧匙、磁力搅拌器、磁子、小木条、硫粉、氢氧化钙溶液

六、实验教学内容和过程

（一）任务一：国之瑰宝的心“酸”史

通过展示鼓浪屿上的古建筑群被侵蚀的图片，教师提出问题：鼓浪屿的古建筑群被侵蚀的原因有哪些？

（二）任务二：探酸雨成因

（1）活动一：设计模拟酸雨实验

教师提出问题：酸雨的形成与人类哪些活动有密切关系？让学生利用所学知识回答问题。

教师追问：二氧化硫是否真的能引起酸雨？小组合作，设计实验加以探究。通过分组实验，学生利用所给的材料，从定性到定量再结合环保理念依次设计并制作出了如下三套装置。

分析实验现象，总结归纳之后，教师再次提出问题：二氧化硫与水反应，生成的是哪种酸？教师播放二氧化硫与水反应的微观动画，让学生尝试写出相应的化学方程式。学生发现，反应产生的不是硫酸而是亚硫酸，从而引发认知冲突。

（2）活动二：改进及优化模拟酸雨实验

在学生迷惑之际，教师给出资料卡片，让学生小组交流讨论，分析原因并模拟真实情境改进实验装置。学生通过阅读资料卡片，分析之前实验装置存在的不足，并交流讨论出针对上述问题拟出改进后的实验装置图。

教师再次提出问题：改进后的装置是否还存在不足之处？如何进一步优化实验装置？同学们展开激烈讨论，教师在学生的分享交流中，利用生生互评、师生互评的方式进一步优化实验装置。

（3）活动三：师生互动，共同探究

教师展示和介绍本套将古代文化与现代科技完美融合的实验创新装置，组织学生进行操作。为了验证产生的是硫酸，教师还组织学生进行了相关实验。此外，学生还提出，为了排除蜡烛带来的影响，可以多设置一组对照实验。学生发现，蜡烛对本实验影响不大。该活动让学生们感受古人智慧的同时，也感受到实验创新的效率和定量实验带来的魅力。

（三）任务三：感酸雨危害

（1）活动一：模拟酸雨对大理石和金属的影响

教师提出问题：如何验证酸雨会对鼓浪屿造成的危害呢？教师让学生通过运用控制变量思想，设计对比实验，利用之前所产生的模拟酸雨的溶液，共同探究模拟酸雨溶液与普通雨水对大理石以及金属锌腐蚀的影响。

实验之后教