氧氣制取實驗素材的挖掘與創(chuàng)新

劉振中

（平?jīng)鍪械谄咧袑W(xué) 甘肅 平?jīng)?744000）

化學(xué)是以一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。挖掘和創(chuàng)新實驗情景素材是優(yōu)化實驗教學(xué)的有效“催化劑”。初中化學(xué)教科書中的化學(xué)實驗素材即教材中重要的實驗情景要素。本文以教材中“氧氣制取實驗”為例，進(jìn)行對實驗素材的合理挖掘和科學(xué)創(chuàng)新，優(yōu)化實驗教學(xué)探究，達(dá)到實驗情景素材與化學(xué)教學(xué)有效結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量。

一、高錳酸鉀制取氧氣實驗素材的挖掘與創(chuàng)新

1．素材挖掘

高錳酸鉀制取氧氣的實驗是人教版九年級化學(xué)新教材化學(xué)實驗素材中教師課堂要演示的實驗（教材第37 頁）， 也是學(xué)生8 個分組實驗探究活動之一 （教材第45 頁，如圖1）。但在學(xué)生分組實驗時存在很多問題：第一，實驗準(zhǔn)備工作量較大，需要教師提前準(zhǔn)備大試管、拉制玻璃彎管，對配制橡膠塞進(jìn)行打孔。第二，實驗操作中儀器連接的接口較多，特別是玻璃管與橡膠塞封口處有時還需蠟封，操作麻煩，占用時間較長。第三，學(xué)生在實驗操作中往往不注重棉花的具體位置，要么堵塞導(dǎo)管、要么太靠中間，甚至遺忘放棉花。

2．素材創(chuàng)新

用具支試管代替大試管；用現(xiàn)成的“V”型玻璃彎管代替自制的圓角玻璃彎管；直接用橡膠管連接具支試管的支管和“V”型玻璃彎管；棉花放在具支試管的支管的前面（如圖2 所示）。

3．創(chuàng)新優(yōu)勢

圖1

圖2

（1） 膠塞不需打孔，減輕了老師在準(zhǔn)備學(xué)生實驗時大量的對塞子打孔和玻璃導(dǎo)管切割及對玻璃彎管的拉制的實驗工作量。

（2） 簡化了學(xué)生用乳膠管連接兩個玻璃彎管、玻璃管與橡膠塞連接的繁雜操作，同時安全，避免了玻璃儀器的損壞。

（3）實驗中將三處連接改為兩處連接，降低了裝置可能漏氣的環(huán)節(jié)，提高了裝置的氣密性，節(jié)省了實驗操作時間。

（4）強(qiáng)調(diào)棉花的放置位置，體現(xiàn)了棉花的作用，突出了本實驗中學(xué)生最容易出錯或遺忘的知識難點。

二、氯酸鉀制取氧氣實驗素材的挖掘與創(chuàng)新

1．素材挖掘

人教版九年級化學(xué)新教材上冊第39 頁提到：實驗室還可以通過加熱混有二氧化錳的氯酸鉀固體制取氧氣，二氧化錳在反應(yīng)中也是催化劑，卻淡化了實驗裝置及其操作。大多數(shù)教師在教學(xué)中往往是將二氧化錳與氯酸鉀按一定比例混合加熱進(jìn)行演示實驗，以突破實驗原理，激發(fā)學(xué)生的興趣。但存在的問題是不能有效地突破二氧化錳的催化作用和加熱溫度高低對實驗效果的影響。如果開展獨立對比實驗，操作比較麻煩，且受實驗時間的影響，拉開了實驗的可比性。

2．素材創(chuàng)新

實驗室里用氯酸鉀制取氧氣和探究二氧化錳催化作用的實驗中，反應(yīng)的速率往往與加熱的溫度有關(guān)。因此， 只要控制加熱的溫度，就能控制反應(yīng)的快慢。我們可采用“管中套管”的裝置模式（如圖3 所示），進(jìn)行同時加熱。由于大小試管受熱溫度不同，就會產(chǎn)生不同的實驗效果。

圖3

在具支試管內(nèi)裝入氯酸鉀，在小試管中裝入等量的氯酸鉀和二氧化錳混合物。經(jīng)加熱，將a、b 處產(chǎn)生的氣體分別通過橡膠管通入水槽中，觀察水槽中氣泡冒出的快慢。本應(yīng)a 處產(chǎn)生的氣體要比b 處產(chǎn)生的速度要快，但由于小試管中加入了催化劑，反而b 處產(chǎn)生氣體的速度快。就可以得出間接受熱的氯酸鉀和二氧化錳的混合物反應(yīng)速率比直接受熱的氯酸鉀分解速率反而會更快，從而得出二氧化錳具有催化作用。

3．創(chuàng)新優(yōu)勢

（1）縮短了課堂演示實驗時間，增大了課堂容量，提升了課堂教學(xué)效果。

（2）實驗結(jié)論更具有說服力，突破該反應(yīng)中二氧化錳催化作用的知識難點。

（3）實驗現(xiàn)象明顯，易于比較，教學(xué)效果更直觀，提高了學(xué)生的探究興趣。

（4）在教學(xué)設(shè)計上將同一物質(zhì)的不同性質(zhì)簡化在一個裝置中完成，避免重復(fù)，既簡化了實驗操作，又使實驗對比性更強(qiáng)。

實踐證明，在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師要善于利用和完善教材中的實驗素材， 合理挖掘教材隱藏素材，重視創(chuàng)新實驗情景教學(xué)，使課本知識鮮活生動，讓知識在更好的情景中被學(xué)生重新建構(gòu)并獲得意義。這樣既突出化學(xué)學(xué)科教學(xué)的明顯特征，又營造了化學(xué)思維和化學(xué)創(chuàng)新的良好氛圍。對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低知識建構(gòu)難度，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力大有裨益。

［1］姜遠(yuǎn)桓，梁新民，李細(xì)華．具支試管的妙用［J］．實驗教學(xué)與儀器，2010，（09）

［2］景澤強(qiáng)．初中化學(xué)實驗教學(xué)指導(dǎo)書［M］．北京：教育科學(xué)出版社，2010