丁美玲

【摘要】實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂中最能吸引學(xué)生的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是提高學(xué)生核心素養(yǎng)的最佳方式，尤其在當(dāng)前基礎(chǔ)教育“雙減”形勢下如何減負(fù)提質(zhì)，教師在教學(xué)中應(yīng)高度重視和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，周密詳盡設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)就很有必要。

【關(guān)鍵詞】氧氣? 實(shí)驗(yàn)室制取? 分組? 活動(dòng)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G633.8 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2023）03-0157-03

化學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)分兩類：演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)是教師做給學(xué)生看，主要起示范引領(lǐng)作用，學(xué)生參與度不高，興趣不夠濃厚。學(xué)生實(shí)驗(yàn)則是學(xué)生親自動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)非常興奮。但實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課教學(xué)具有一定的難度和復(fù)雜性，要達(dá)到預(yù)期目標(biāo)取決于多種因素。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)儀器和藥品配備是否完善、實(shí)驗(yàn)員配置是否到位、不同學(xué)生對(duì)于書本相關(guān)知識(shí)的掌握程度、動(dòng)手能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的認(rèn)知的差異性等都是影響實(shí)驗(yàn)課正常開展的因素。因此教師對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課進(jìn)行周密、合理的安排設(shè)計(jì)就十分重要。

下面以初中化學(xué)“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為例談?wù)劸唧w分組設(shè)計(jì)與實(shí)施方案，以拋磚引玉。

一、教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)狀分析

人教版九年級(jí)上冊(cè)化學(xué)課本中“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”是第二單元的內(nèi)容。此前學(xué)生已學(xué)習(xí)過三種實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法，能根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇合理的實(shí)驗(yàn)裝置。本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)將是學(xué)生第一次走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室親自動(dòng)手，通過小組合作方式完成的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。其中涉及到很多實(shí)驗(yàn)技能和相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備，如，連接裝置、檢查裝置的氣密性、裝入藥品、用酒精燈給固體藥品加熱、收集氣體、檢驗(yàn)氣體以及研究氣體性質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。據(jù)了解，目前各地中學(xué)化學(xué)教學(xué)相比過去雖加強(qiáng)了對(duì)動(dòng)手能力的測試，但礙于測試評(píng)價(jià)的復(fù)雜性，大多地區(qū)仍是注重卷面分?jǐn)?shù)勝于實(shí)際操作訓(xùn)練，這就導(dǎo)致即便卷面高分的學(xué)生其動(dòng)手能力也令人堪憂。因此，要在一節(jié)課內(nèi)完成一系列實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)大多數(shù)同學(xué)而言還是很有難度的。畢竟是第一次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，其中涉及到的各種儀器和藥品學(xué)生都是第一次接觸，各種操作也十分生疏，這就要求教師在實(shí)驗(yàn)課前做好多項(xiàng)準(zhǔn)備工作。首先，要求學(xué)生完全掌握好基本實(shí)驗(yàn)操作理論知識(shí)，做到心中有數(shù)；其次，在每次演示實(shí)驗(yàn)中教師向?qū)W生展示各種實(shí)驗(yàn)儀器，并介紹其名稱、作用及正確的使用方法；再次，布置課后作業(yè)，練習(xí)相關(guān)基本操作，如，學(xué)會(huì)安全劃火柴、學(xué)會(huì)點(diǎn)燃和熄滅酒精燈、學(xué)會(huì)將橡皮軟管與導(dǎo)氣管相連、學(xué)會(huì)將帶有導(dǎo)氣管的橡皮塞塞進(jìn)試管口、學(xué)會(huì)在集氣瓶中裝滿水蓋上瓶蓋后倒立在水槽中而不留有氣泡、學(xué)會(huì)連接各種儀器等?？傊尳^大多數(shù)學(xué)生具備基本實(shí)驗(yàn)操作技能和相關(guān)理論知識(shí)是這次實(shí)驗(yàn)課優(yōu)質(zhì)高效的必備條件。

