張鵬謙

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是化學(xué)知識(shí)傳授的重要途徑，還是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文以人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”為例，結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略進(jìn)行了討論。以期為初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與發(fā)展提供有益的參考和借鑒。

一、有效互動(dòng)，引出實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

氧氣的制法及實(shí)驗(yàn)操作是人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第二單元的重點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)化學(xué)以來(lái)遇到的第一種氣體的制取。如何引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手做好實(shí)驗(yàn)便成了重中之重。教師應(yīng)給學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)探究機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生正確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

教師可以按照“回顧→提出問(wèn)題→展示實(shí)驗(yàn)→尋求歸納→實(shí)驗(yàn)探究→比較總結(jié)→得出結(jié)論→拓寬眼界→激發(fā)興趣”的步驟及方法展開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

【問(wèn)題引入】空氣中含有哪些成分？能否從空氣中獲得氧氣？

學(xué)生：除了氮?dú)夂脱鯕?，空氣中還包含稀有氣體、二氧化碳等多種成分。至于從空氣中提取氧氣，答案顯然是可以的。

【設(shè)問(wèn)】那么，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)室中，我們通常是如何制取氧氣的呢？接下來(lái)，我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)深入探索這個(gè)問(wèn)題。

【實(shí)驗(yàn)】在本次實(shí)驗(yàn)中，我們同時(shí)使用酒精燈對(duì)過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳進(jìn)行加熱處理。隨后，我們嘗試將帶火星的木條伸入試管口，仔細(xì)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種變化。

【觀察記錄】過(guò)氧化氫溶液呈現(xiàn)出清澈透明的狀態(tài)，而二氧化錳則呈現(xiàn)出黑色的粉末狀。當(dāng)對(duì)過(guò)氧化氫溶液進(jìn)行加熱后，我們觀察到產(chǎn)生了少量的氣體，這些氣體使得原本帶火星的木條重新煥發(fā)出火焰。然而，對(duì)于同時(shí)加熱的二氧化錳，我們并未觀察到任何氣體的產(chǎn)生，帶火星的木條也并未出現(xiàn)任何變化。

【小結(jié)】用酒精燈加熱過(guò)氧化氫溶液時(shí)產(chǎn)生氧氣。加熱二氧化錳不產(chǎn)生氧氣。

【引入新課】氧氣的重要性無(wú)需多言，但該如何制取它呢？這正是我們接下來(lái)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓我們一同揭開(kāi)氧氣的制取方法的神秘面紗吧。

【實(shí)驗(yàn)】

1.我們先將5毫升濃度為5％的過(guò)氧化氫溶液注入試管中，不施加任何加熱操作，隨后我們小心翼翼地將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，仔細(xì)觀察木條是否重新煥發(fā)火焰？

2.我們輕緩地將裝有過(guò)氧化氫溶液的試管進(jìn)行加熱，并細(xì)心記錄這一過(guò)程中產(chǎn)生的所有現(xiàn)象。隨后，我們?cè)俅螌Щ鹦堑哪緱l伸進(jìn)試管，認(rèn)真觀察并記錄所發(fā)生的變化。

3.我們?cè)诹硪恢г嚬苤幸布尤肓?毫升濃度為5％的過(guò)氧化氫溶液，并特別添加了少量的二氧化錳。接著，我們同樣將帶火星的木條伸進(jìn)試管，耐心觀察并記錄此時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。

【注意】學(xué)生在進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)時(shí)必須保持高度的專注力，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的每個(gè)細(xì)節(jié)，積極思考并嘗試解答實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，以便更深入地理解實(shí)驗(yàn)原理。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】

1.不加熱過(guò)氧化氫溶液時(shí)，帶火星的木條不能復(fù)燃，說(shuō)明沒(méi)有氧氣放出。

2.加熱過(guò)氧化氫溶液時(shí)，帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明過(guò)氧化氫溶液受熱時(shí)能產(chǎn)生氧氣。

3.不加熱，但在過(guò)氧化氫溶液中加入二氧化錳，帶有火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明在常溫下過(guò)氧化氫溶液遇到二氧化錳時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧氣。

在實(shí)驗(yàn)中，教師可提問(wèn)，并引導(dǎo)學(xué)生思考和回答。

師：什么叫反應(yīng)物？

生：參加反應(yīng)的物質(zhì)。

師：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)，是不是某一種反應(yīng)物可以有也可以無(wú)呢？

生：不，必須有。

教師總結(jié)：只要有一種化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物一定是存在的。但是，在用過(guò)氧化氧溶液生產(chǎn)氧氣的過(guò)程中，加入二氧化錳在沒(méi)有加熱的情況下也能生成氧氣。沒(méi)有二氧化錳加熱過(guò)氧化氫溶液也能產(chǎn)生氧氣，可見(jiàn)二氧化錳不是一種必須有的物質(zhì)，它也就不是一種反應(yīng)物，而是一種催化物。

