《測(cè)定空氣中氧氣含量》案例及反思

陳勇++楊芳權(quán)

[摘 要]

借助“問題導(dǎo)學(xué)法”，讓學(xué)生驗(yàn)證拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分層有序開展實(shí)驗(yàn)，有效幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，提高學(xué)生思維能力及解決問題能力。

[關(guān)鍵詞]

氧氣含量；問題導(dǎo)學(xué)；反思

一、引言

作為輔助學(xué)生建構(gòu)化學(xué)知識(shí)重要手段的演示實(shí)驗(yàn)，在整個(gè)教學(xué)過程中具有重要意義。只有充分挖掘演示實(shí)驗(yàn)背后的潛在價(jià)值，才能有效提高課堂效率。

筆者在給學(xué)生演示《測(cè)定空氣中氧氣含量》（人教版九年級(jí)上冊(cè)實(shí)驗(yàn)2-1）的過程中，采取的多是演示加講解的常規(guī)方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能從該演示實(shí)驗(yàn)中建構(gòu)起來的知識(shí)非常有限。在大量研究了前輩們的優(yōu)秀教案之后，筆者嘗試著在該演示實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用“問題導(dǎo)學(xué)法”，并在一定程度上獲得了較好的教學(xué)感受?，F(xiàn)將其整理成文，希望能與各位同行分享。

二、案例描述

在學(xué)生當(dāng)堂閱讀教材中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，展開下列課程學(xué)習(xí)：

環(huán)節(jié)一：借助簡單實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解實(shí)驗(yàn)原理

教師展示一個(gè)立有一根香的培養(yǎng)皿，問：“如果往燃著的香上扣一支試管，能看到什么現(xiàn)象？”

學(xué)生很輕松地回答：“香會(huì)熄滅。”

“為什么呢？”

依然很輕松：“因?yàn)槿毖酢！?/p>

教師往培養(yǎng)皿中注水，再問：“如果往燃著的香上扣一支試管，除了香會(huì)熄滅，我們還能看到什么現(xiàn)象呢？”

學(xué)生稍作思考后，回答：“水面會(huì)上升?！?/p>

“為什么呢？”

部分學(xué)生很肯定的口吻：“試管內(nèi)氧氣被消耗，氣壓降低了?！薄ㄟ^進(jìn)一步討論，學(xué)生達(dá)成一致看法：水上升的體積約等于氣體減少的體積。

教師板書：水上升的體積=氣體減少的體積。

環(huán)節(jié)二：引入實(shí)驗(yàn)裝置，準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)

教師講授：“為了更為精準(zhǔn)地驗(yàn)證拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教材為我們提供了實(shí)驗(yàn)2-1的一套裝置。請(qǐng)大家結(jié)合我們剛剛總結(jié)的這個(gè)等量關(guān)系（指向黑板），先研究一下這套裝置的工作原理。”

學(xué)生小組討論后，請(qǐng)代表總結(jié)發(fā)言：“這套裝置的工作原理，主要是通過紅磷燃燒，消耗集氣瓶中的氧氣，然后通過吸入集氣瓶中水的體積，來確定集氣瓶中氧氣的體積?！?/p>

環(huán)節(jié)三：“問題導(dǎo)學(xué)法”在該演示實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

教師：“既然大家已經(jīng)了解了該裝置的工作原理，在老師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)前，請(qǐng)大家再思考下列幾個(gè)問題?！?/p>

投影顯示：

①實(shí)驗(yàn)前是否需要檢驗(yàn)裝置氣密性？若需要，該如何檢驗(yàn)？

②用什么方法，可以將集氣瓶中的空間均分成五等份？

③集氣瓶中預(yù)留少量水，可能是做何用？

④我們?nèi)绾芜x擇耗氧劑？蠟燭、小動(dòng)物等都能消耗氧氣，他們可否用于該實(shí)驗(yàn)？為什么？

⑤教材為我們提供了紅磷，你覺得紅磷燃燒的產(chǎn)物應(yīng)該是什么狀態(tài)？試驗(yàn)中，它的用量有什么要求嗎？

⑥如果讓你進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，你的操作流程如何？

⑦如果實(shí)驗(yàn)成功，你可能觀察到什么現(xiàn)象？

學(xué)生小組討論后，請(qǐng)學(xué)生代表發(fā)言。教師適時(shí)提示、補(bǔ)充，最后總結(jié)：

①需要檢查氣密性，方法與實(shí)驗(yàn)1-7類似；

②將集氣瓶灌滿水后，均分其中的水，就可以達(dá)到均分集氣瓶中空間的目的；

③預(yù)留的水可能是為了保護(hù)瓶底，也可能是為了吸收磷的燃燒產(chǎn)物；

④耗氧劑的選擇原則是：不僅只能充分消耗氧氣，還不能產(chǎn)生其他氣體；依此原則，蠟燭和小動(dòng)物都不能用于實(shí)驗(yàn)。并且不難推測(cè)，紅磷燃燒的產(chǎn)物不會(huì)是氣態(tài)；而且，為了將氧氣完全消耗，試驗(yàn)中必須放置過量紅磷；

