在初中化学教材中, 有关气体的实验室制法引申出去的题型种类特别多。因此气体的实验室制法在初中化学中占据的地位非常重要, 它对激发学生化学学习的兴趣, 掌握方法、形成一定的技能和能力均将产生很大的影响, 对此, 我们经过反复实践认为, 在教学中采用“实验探究模式”, 可取得明显的实效。因此, 本文以氧气的实验室制法为例, 浅析一下气体实验室制法的相关知识, 以加强学生的综合分析能力。
1“实验探究模式”的优点
所谓“实验探究模式”, 是指学生在教师的引发下, 运用已有的知识和技能, 充当新知识的探索者和发现者的角色, 通过自己设计方案, 进行操作实验, 去探索问题和解决问题的一种教学模式。这一教学模式具有下述三个优点。
1.2 有利于充分发挥学生的主体作用
“实验探究教学”模式与传统教学模式最大的不同, 就在于学生在足够的时间和空间范围内, 由自己来确定时间的分配, 进行方案设计并进行实验操作。在这样的学习氛围中, 学生就能真正感受到自己是学习的主人, 由此激发其主动参与的热情。
1.3 有利于培养学生的学习兴趣
《化学教学大纲》明确指出:“初三化学的首要任务在于培养学生学习化学的兴趣”。因为实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣, 才具有一定的稳定性和持久性。实践证明, 实施“实验探究模式”既可促使学生形成对化学学习的持久兴趣, 同时又可激发学生的求知欲。
1.4 将利于充分挖掘学生的潜力, 培养其创造思维能力
“实验探究教学”模式能给学生提供主动探求知识的宽松环境, 让他们在成功的设计和实验操作的愉悦情绪下, 通过自己的实验操作和验证, 积极地去思考去探索, 从中就会迸发出更多的智慧和灵感。如果坚持不断地加以训练, 就十分有益于学生创造思维能力的培养。
2 “氧气实验室制法”的设计
采用“实验探究教学”模式进行教学时, 首先教师应根据教学内容和学生的实际, 精心设计教学过程。在每一个教学环节的安排上, 都应充分考虑如何让所有学生都能动手动脑, 保证他们有足够的思维空间。其次是对整个教学内容的安排要体现出层次性, 要面对全体学生, 注重培养他们的创造思维能力。仅就“氧气实验室制法”的教学而言, 可打破现有教材的先后顺序, 针对初三学生的年龄特征和认知规律, 分如下四个阶段进行教学, 即:
第一阶段:接触性阶段, 又可视为入门阶段。氧气是一种常见气体, 在初中化学中占有很重要的地位。学生们可以根据氧气的实验室制法和性质, 充分了解初中阶段气体学习的大体框架。先通过接触实验药品来初步认识氧气的制法。
将学生分组, 分别认识实验所需要的药品:H2O2 (MnO2) 与KClO3 (MnO2) 或KMnO4固体。一般是应用KMnO4较多。请同学们观察一下药品的状态、颜色等等。H2O2为液态, 其余的KClO3、KMnO4、MnO2都是固体。在这一阶段, 主要是使学生产生对化学药品的亲近感, 让他们会认识并敢于接触化学药品, 为下一步实施“实验探究教学”做好心理准备和基础知识的铺垫。
第二阶段:直观感知阶段。观察药品后, 请同学们阅读课本, 找出本实验所涉及到的反应原理。分别为:
其中, H2O2、KClO3都需要MnO2做催化剂。因此, 此处又提出“催化剂”的问题:什么是“催化剂”?“催化剂”在反应中起的作用是什么?“催化剂”在反应中的质量和化学性质有什么变化?
第三阶段:理论感知阶段。实验室制取氧气的方法有两种, 一种是H2O2与MnO2为原料, 使用的反应仪器有:锥形瓶、长颈漏斗、导气管、集气瓶、橡胶管。其实验装置如图1:
其中, 锥形瓶中盛放固体MnO2, 而H2O2通过长颈漏斗进入锥形瓶。
一种以KMnO4或KClO3 (MnO2) 为原料, 使用的反应仪器为:铁架台 (带铁夹) 、试管、酒精灯、导管、集气瓶、橡胶管。其实验装置如图2:
其中, 固体药品盛放在试管中, 使用加热装置酒精灯, 同时注意加热过程中的注意事项。
提问: (1) 氧气为何可以采取向上排空气法或排水法?
(2) 药品状态和实验装置的选择有何关系?
第四阶段:应用和创造阶段。通过前三个阶段的学习, 学生对氧气实验室制法的认识已较为深刻了。此时, 就可引导学生对此实验自己动手, 制取出氧气。
对于铁架台、铁夹等, 学生们是第一次亲自操作, 个别学生可能连紧固螺栓的方向也搞不清楚, 因此可以让他们多做几次空白实验。
要求学生认真预习实验步骤和注意事项, 提醒学生注意以下几点:
(1) 检查装置气密性;
(2) 加入高锰酸钾, 使之倾斜地铺在管底, 不要让它堆积在底部;
(3) 按顺序装配仪器, 并注意铁夹夹在离管口三分之一处, 试管口要稍微向下倾斜;
(4) 加热时, 要把试管均匀预热, 然后集中在试管有药品地部分加热, 并缓慢向管底方向移动, 使氧气平稳放出, 便于收集;
(5) 开始加热时排出的是空气, 当气泡连续并均匀的放出时, 才是氧气, 这时才能进行收集;
(6) 停止加热时, 要先将导管从水中撤出, 然后再移走酒精灯;
但是, 在有关氧气制取的教学, 在实验中要注意交代清楚以下几个问题:
(1) 介绍排水集气法的操作原理和过程, 说明为什么氧气可用排水法收集。哪一类气体可以用排水法收集?
(2) 用带有火星的木条去检验氧气, 是鉴定氧气的一种常用方法。
3 实施“实验探究教学”模式的效果
我们认为, 在本节教学中实施“实验探究模式”, 是寓科学方法教育于化学教学之中的体现。它充分发挥了学生的主体作用, 培养了独立思考的能力和创造思维的能力, 促进了学生智力与非智力因素的同步发展。结果显示: (1) 在掌握知识方面, 学生们认为, 由自己或师生交替操作实验, 更有利于掌握实验技能; (2) 在培养学习兴趣方面, 学生们很多都喜欢上“实验探究”化学课; (3) 在培养学生科学品质方面效果明显。过去, 能够镇定沉着地操作实验的学生仅占少数, 而在实施“实验探究教学”模式之后, 有超过半数的学生能够熟练地独立地进行实验操作。
在“实验探究”中学习, 完全符合初三学生的年龄特征和认知规律。在这里, 教师既教给了学生有关的知识, 又培养了学生运用这些知识的能力、实践能力和创造能力。
摘要：在初中化学教材中, 气体的实验室制法占据的地位非常重要, 因此, 本文以氧气的实验室制法为例, 在教学中采用“实验探究模式”, 通过学生探究实验现象产生的原因, 锻炼他们的动手动脑能力和创造思维能力。
关键词：实验探究模式,学生的主体作用