人教版化学选修6《实验化学》实验1-3 污水处理——电浮选凝聚法 教学设计

《实验1—3 污水处理——电浮选凝聚法》教学设计
科学探究
1、了解污水的危害，污水处理常用的方法
2、了解电浮选凝聚法处理污水的原理及装置，复习胶体的性质
科学思维
科学认知形成正确的化学观念，掌握电浮选凝聚法处理污水
核心素养
使学生认识化学在解决污水问题中的作用，培养学生环境保护
意识 、创新能力、绿色运用、学以致用的意识
【教学重难点】
电浮选凝聚法处理污水的原理
实验操作过程中操作技能和操作要点的指导
【实验用品】
污水(加洗涤剂和油污)的水溶液、盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液、烧杯、铝片、铁架、直流电源(含电压、电流表)、PH试纸、导线
【教学方法】
实验探究法、讲授法、
【教学过程】
【问题引入】
观看自己制作的一段视频引出水的重要性，以及面临的水的污染问题，还有身边的水污染问题引发学生共鸣，激发学生的社会责任感和使命感，污水排放前的处理尤为重要，从而引出本节课的学习内容，污水处理——电浮选凝集法。
【展示】本节的学习目标，同学们朗读加深印象，同时引领学生学习方向。
【讲授】盘点污水处理的方法，常见的有物理方法、化学方法和生物方法，今天我们要学习的是化学方法中的电浮选凝聚法。
【板书】 实验1—3 污水处理——电浮选凝聚法
【视频】 电浮选凝集法视频的片段
【目的】让学生们来看一个视频片段，通过50倍速快放的电浮选凝集法的视频片段，让学生直观的感受到烧杯中的污水是怎样变的较清亮的，同时学生也清楚的看到了浮渣层和沉淀层。把复杂晦涩难懂的“电浮选凝集法”，变成学生看的见视频，把学生的认知难度一下子降低下来。
【讲授】把视频中电浮选凝集法，效果最明显的一张图片抓拍下来，由这个图片把这节课层层铺开，
“顾名思义”——由名字思考其意思
电——通电；
浮选——阴极产生的H2气泡，把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层起净化作用；
凝集——阳极产生的Fe2+→Fe((OH)3↓有吸附性，可吸附污物而沉积下来，起到净化作用。
【目的】到此电浮选凝集法已被我们拨开了面纱，将要接触到它的实质了，象拨玉米一样把它层层拨开，透过现象逐步学到它的实质。
【学生活动】参阅课本，找出实验原理
【展示】实验原理图片
【板书】一、实验原理
两个电极反应
阳极：
阴极：
几个学生分别回答两个电极反应,再用课件详细讲解电极反应方程式的书写。其中有电子的转移，气体、沉淀的生成，体会电浮选凝集这种方法如何去的污。
【展示】电解凝集——在阳极上生成的Fe(OH)3↓起着 混凝剂作用，可吸附污物而沉积下来，起净化作用。
电浮选——阴极产生大量H2气泡，气泡直径很小，仅有5~20μm，它起着
浮选剂的作用，污水中的悬浮颗粒粘附在气泡上，随其上浮，从而达到净化污水的作用目的。
【目的】和开始的电浮选凝集视频前后呼应，从宏观表象到本质挖掘层层阐述至此形成总结，使学生形成此方法的完整认知。
【板书】二、实验操作
【展示】展示并学生朗读实验用品和实验步骤 ，让学生加深印象并准备最大程度的参与演示实验。
1、实验用品
污水(加洗涤剂和油污)的水溶液、盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液、烧杯、铝片、铁钉、直流电源、PH试纸、导线
2、实验步骤
1）、取100ml烧杯，60ml污水。
2）调节pH值到5~6。
3）加入少许的硫酸钠溶液。
4）平行悬置两个电极（铁和正极连接作阳极， 铝和负极连接作阴极）
5）将电压调节到6~9V，打开开关开始实验