二、分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)施

1.課前準(zhǔn)備

（1）分組、編號(hào)、張貼：考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力的差異，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中教師可將學(xué)生合理分組便于順利完成實(shí)驗(yàn)。將學(xué)生在教室的現(xiàn)有座位順序打亂重新分成若干小組，每2人一小組（共用一組實(shí)驗(yàn)儀器），每2小組構(gòu)成一大組（根據(jù)本學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的方位設(shè)計(jì)，每兩小組面對(duì)面做實(shí)驗(yàn)），每一大組中選派一位認(rèn)真負(fù)責(zé)的同學(xué)當(dāng)組長，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)善后事宜。分組原則：男女搭配、動(dòng)手能力強(qiáng)弱者搭配、性格活躍喜歡喧鬧者分散搭配。把經(jīng)過認(rèn)真篩選搭配后的小組依次編號(hào)，附上組內(nèi)成員姓名、注明組內(nèi)責(zé)任人，實(shí)驗(yàn)室在校園內(nèi)的具體方位、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的分布等一并打印出來，張貼在教室內(nèi)事先告知。另外，再用標(biāo)簽寫上學(xué)生姓名（即座位號(hào)），貼在實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)應(yīng)位置。有了這些前期布置工作，學(xué)生走進(jìn)室內(nèi)對(duì)號(hào)入座，快速進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)完畢后檢查清理臺(tái)面時(shí)也能迅速找出問題及相關(guān)負(fù)責(zé)人。這就避免了學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室找座位的盲目、混亂、嘈雜及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生不做衛(wèi)生和清理工作后一走了之的行為，即對(duì)號(hào)入座、分工合作、責(zé)任到人、各司其職。（2）知識(shí)儲(chǔ)備（預(yù)習(xí)、演示）：由于是第一次親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生好奇興奮的同時(shí)也會(huì)對(duì)能否完成實(shí)驗(yàn)感到不安和擔(dān)憂。為消除學(xué)生心里的困惑，教師除了在平時(shí)課堂教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真詳盡地講解示范外，還可將往屆學(xué)生上本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課的情景拍攝整理成微課視頻讓學(xué)生觀看預(yù)習(xí)，對(duì)難度較大的操作重點(diǎn)講解并演示，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題還要反復(fù)強(qiáng)調(diào)。有了實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)，學(xué)生在心理和知識(shí)上儲(chǔ)備到位，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)帶入感就很強(qiáng)烈，實(shí)驗(yàn)開展就很順利。

2.課中入室前準(zhǔn)備。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中一定會(huì)出現(xiàn)各種問題。由于是第一次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生會(huì)非常興奮，大聲喧嘩。若教師在實(shí)驗(yàn)室里交代注意事項(xiàng)，此時(shí)的學(xué)生根本不愿聽也聽不進(jìn)去。因此，教師可在教室里簡要講清本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)內(nèi)容、注意事項(xiàng)：攜帶教材進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后請(qǐng)對(duì)號(hào)入座。先觀察臺(tái)上儀器和藥品的擺放情況，清點(diǎn)核對(duì)本實(shí)驗(yàn)的儀器和用品是否配備齊全。做完實(shí)驗(yàn)后要清洗儀器放回原位。實(shí)驗(yàn)時(shí)同組兩人應(yīng)互相配合注意安全，特別注意不能用手去拿剛加熱過的試管以免燙傷，清理桌面和水池經(jīng)檢查合格后再離開。然后教師帶領(lǐng)學(xué)生一起進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。

3.課中實(shí)驗(yàn)活動(dòng)全程跟蹤巡視引導(dǎo)

