夏蘭

摘 要：基于“氧氣的制取與性質(zhì)”教學實踐，將實驗內(nèi)容進行層次劃分，先強化基本實驗技能訓練，再逐步引入開放性實驗教學方法，即在不同的層次進行不同方式的實驗教學，總結(jié)出分層次開放性實驗教學模式。

關(guān)鍵詞：開放實驗；多層次開放；實驗體系

一、教材分析

該實驗是《義務(wù)教育化學課程標準（修訂稿）》明確規(guī)定的學生必做的八個基礎(chǔ)實驗之一，其價值在于：制取物質(zhì)是化學學科魅力的核心體現(xiàn)。通過該實驗可以讓學生確立氣體制備的一般思路，感知原理選擇的原則，原理、裝置的制約關(guān)系。筆者選擇了上教版、魯教版、人教版三個版本的教材進行梳理和分析，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)實驗在章節(jié)安排、方案選擇、藥品、步驟等方面不盡相同，體現(xiàn)一綱多本的特征。

高錳酸鉀制氧可以讓學生對固體加熱型裝置加深理解，實驗操作難度稍大，而雙氧水制氧強調(diào)的是環(huán)保和固液反應(yīng)裝置。

二、學情分析

調(diào)查表明，學生正式學習化學前已形成大量的化學前概念，這些前概念中有些與科學概念一致，有些表現(xiàn)出與科學概念較大的差異。如初二學生已經(jīng)知道空氣中含有氧氣、燃燒和氧氣有關(guān)，但也有部分學生認為氧氣可以燃燒、金屬不會燃燒。

能力儲備：學生會進行藥品取用、加熱、儀器的連接、裝置氣密性的檢查、氣體的收集以及氧氣性質(zhì)實驗等簡單操作；會進行生物、物理等學科的簡單科學探究；初步具有概括能力。

心理特征：初中生對化學實驗有強烈好奇心，但由于同伴合作和多感官協(xié)調(diào)，實驗課堂易出現(xiàn)雜亂無序的狀態(tài)。且在實驗中，學生過多關(guān)注實驗操作、現(xiàn)象，對現(xiàn)象背后的知識和規(guī)律較少歸納思考。

鑒于以上的分析，確定本課的教學目標如下。

三、教學目標

基礎(chǔ)目標：觀看實驗演示，學習固體加熱裝置的使用，樹立科學嚴謹?shù)乃枷搿?/p>

提高目標：通過給定儀器，安裝氯酸鉀制氧實驗裝置、實施實驗、觀察現(xiàn)象，實現(xiàn)知識的歸納、遷移、構(gòu)建，獲得實驗操作能力、觀察能力、語言表達能力和綜合分析能力。體驗物質(zhì)變化的學科思想。

發(fā)展目標：通過進一步設(shè)計實驗方案，進行探究活動，讓學生逐步學會通過實驗來研究物質(zhì)及其變化規(guī)律的科學方法。獲得自主、合作、探究的學習態(tài)度。

四、設(shè)計思路

設(shè)計分層次的開放實驗體系。為適應(yīng)現(xiàn)代教育發(fā)展的需要，開放性實驗教學必將是化學教育的發(fā)展趨勢。但開放性實驗教學必須以熟練掌握學科基本實驗技能為前提，每一門實驗課程都必須在熟悉相關(guān)的儀器設(shè)備和掌握一定的基本實驗技能的基礎(chǔ)上，才能進行開放性實驗教學。因此，根據(jù)初中化學學科的特點，筆者在實踐中將實驗內(nèi)容進行層次劃分，先強化基本實驗技能訓練，再逐步引入開放性實驗教學方法，即在不同的層次進行不同方式的實驗教學，總結(jié)出分層次開放性實驗教學模式。