【学生活动】本演示实验设置了四组实验，为学生更大程度参与实验，亲手操作提供更大方便与可能。四个实验组只设置一个实验通电，进行完整的实验演示，其余三个实验组除了不通电，其它的过程都进行。
【设置目的】四个实验组中的三个组除了不通电，其余项都进行，便于了全班学生动手参与实验，为下节课学生实验（两人一组），打下了基础。一个组进行通电演示完整的实验过程，在教师的帮助下，学生进行演示实验，使学生的参与度高，印象深刻，同时积累经验为下一节课学生实验（两人一组）买下伏笔，接下来有一个学生创新引导的学习目标，学生就可以在下节课的学生实验中轻松的进行自己所畅想的小创新实验。另外在学生还不熟练操作过程的前提下，只设置一个组通电也比较安全，毕竟化学实验中用到直流电的实验并不多。
【现做现展】把学生一步步的操作过程借助网络手段，录制成小的实验视频传到上课的大屏幕上，大家共同观看。
——连接电路的视频片段及图片
——滴加盐酸或氢氧化钠溶液的视频片段
——滴加硫酸钠溶液的视频片段
——PH试纸测溶液的酸碱性
——通电过程中实验现象的视频片段
——表层浮选层气泡、浮渣的图片
【展示】课前准备实验时的实验现象视频。
【目的】在课前准备实验时，时间比较充足，实验现象就比较明显，也体现了此实验耗时比较长，为参与准备实验的学生提出疑惑并想到一些创新思路埋下伏笔。
【思考回答】3、实验操作目的
调节pH值到5~6，利于 产生
2）加入少许的硫酸钠溶液，增加 性
【讲授】最大优点——洁净无污染的电子，代替了使用不便，环境污染的化学试剂
【目的】此优点是电浮选凝集法的最大亮点，无污染，也无二次污染，这和开始的水资源短缺，污水处理的重要性，但也正是需通电好长时间（前边电浮选凝集视频片段是在五十倍速下快放而看到的直观效果）而轻易引发了学生的疑惑。
【疑惑】参与准备实验时学生对实验的疑惑 ——此实验消耗电能较大
【目的】在学生提出实验疑惑的基础上，诱导其探究解决问题的思路，小组内初步有了探究的思路、方向。目前一个是微型化方向，一个是绿色化的生物处理污水的思路。
【展示】展示目前学生形成的两个思路幻灯片，及借助网络又补充上来的思路图片。
【目的】把少数人的思路稍加润色，“抛砖”给全体学生，以期望全体学生“引玉”。穿插了学生补充的微型化思路中滴眼液瓶子，体积小、透明、改用大头针、或针线活的钢针，引发学生创新思维与热情，并告诉他们下一节学生实验（两人组合）可以用自己创新的思路，形形色色的方式进行。把学以致用思想传递给学生，不能死读书、读死书。还有绿色环境友好技术，想到用浮床工艺法，既处理了污水又把废弃物资源化，指出绿色化的思路有很大的研究价值，给学生发散思维的更大空间......
【展示】本节小结
【板书】一、实验原理
1、两个电极反应
2、电解凝集
3、电浮选
【板书】二、实验操作
【板书】三、增强环保意识和实验创新设计的能力
【展示】练习1
练习2
【课后作业】
以小组为单位，从媒体、图书馆、上网等方法查阅、收集、整理有关小组创新思路的小论文。
【课后反思】
本节课沿着先宏观视频认知，由视频再一层层剖析本质，降低认知难度，提升了认知印象，由学生演示、教师指导、全体参与演示实验，给学生最大限度的提供动手操作平台。由实验的等待指出了实验的最大优点，以及它的缺点，集优点缺点于一身的电浮选凝集法，由参与与组长发现疑惑点，并提出质疑，进而老师提出让学生自己想解决的思路，学生课前进行简单的查阅及小组反馈，形成不太成熟的思路，在上课时老师把个别组的思路抛砖给全体学生，以广开思路而引玉，并提供下次学生实验课的机会，让学生有机会对自己的思路进行实际操作，把课本上的一个演示实验变成了多个演示实验、多个小实验。不拘泥于课本甚至培养学生绿色化运用的思想，凸显了学生 “学以致用”想办法更好的改进实验思想。本节课也有不足之处，例如在线网络运用不够迅捷，易操作步骤设置学生动手机会可以再扩大化等。