（1）氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取

①儀器的連接。學(xué)生雖在課前預(yù)習(xí)過，知道該如何連接儀器，但實(shí)操時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)將試管豎放在桌面上再將橡皮塞使勁壓進(jìn)試管的情況，這樣很容易將試管底壓破甚至出現(xiàn)安全事故。一旦發(fā)現(xiàn)類似情況，教師應(yīng)提醒學(xué)生立即停下手中動(dòng)作。部分學(xué)生稍經(jīng)提醒便能回憶起正確做法，也有學(xué)生一臉茫然。這時(shí)教師可邊講解邊示范后再讓他們演練或者觀摩其他同學(xué)的正確操作。

②檢查裝置的氣密性。易錯(cuò)點(diǎn)：先用手握住試管，再將導(dǎo)氣管伸入水中?；蛘咧皇怯么竽粗负褪持改笞≡嚬埽€有根本就沒有將橡皮塞塞緊的……不管哪種錯(cuò)誤操作都會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管口無氣泡冒出。發(fā)現(xiàn)裝置漏氣時(shí)，教師要提醒學(xué)生重新檢查每個(gè)細(xì)節(jié)是否到位，即“三思后行”。這也是試卷做題中的重要考點(diǎn)之一。經(jīng)過這樣先想后做的“慢”，才會(huì)有后來在試卷中答題的“快”，且學(xué)生經(jīng)過實(shí)操演練，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)以后就很難忘記。

③裝入藥品。因后期要做氧氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，故教師可要求學(xué)生直接取干燥的（中號(hào)）試管加入較多（約三大勺）高錳酸鉀一次性制取三瓶氧氣。教師自己也可用同型號(hào)試管取樣放在講臺(tái)上示范藥品用量及試管內(nèi)壁干燥情況。

④固定裝置。易錯(cuò)點(diǎn)：夾持位置不準(zhǔn)確（如夾在試管的中部或中下部）、試管口向上傾斜、試管的底部距酒精燈過高等。教師在預(yù)習(xí)課上要做充分講解和示范，包括鐵架臺(tái)上鐵夾調(diào)整（前后、高低）和固定。經(jīng)過引導(dǎo)大部分學(xué)生能很快固定好。另外，因藥品加熱后產(chǎn)生氧氣較快，為避免后期手忙腳亂可提醒學(xué)生先在水槽中將2個(gè)集氣瓶裝滿水后蓋上瓶蓋（把瓶蓋放在瓶口一側(cè)邊緣再平推至完全蓋住，不要留有氣泡）倒扣在水槽中待收集。另將1個(gè)空集氣瓶（帶蓋）和直角型導(dǎo)氣管放在水槽旁備用（向上排空氣法收集）。此為下一步加熱收集氣體做好準(zhǔn)備。

⑤加熱?？赡艹霈F(xiàn)的問題：部分學(xué)生不敢使用火柴（尤其是女生），不懂如何安全使用火柴，還有學(xué)生不預(yù)熱就直接加熱。教師指導(dǎo)：用手握住火柴桿的末端，用火柴頭接觸火柴盒的側(cè)面用力快速摩擦起火后再點(diǎn)燃酒精燈。加熱前先在試管下方來回移動(dòng)幾下再固定加熱。注意加熱前試管要保持干燥。酒精燈帽取下后應(yīng)正放在桌面上，以免滾落后到處尋找。

⑥收集氣體。易錯(cuò)點(diǎn)：學(xué)生一看到氣泡冒出就立即收集，這樣將導(dǎo)致氣體收集不純。正確做法是等氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)再將導(dǎo)氣管伸入到瓶口收集。在收集過程中有些學(xué)生沒有用手按住瓶底，當(dāng)收集的氣體越來越多時(shí)因浮力影響導(dǎo)致整個(gè)集氣瓶翻轉(zhuǎn)而前功盡棄。教師在此一定強(qiáng)調(diào)學(xué)生要全程用手按住瓶底以防出現(xiàn)意外。待瓶口外有大氣泡冒出（表明瓶內(nèi)氣體已收集滿）時(shí)，需在水面下蓋好瓶蓋，注意確認(rèn)瓶口四周都被蓋住后再一手托住瓶蓋另一手摁住瓶底，翻轉(zhuǎn)集氣瓶正放在桌面上。用同樣的方法再收集1瓶（可預(yù)留少量水，做鐵絲燃燒用）。同組2人協(xié)助更換導(dǎo)氣管再用向上排空氣法收集1瓶，注意此時(shí)導(dǎo)氣管應(yīng)伸入到集氣瓶的中下部即可。