【過(guò)渡】實(shí)驗(yàn)室制氧氣的方法是否僅此一種呢？非也。實(shí)驗(yàn)室中可以用多種方法來(lái)制取氧氣。下面，我們就介紹實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的另一種方法——加熱高錳酸鉀制取氧氣。

實(shí)驗(yàn)中有效的互動(dòng)可以讓教師及時(shí)講解知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生一邊觀察教師實(shí)驗(yàn)，一邊緊緊跟隨實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及進(jìn)展，能夠有效提高上課效率，提升學(xué)習(xí)效果。

二、引導(dǎo)探索，激發(fā)學(xué)生的好奇心

在新課標(biāo)導(dǎo)向下，初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅注重知識(shí)的傳遞，還強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生好奇心和探究能力的培養(yǎng)。為此，教師需要精心設(shè)計(jì)富有探索性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目旨在引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題，并鼓勵(lì)他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找答案。

教師可以在教學(xué)中提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的探索欲。如何獲得氧氣？怎樣驗(yàn)證得到的氣體是氧氣？為什么氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃？這些問(wèn)題像磁石一樣吸引著學(xué)生去深入探索。學(xué)生渴望通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)找到答案，渴望通過(guò)自己的雙手來(lái)驗(yàn)證書(shū)本上的知識(shí)。這種探究過(guò)程不僅讓學(xué)生更深入地理解了氧氣的性質(zhì)，還培養(yǎng)了他們的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。以學(xué)生實(shí)驗(yàn)“加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣”為例。

★探究點(diǎn)一 加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣

提出問(wèn)題：在實(shí)驗(yàn)室中，我們采用加熱高錳酸鉀的方法來(lái)制取氧氣。在此過(guò)程中，我們使用了哪些實(shí)驗(yàn)器材？實(shí)驗(yàn)裝置中，哪部分是用于產(chǎn)生氧氣的？哪部分是用于收集氧氣的？為何我們可以選擇排水法來(lái)收集氧氣？

討論交流：結(jié)合我們之前學(xué)習(xí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技巧，以及氧氣的物理和化學(xué)性質(zhì)來(lái)進(jìn)行深入的探討和總結(jié)。

【歸納總結(jié)】

1．反應(yīng)原理：

高錳酸鉀■錳酸鉀+二氧化錳+氧氣

2．實(shí)驗(yàn)裝置：（除了基本的實(shí)驗(yàn)器材外，若使用氯酸鉀作為原料，試管口則無(wú)需放置棉花，以避免堵塞。）

3．收集方法：由于氧氣不易溶于水，我們常采用排水法來(lái)收集，以獲得更純凈的氧氣。同時(shí)，由于氧氣的密度大于空氣，我們也可以選擇向上排空氣法來(lái)收集更為干燥的氧氣。

4.操作步驟：將操作步驟簡(jiǎn)化為“查裝定點(diǎn)收離熄”，諧音記憶為“茶莊定點(diǎn)收利息”。

5．檢驗(yàn)方法：為了驗(yàn)證收集到的是否為氧氣，我們可以將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條迅速?gòu)?fù)燃，則證明收集到的是氧氣。

學(xué)生通過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，親手制取出維持生命的氣體，這種體驗(yàn)無(wú)疑為他們帶來(lái)了極大的興奮和滿足。當(dāng)學(xué)生看到氧氣從試管中緩緩冒出，那種直觀的感受和成就感讓他們對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。

三、實(shí)踐操作，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能

化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作不僅關(guān)乎學(xué)生的技能學(xué)習(xí)，還與實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性和效率緊密相連。為了確保實(shí)驗(yàn)的安全性，教師需要在實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)操作的規(guī)范性，確保每個(gè)步驟都準(zhǔn)確無(wú)誤。學(xué)生通過(guò)反復(fù)實(shí)踐，不僅能夠熟悉實(shí)驗(yàn)流程、避免失誤操作，還能夠逐漸掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，從而提高實(shí)驗(yàn)效率。

在“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)中，教師組織學(xué)生進(jìn)行第二個(gè)探究實(shí)驗(yàn)“木炭和鐵絲在氧氣中燃燒”，教師要詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，要求學(xué)生具備精準(zhǔn)的操作技巧。學(xué)生通過(guò)反復(fù)實(shí)踐能夠逐漸掌握如何使用坩堝鉗，如何安全使用酒精燈確保既能夠獲得足夠的氧氣量，又能避免試管破裂或產(chǎn)生有害氣體。這種技能的掌握不僅增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，還為他們后續(xù)學(xué)習(xí)氧氣的其他性質(zhì)和應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