⑤實(shí)驗(yàn)操作中，為了防止氮?dú)馐軣崽右?，?shí)驗(yàn)前必須夾緊止水夾；為了試驗(yàn)后集氣瓶能將水順利吸入，打開止水夾前，必須等集氣瓶冷卻，瓶中氮?dú)鈮簭?qiáng)下降；

⑥如果實(shí)驗(yàn)成功，將能看到進(jìn)入集氣瓶中的水的體積，約占集氣瓶總體積的五分之一。

……

教師進(jìn)行驗(yàn)證性演示實(shí)驗(yàn)。

……

三、案例分析

在以前的教學(xué)過程中，每次學(xué)到這部分內(nèi)容，筆者主要都是邊演示、邊講解。結(jié)果，學(xué)生表面上看積極性非常高，但其中只有少部分同學(xué)能較好理解掌握，多數(shù)同學(xué)都是上課時(shí)看熱鬧，下課了再背實(shí)驗(yàn)。這樣的教學(xué)模式，不僅老師教起來很累，而且學(xué)生學(xué)得也太被動(dòng)，教學(xué)效果很不理想。通過“問題導(dǎo)學(xué)法”的引入，這種狀況幾乎被完全打破。

首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)不再被動(dòng)。在這次試驗(yàn)過程中，課堂上沒有了教師的權(quán)威性，而是通過合作對(duì)話來進(jìn)行理性的分析。學(xué)生和教師之間不存在主體與主導(dǎo)的關(guān)系，而都是平等的合作者和分享者。在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，所有結(jié)論都是通過學(xué)生自己討論分析得出，他們不僅可以清晰地記住實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，還能較明晰地理解這個(gè)結(jié)論的來由，更重要的是，他們還同時(shí)學(xué)會(huì)了思考類似問題的方法。

例如，原來在學(xué)完本章內(nèi)容后，當(dāng)被問及：“為何木炭、硫等可燃物不適合用于本實(shí)驗(yàn)”時(shí)，學(xué)生總是很難答上來，因?yàn)樵诖饲暗膶W(xué)習(xí)中，并沒有提及木炭和硫的燃燒。而通過本節(jié)課的討論，學(xué)生已經(jīng)知道：“選擇耗氧劑的原則”，并且這個(gè)原則是他們通過討論得出。那么，在以后的學(xué)習(xí)中就不難判斷：反應(yīng)后，有其他氣體生成的碳和硫都不能直接用于本實(shí)驗(yàn)。甚至，在后來的學(xué)習(xí)過程中，他們還能判斷：能與氮?dú)夥磻?yīng)的鎂條，也不能直接用于該實(shí)驗(yàn)。以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生思考、學(xué)習(xí)，真正達(dá)到舉一反三之功效。

其次，這樣的高效課堂，對(duì)教師的備課思維也提出了一定挑戰(zhàn)。在整個(gè)備課的過程中，教師不僅要先明確目標(biāo)，了解整個(gè)知識(shí)體系，還必須將自己的思維放低到學(xué)生的層面，將整個(gè)知識(shí)目標(biāo)劃分為一個(gè)個(gè)學(xué)生力所能及的階梯，然后有針對(duì)性地設(shè)計(jì)相應(yīng)的問題，引導(dǎo)學(xué)生去進(jìn)行有效的知識(shí)建構(gòu)。

在設(shè)計(jì)本堂課的導(dǎo)學(xué)問題時(shí)，筆者就在這方面頗費(fèi)心思。首先，開篇的第一題不能太難，以免打擊學(xué)生積極性，于是，筆者先安排了一個(gè)檢查氣密性的簡單問題；隨后，問題的難度慢慢增大，耗氧劑的選擇，再到想象中的實(shí)驗(yàn)操作流程。這類問題，對(duì)學(xué)生來說是有一定挑戰(zhàn)性的，畢竟，他們手上都沒有真實(shí)的裝置可以進(jìn)行試驗(yàn)。至于止水夾何時(shí)關(guān)閉、何時(shí)打開的問題，則是筆者故意給他們?cè)O(shè)置的陷阱，只有當(dāng)他們思維足夠縝密時(shí)，才有可能被發(fā)現(xiàn)。事實(shí)也證明，在沒有更多提示的情況下，大部分同學(xué)都將止水夾的作用忽略了。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]鄭長龍.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新視野[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]張升暉，楊春梅.化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：中國計(jì)量出版社，2007.

（責(zé)任編輯：張華偉）