⑦驗(yàn)滿和檢驗(yàn)。以向上排空氣法收集的氣體為例。將帶火星的小木條放在集氣瓶口（稍移開玻璃片），觀察木條是否復(fù)燃，若木條復(fù)燃，則瓶內(nèi)充滿氧氣。然后將小木條再次伸入瓶內(nèi)，若木條復(fù)燃，證明瓶內(nèi)氣體是氧氣。這些操作學(xué)生一般都很容易做到且記憶深刻，小小的試驗(yàn)成功大大地提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

教師通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)、展示和注意事項(xiàng)的講解讓學(xué)生掌握連接儀器、檢查裝置氣密性的方法。學(xué)生學(xué)會(huì)取用藥品、自下而上從左往右組裝儀器，學(xué)會(huì)加熱操作并能用兩種方法收集氣體等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)了學(xué)生的安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，初步發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究態(tài)度和社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。

（2）氧氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究

①木炭在氧氣中燃燒。易錯(cuò)點(diǎn)：將木炭快速伸入瓶內(nèi)又快速拿出（導(dǎo)致反應(yīng)不充分實(shí)驗(yàn)失?。?；忘記加入澄清的石灰水以驗(yàn)證燃燒生成物。教師應(yīng)提醒學(xué)生兩人配合，一人夾持木炭（木炭與坩堝鉗呈直線狀，便于伸入瓶內(nèi)）在酒精燈上灼燒至紅熱后再緩緩伸入瓶內(nèi)，另一人準(zhǔn)備倒入澄清的石灰水蓋上瓶蓋，振蕩，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。注意夾持過程中保持夾緊以免木炭掉落。

②鐵絲在氧氣中燃燒（難度較大）

難點(diǎn)1：鐵絲繞成螺旋狀：可將砂紙打磨過的細(xì)鐵絲（盡量細(xì)如發(fā)絲）緊密纏繞在燃燒匙長柄的一端后再退出燃燒匙，即可制成螺旋狀。兩端注意分別留出一小截即可。難點(diǎn)2：將螺旋狀鐵絲的一端纏在火柴桿的末端，注意一定要纏緊，否則鐵絲容易脫落導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。難點(diǎn)3：用坩堝鉗的尖端夾緊鐵絲另一端，使鐵絲與坩堝鉗呈一直線便于順利伸入瓶內(nèi)。難點(diǎn)4：將火柴在酒精燈上點(diǎn)燃，待火柴桿快燃盡時(shí)再將鐵絲伸入瓶內(nèi)，若觀察到鐵絲燃燒、火星四射才算此實(shí)驗(yàn)成功。

易錯(cuò)點(diǎn)：學(xué)生往往將鐵絲過早伸入瓶內(nèi)，此時(shí)火柴燃燒更旺，現(xiàn)象十分明顯，學(xué)生還錯(cuò)誤地以為是鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)成功了，其實(shí)不然。另有學(xué)生等火柴桿燃盡后再將鐵絲緩慢伸入瓶內(nèi)，導(dǎo)致鐵絲溫度過低沒能燃燒起來。

針對(duì)上述難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，教師在預(yù)習(xí)課上要逐一講解并親自演示。事實(shí)證明，經(jīng)過預(yù)習(xí)和觀摩教師演示后的學(xué)生絕大部分都能順利完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)成功帶來的巨大成就感和喜悅感。許多學(xué)生也因此愛上化學(xué)。

