沈翔

摘要：在滬教版初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)《身邊的化學(xué)物質(zhì)》一章“氧氣和二氧化碳的性質(zhì)和制備”復(fù)習(xí)中引入創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)《“魔盒”的奧秘》復(fù)習(xí)課。以“魔盒”中的氣體是什么、如何收集、如何檢驗(yàn)、如何制備等問(wèn)題為引領(lǐng)線索，讓學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中“溫故知新”——鞏固氧氣和二氧化碳的性質(zhì)和制備的知識(shí)，完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并提煉氣體制備的一般思路，構(gòu)建認(rèn)知模型。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)意實(shí)驗(yàn);復(fù)習(xí)課;初中化學(xué)

傳統(tǒng)的初中化學(xué)復(fù)習(xí)課大多按照“知識(shí)梳理—典例講解—鞏固練習(xí)”的步驟進(jìn)行教學(xué)。這樣的課堂，常常是將知識(shí)生硬地直接“砸”向?qū)W生，讓學(xué)生被動(dòng)地接受，加之“炒冷飯”式復(fù)習(xí)的知識(shí)不夠新鮮，容易導(dǎo)致學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力，造成復(fù)習(xí)教學(xué)效能低下。對(duì)此，筆者嘗試在滬教版初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)《身邊的化學(xué)物質(zhì)》一章“氧氣和二氧化碳的性質(zhì)和制備”復(fù)習(xí)中引入創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)了《“魔盒”的奧秘》復(fù)習(xí)課。

一、教學(xué)思路

“創(chuàng)意”從何而來(lái)？源自“漂浮的肥皂泡”實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)長(zhǎng)方形玻璃缸的底部鋪上一層食用小蘇打，再倒入白醋，然后往玻璃缸中吹入肥皂泡，肥皂泡能在玻璃缸中漂浮。根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生知道肥皂水能吹出肥皂泡，但無(wú)論往哪個(gè)方向吹，肥皂泡最終會(huì)因?yàn)楸瓤諝饴灾囟h落到地上。與認(rèn)知有矛盾的神奇現(xiàn)象自然容易激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

由此，形成《“魔盒”的奧秘》一課的教學(xué)思路：以“魔盒”中的氣體是什么、如何收集、如何檢驗(yàn)、如何制備等問(wèn)題為引領(lǐng)線索，讓學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中鞏固氧氣和二氧化碳的性質(zhì)和制備的知識(shí)，完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并提煉氣體制備的一般思路，構(gòu)建認(rèn)知模型。

二、教學(xué)過(guò)程

（一）猜想“魔盒”中的氣體并回顧性質(zhì)

1.基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，作出猜想。

師同學(xué)們都吹過(guò)肥皂泡吧？

生吹過(guò)。

師我們吹出來(lái)的肥皂泡會(huì)在空中怎樣運(yùn)動(dòng)？

生我們往哪個(gè)方向吹，肥皂泡就往哪飄，還會(huì)隨著風(fēng)向改變飄的方向;一般都會(huì)往下落，碰到物體或地面，肥皂泡就會(huì)炸裂消失。

師是嗎？怎么和老師看到的不一樣呢？（展示“魔盒”并演示肥皂泡漂浮實(shí)驗(yàn)）這個(gè)“魔盒”里的肥皂泡是怎樣的？

生肥皂泡一直漂浮著！

師為什么會(huì)這個(gè)樣子呢？

（學(xué)生思考、討論得出：“魔盒”中有看不見(jiàn)，摸不著的物質(zhì)——一種密度比空氣大的氣體。）

師對(duì)于這個(gè)“魔盒”，你有哪些問(wèn)題？

生“魔盒”里有什么物質(zhì)（氣體）？

生氣體怎么來(lái)的？

生氣體的性質(zhì)是什么？

生氣體如何捕捉（收集）？

生氣體如何檢驗(yàn)？

師“魔盒”中的氣體到底是什么？我們可以先猜一猜。

生可能是氧氣。

生可能是二氧化碳。

2.回顧歸納，形成“性質(zhì)圖”。

師如何檢驗(yàn)氧氣？體現(xiàn)了氧氣的什么性質(zhì)？我們還學(xué)過(guò)哪些和氧氣有關(guān)的反應(yīng)？

生將帶火星的木條伸進(jìn)氣體中，木條復(fù)燃，說(shuō)明氣體為氧氣。這體現(xiàn)了氧氣的助燃性。

生氧氣還能和氫氣、硫、磷等非金屬單質(zhì)生成相應(yīng)的化合物。

生同樣地，氧氣還能和鐵、銅、鎂等金屬單質(zhì)生成相應(yīng)的化合物。

（教師引導(dǎo)學(xué)生歸納氧氣的性質(zhì)。）

師又有哪些方法可以檢驗(yàn)二氧化碳？體現(xiàn)了二氧化碳的哪些性質(zhì)？

生通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，表明二氧化碳能與澄清石灰水反應(yīng)生成沉淀。