儀器說明：制取實驗，改直試管為彎曲試管，氯酸鉀加熱制取氧氣；性質(zhì)實驗，取消收集過程，直接使用尖嘴導管將氧氣通到反應(yīng)物質(zhì)上。

制取實驗：由于接下來的二氧化碳學生實驗會用到固液不加熱裝置，本實驗宜訓練固體加熱裝置的實驗方法。高錳酸鉀制取氧氣具有一定局限性，要求在管口塞棉花，制得的氧氣可能出現(xiàn)紅色，試管清洗很困難，氧氣的利用率低；速度也比較慢，一旦制取氧氣不足，沒有時間在課堂上重做一次實驗?？梢钥紤]用氯酸鉀和二氧化錳的混合物來制取氧氣，速度快，節(jié)約學生制取氣體時間，也順便練習了催化劑的使用方法及相關(guān)現(xiàn)象。實驗操作：將A處放置氯酸鉀，B處放置二氧化錳，用酒精燈分別加熱，無現(xiàn)象；傾斜鐵架臺，將B處藥劑倒在A上，在二者結(jié)合處加熱，待反應(yīng)開始進行，再在氯酸鉀集中處加熱。

性質(zhì)實驗：鑒于集氣瓶操作不當會導致氧氣外逸實驗失敗，直接取消收集過程。且通過導管導氣直接應(yīng)用，符合生活現(xiàn)象（氣焊、醫(yī)院吸氧），學生更易接受。以前的實驗，木炭放入集氣瓶中位置不當會造成產(chǎn)生的二氧化碳排擠氧氣的副作用，導致實驗現(xiàn)象稍現(xiàn)即逝的惋惜。而新儀器中導氣管處氧氣濃度很高，碳、鐵燃燒現(xiàn)象非常明顯。實驗操作：（1）將炭在酒精燈上加熱，用鑷子伸入裝了瓶石灰水的集氣瓶內(nèi)放入燃燒匙中；（2）在炭上方通氧氣，觀察現(xiàn)象（澄清石灰水變渾濁現(xiàn)象非常明顯）。（3）將集氣瓶中的澄清改為的清水，改用硫、鐵重復(fù)實驗（硫燃燒完全沒有刺激性氣味）。

（二）文本開發(fā)

1.學生工作單：教師設(shè)計的學生活動。創(chuàng)設(shè)情境或提出問題，引導學生完成整節(jié)課的學習。特別注意的是，這不同于一般的導學案，工作單上還提供詳細的實驗步驟，將教師教授實驗改為學生參照指導、自行操作實驗。

2.安全指導：氧氣制取使用的都是強氧化劑，易引發(fā)爆炸，需要進行安全指導。將安全要求變?yōu)槊看螌嶒灥某Ｒ?guī)要求，既幫助學生樹立安全意識，又可以降低學生對實驗發(fā)生危險的恐懼心理。

3.參考答案單：教師設(shè)計的活動對應(yīng)的各種方案。當教師無法提供太多教育支持時，學生能夠自行完成任務(wù)，也可以用來檢查對照他們自己的工作，或是幫他們回顧其他學生的工作。

六、教學實施

新課程標準提倡從學生和社會發(fā)展的需要出發(fā)，將科學探究作為課程改革的突破口，激發(fā)學生的自主性和創(chuàng)新意識，從而提高學生的科學素養(yǎng)。因此，這節(jié)課筆者是這樣安排的。

七、教學效果的評價

1.發(fā)展性

分層次開放實驗?zāi)壳皟H在大專院校實踐，且只是將眾多的實驗分組，這實際上還是將科學、精神人為割裂。在基礎(chǔ)教育中開展開放實驗，在一個實驗專題中嘗試不同層次的實踐，才是真正著眼于學生的“發(fā)展”。

2.可操作

一個完整的設(shè)計，包含三個層次的開放和在知識、能力、思維、學生體驗、學科思想五個維度進行考查，可以為教學活動提供科學的行動綱領(lǐng)。

3.實用性

開發(fā)了新的實驗儀器，實用性強，減少實驗步驟，減輕學生負擔，有助于學生將一部分精力放在知識構(gòu)建和進行探究上。

4.高效能

學生工作單、參考答案單的引入，提高探究活動效率，且實現(xiàn)2人、4人、6人小組和全班合作的轉(zhuǎn)換，增加交流多樣性。

參考文獻：

[1]帕迪利亞.科學探索者[M].浙江教育出版社，2013.

[2]Tim jolliff.Chemistry for the gifted and talented[M].Royal Society of Chemistry（英國皇家化學學會），2008.

編輯 馬曉榮