③桌面整理。易錯(cuò)點(diǎn)：不收拾、不歸位、不倒垃圾甚至水池內(nèi)留有火柴桿、廢紙等直接離場。教師應(yīng)提醒組長帶領(lǐng)組員做好清理工作：將廢棄物品倒入指定位置，使用過的儀器要用試管刷清洗干凈后放回原位擺整齊，試劑瓶擺放整齊，標(biāo)簽朝向自己。桌面要用抹布擦洗干凈無水漬，水池干凈無垃圾，抹布清洗干凈后晾在指定地方，經(jīng)教師和指定負(fù)責(zé)人檢驗(yàn)合格后方可離開。

4.實(shí)驗(yàn)筆記與實(shí)驗(yàn)報(bào)告

在課堂有限的時(shí)間內(nèi)，正常出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可不記錄，反?，F(xiàn)象要著重記錄并分析原因，提出修改措施。實(shí)驗(yàn)筆記還需記錄實(shí)驗(yàn)過程中的重難點(diǎn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。這樣做有利于對(duì)知識(shí)的掌握。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，應(yīng)該各具特色，但學(xué)校統(tǒng)一定制的實(shí)驗(yàn)報(bào)告手冊(cè)有著統(tǒng)一格式，教師可鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)據(jù)實(shí)記錄并給予高分。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生誠實(shí)、創(chuàng)新的科學(xué)探究精神。

三、課后反思

盡管在課前進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備，但從實(shí)際效果來看，還是有很多地方值得改進(jìn)與提高。

1.課堂紀(jì)律問題。每個(gè)班里總有少數(shù)同學(xué)顯得特別興奮，大聲喧嘩，實(shí)驗(yàn)時(shí)手忙腳亂，導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)室亂哄哄的。在這樣的情景下如何深入思考，如何細(xì)致觀察？因此建議有多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)校，可把一個(gè)班分到不同的實(shí)驗(yàn)室，小班上課，效果會(huì)好很多。

2.加強(qiáng)巡視。教師要積極加強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各個(gè)小組存在的問題并及時(shí)糾正。對(duì)比較普遍的問題，可及時(shí)集中演示，讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)及時(shí)回到正確的軌道上來。

3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收。教師要注意觀察各個(gè)小組是否完成了規(guī)定的實(shí)驗(yàn)過程，這個(gè)過程包括實(shí)驗(yàn)儀器的清洗與擺放。對(duì)于完成的小組，教師要合理評(píng)價(jià)；未完成的小組，教師要引導(dǎo)其繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)。

4.深度學(xué)習(xí)。對(duì)于優(yōu)質(zhì)高效完成實(shí)驗(yàn)的小組，教師可以要求學(xué)生結(jié)合網(wǎng)上資料學(xué)習(xí)氧氣工業(yè)化的制取方法，并與實(shí)驗(yàn)室制氧氣方法進(jìn)行比較。通過這個(gè)深度學(xué)習(xí)，使得學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)室與工廠的差別，初步建立工程意識(shí)。這樣既擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，又能激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣。

總之，在上述實(shí)驗(yàn)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生連接裝置，掌握給物質(zhì)加熱的操作要領(lǐng)，學(xué)生學(xué)會(huì)觀察物質(zhì)燃燒時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、清洗和整理儀器、處理實(shí)驗(yàn)后的事情。學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)和環(huán)保觀念得以培養(yǎng)，通過小組合作探究學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到提高。

教師用心設(shè)計(jì)學(xué)生第一次的分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，能讓學(xué)生在安全有序的前提下順利完成實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)到化學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣和實(shí)驗(yàn)完成后的成就感。在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的操作能力、觀察能力、獨(dú)立思考能力、分析推理能力、合作探究能力得到極大提高，學(xué)科核心素養(yǎng)得到全面發(fā)展，效果突出。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：4