師能否用燃著的木條檢驗(yàn)二氧化碳？

生能，木條會(huì)熄滅。這體現(xiàn)了二氧化碳一般不可燃，也不助燃。

（教師引導(dǎo)學(xué)生歸納二氧化碳的性質(zhì)，結(jié)合之前氧氣性質(zhì)的總結(jié)，得到圖1。）

這一環(huán)節(jié)，從現(xiàn)象自然走向探究，將氧氣和二氧化碳性質(zhì)的知識(shí)融入“魔盒”奧秘的探索中，引領(lǐng)學(xué)生“溫故”，形成氧氣和二氧化碳的概念圖，培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。

（二）收集、檢驗(yàn)“魔盒”中的氣體并探究溶解性

1.收集、檢驗(yàn)氣體。

師根據(jù)同學(xué)們所提出的猜想，核心是“魔盒”中的氣體是氧氣還是二氧化碳。下面我們就要通過(guò)深入探究，尋求問(wèn)題的答案。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“魔盒”中的氣體成分。大家想一想，我們要怎樣開(kāi)展研究？

生首先要收集氣體供研究使用。

師怎么收集氣體呢？

（學(xué)生討論得出可以用排水集氣法：用裝滿水的塑料瓶在“魔盒”中排水集氣。學(xué)生小組完成“魔盒”中氣體的收集。）

師請(qǐng)大家選擇藥品和器材檢驗(yàn)氣體。

（提供的藥品和器材有澄清石灰水、紫色石蕊試液、木條、火柴、酒精燈等。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：“魔盒”中的氣體是二氧化碳。）

2.探究二氧化碳的溶解性。

師我們還可以研究二氧化碳的什么性質(zhì)？

生二氧化碳溶于水，那具體的“溶解度”是多少？

師請(qǐng)利用所給的藥品和器材進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，探究出結(jié)論。

（提供的藥品和器材有裝滿二氧化碳的塑料瓶、紫色石蕊試液、水、彈簧夾、帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞、燒杯等。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：先向裝滿二氧化碳的塑料瓶中倒入約1/4的水，塞上帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞，用彈簧夾夾緊膠皮管，然后振蕩塑料瓶，發(fā)現(xiàn)塑料瓶變癟;繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，將膠皮管伸入裝有紫色石蕊溶液的燒杯中，打開(kāi)彈簧夾，觀察到紫色石蕊溶液倒吸入塑料瓶中，進(jìn)入的液體約是塑料瓶體積的1/4。得出結(jié)論：1體積的水大約能溶解1體積的二氧化碳。）

這里，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，促使學(xué)生主動(dòng)參與探究、體驗(yàn)，利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。這樣的過(guò)程，能夠讓學(xué)生從中體驗(yàn)到化學(xué)是學(xué)有所用的，且進(jìn)一步鞏固對(duì)氧氣和二氧化碳化學(xué)性質(zhì)的掌握。

（三）回顧“魔盒”中氣體的實(shí)驗(yàn)室制法并提煉一般思路

師我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室是如何制取二氧化碳的？

生用大理石或石灰石與鹽酸反應(yīng)。

師它的發(fā)生裝置是怎樣的？

（學(xué)生動(dòng)手將紙質(zhì)裝置圖拼接成“固液常溫型”的發(fā)生裝置，如圖2所示。）

師氧氣是不是也有類似的實(shí)驗(yàn)室制法？

生用二氧化錳粉末催化雙氧水分解反應(yīng)。

師我們想要控制反應(yīng)的停止和再發(fā)生，可以怎么改進(jìn)這套裝置呢？

（學(xué)生探討控制反應(yīng)停止和發(fā)生的裝置。）

生（展示圖3）在裝置中添加多孔塑料板和帶有止水夾的乳膠管。將固體放在多孔塑料板上，關(guān)閉止水夾，從長(zhǎng)頸漏斗中加入液體藥品，待用。制取氣體時(shí)，打開(kāi)止水夾，固液接觸，反應(yīng)發(fā)生;關(guān)閉止水夾，固液分離，反應(yīng)停止。