★探究點(diǎn)二 木炭和鐵絲在氧氣中燃燒

提出問(wèn)題：當(dāng)我們采用前述方法成功制取兩集氣瓶氧氣后，若將木炭和鐵絲分別置于其中進(jìn)行燃燒，它們會(huì)產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象？

討論交流：我們將深入探討實(shí)驗(yàn)的基本操作，并對(duì)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行歸納與總結(jié)，以便進(jìn)一步加深對(duì)氧氣性質(zhì)的理解。

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：1.我們使用坩堝鉗夾取適量木炭，并在酒精燈上加熱至其呈現(xiàn)熾熱狀態(tài)（請(qǐng)務(wù)必注意安全，避免燙傷）。隨后，我們迅速將熾熱的木炭插入盛有氧氣的集氣瓶中，并仔細(xì)觀察其燃燒時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象。待木炭燃燒完畢后，我們向集氣瓶中加入適量的澄清石灰水，并進(jìn)行振蕩，以觀察石灰水與燃燒產(chǎn)物之間的反應(yīng)現(xiàn)象。

2.我們點(diǎn)燃火柴，并小心翼翼地將其固定在螺旋狀的細(xì)鐵絲底部（操作時(shí)請(qǐng)保持警惕，注意防火安全）。然后，我們將固定有火柴的細(xì)鐵絲緩緩插入盛有氧氣的集氣瓶中，并仔細(xì)觀察細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒時(shí)的各種現(xiàn)象。

【歸納總結(jié)】

在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)安全意識(shí)以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。特別是在“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”這樣涉及火源和高溫操作的實(shí)驗(yàn)中，安全意識(shí)的培養(yǎng)顯得尤為重要。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，教師需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全的重要性，讓他們明白每個(gè)操作都關(guān)系到自身和他人的安全。在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)始前，教師要詳細(xì)講解如何正確使用火源，以避免火災(zāi)或燙傷的發(fā)生。

四、合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

在新課標(biāo)指導(dǎo)下的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，合作學(xué)習(xí)不僅是一種教學(xué)策略，還是一種培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要方式。教師將學(xué)生分成小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅提高了實(shí)驗(yàn)的效率和趣味性，還為學(xué)生提供了一個(gè)難得的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通的機(jī)會(huì)。以“氧氣的性質(zhì)探索”實(shí)驗(yàn)為例，教師將學(xué)生分成小組，讓他們通過(guò)合作學(xué)習(xí)的方式深入探索氧氣的性質(zhì)。

第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是木炭燃燒后向集氣瓶中導(dǎo)入少量澄清石灰水。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生首先需要充分討論，確定實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)步驟和每個(gè)成員的具體職責(zé)。有的成員負(fù)責(zé)用坩堝鉗夾住點(diǎn)燃的木炭放入集氣瓶中，確保木炭能夠充分燃燒；有的成員負(fù)責(zé)在集氣瓶中導(dǎo)入適量的澄清石灰水，以便觀察燃燒后產(chǎn)生的氣體與石灰水的反應(yīng)；還有的成員則負(fù)責(zé)觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，包括木炭燃燒的情況、火焰的顏色和形狀以及石灰水是否變渾濁等。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要頻繁地進(jìn)行溝通。例如，當(dāng)木炭燃燒不穩(wěn)定時(shí)，負(fù)責(zé)操作的成員會(huì)及時(shí)告訴其他成員，并一起討論可能的原因和解決辦法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，負(fù)責(zé)操作的成員會(huì)及時(shí)向其他成員報(bào)告火柴燃燒的情況，包括火焰的顏色和形狀等。其他成員則會(huì)根據(jù)這些信息來(lái)觀察和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在完成了“氧氣的性質(zhì)探索”實(shí)驗(yàn)后，每個(gè)小組的成員都充滿了熱情和好奇心，通過(guò)交流和討論，他們能夠更深入地理解氧氣的性質(zhì)，并提升自己的批判性思維和創(chuàng)新能力。負(fù)責(zé)觀察和記錄的學(xué)生首先開(kāi)始描述他們的觀察結(jié)果，他們?cè)敿?xì)描述了木炭燃燒時(shí)的火焰顏色、形狀以及燃燒速度，還有在木炭燃燒后的氣體中通入澄清石灰水時(shí)，石灰水變渾濁的現(xiàn)象。

總之，教師需要繼續(xù)探索和實(shí)踐更符合新課標(biāo)要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)，為他們的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，也希望廣大教育工作者能夠共同關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué)，共同推動(dòng)化學(xué)教育的改革和發(fā)展。

（作者單位：甘肅省靜寧縣威戎中學(xué)）

編輯：趙文靜