師實(shí)驗(yàn)室制備氧氣還有哪些方法？請(qǐng)寫(xiě)出相應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式。

（學(xué)生書(shū)寫(xiě)制備氧氣的符號(hào)表達(dá)式：KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2，KClO3△MnO2KCl+O2。）

師發(fā)生裝置與“固液常溫型”一樣嗎？

生不一樣。

（學(xué)生動(dòng)手將紙質(zhì)裝置圖拼接成“固固加熱型”的發(fā)生裝置，如圖4所示。）

師高錳酸鉀制取氧氣和氯酸鉀制取氧氣在發(fā)生裝置上有什么差異？

生差異在試管口是否需要放一團(tuán)棉花。

師所以，我們可以得到發(fā)生裝置的選擇依據(jù)是——

生藥品的狀態(tài)和反應(yīng)條件。

師氧氣和二氧化碳用什么方法收集？

生氧氣用排水法。

生二氧化碳用向上排空氣法。

師所以，我們可以得到收集裝置的選擇依據(jù)是——

生氣體的密度、溶解性以及是否與空氣中的成分（或水）反應(yīng)等。

師排水法、向上排空氣法分別適用于收集哪些氣體？

生排水法適用于收集不易溶于水、不與水反應(yīng)的氣體，如氧氣;向上排空氣法適用于收集不與空氣反應(yīng)、密度比空氣大的氣體，如二氧化碳;向下空氣法適用于收集不與空氣反應(yīng)、密度比空氣小的氣體，如氫氣。

師（展示三種收集方法合一的多功能瓶，如圖5）如何利用多功能瓶收集氧氣、二氧化碳和氫氣？氣體分別從哪段導(dǎo)管進(jìn)入？

生排空氣法收集氧氣和二氧化碳，氣體從左側(cè)導(dǎo)管通入，空氣從右側(cè)導(dǎo)管排出;排空氣法收集氫氣，氣體從右側(cè)導(dǎo)管通入，空氣從左側(cè)導(dǎo)管排出。用排水法收集氧氣、二氧化碳和氫氣時(shí)，都先在瓶中裝滿水，氣體從右側(cè)導(dǎo)管通入，直到水從左側(cè)導(dǎo)管完全排出。

師剛才，我們是沿著怎樣的思路確定氣體的實(shí)驗(yàn)室制法的？

生先根據(jù)反應(yīng)原理確定反應(yīng)物，再根據(jù)反應(yīng)物和反應(yīng)條件確定發(fā)生裝置，最后根據(jù)氣體性質(zhì)確定收集方法。

師總結(jié)得很好！掌握了氣體制備的一般思路后，我們就可以在不同的情境下進(jìn)行知識(shí)的遷移了。比如，氫氣有什么性質(zhì)？如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制備？

（學(xué)生自主總結(jié)氫氣的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)原理，選擇合適的發(fā)生裝置和收集裝置。）

復(fù)習(xí)課的最后，引導(dǎo)學(xué)生由“溫故”（回顧氧氣和二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法）而“知新”（歸納得出實(shí)驗(yàn)室制備氣體的一般思路），培養(yǎng)建構(gòu)認(rèn)知模型的能力。進(jìn)一步地，讓學(xué)生應(yīng)用提煉出的實(shí)驗(yàn)室制備氣體的一般思路，根據(jù)氫氣的性質(zhì)得出氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法，豐富氣體制備的認(rèn)知框架，培養(yǎng)遷移應(yīng)用的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]付會(huì)英.趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].學(xué)周刊，2018（4）.

[2]王文倩，殷艷華，婁衛(wèi)潤(rùn).初中化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)的新嘗試——以“堿化學(xué)性質(zhì)復(fù)習(xí)”為例[J].教育實(shí)踐與研究（B），2019（12）.

本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)資助課題“指向關(guān)鍵能力的初中化學(xué)創(chuàng)意課程實(shí)施研究”（編號(hào)：Ea/2020/05）的階段性研究成果。評(píng)價(jià)研究