《氧氣的制取》實驗的課堂創新及分析
剛開學不久的某一天,我在化學實驗室講授《制取氧氣》一課,演示《九年級化學》(上冊) [實驗2—5]。(由于這是一個課本演示實驗,按照慣例,書本實驗一般都能成功。所以我也沒多在意,也沒有多加思考就直接在課堂上進行演示。)
(附:實驗2—5內容:
Ⅰ、在試管中加入5ml 5%的過氧化氫溶液,把帶火星的木條伸入試管,木條是否復燃?
Ⅱ、微微加熱裝有過氧化氫溶液的試管,有什么現象發生?把帶火星的木條伸入試管,觀察發生的現象。
Ⅲ、在另一支試管中加入5ml 5%的過氧化氫溶液,并加入少許二氧化錳,把帶火星的木條伸入試管,觀察發生的現象。)
當做到【實驗Ⅱ】(微微加熱裝有過氧化氫溶液的試管,產生能使帶火星木條復燃的氣體)時,卻始終檢驗不出氧氣。此時,教室里一片寂靜,弄得我也很尷尬。我在想:“問題到底出在哪里呢?難道書上的實驗有問題嗎?”此時我陷入了窘境,怎么辦?難道我直接把實驗本質告訴學生嗎,可是我又有點不甘心就這樣放棄,同時學生們又會怎樣想呢?會說老師在編實驗結論?在我患得患失的思想斗爭下,我決定與學生一起來尋找原因,碰巧也可以鍛煉學生的探究能力,由于新教材理念就是要體現學生的探究精神。
師: “同學們,老師的這個演示實驗失敗了,無法將這個實驗的真實現象展現給大家,請大家想想辦法幫幫老師,讓我們一起來尋找實驗失敗的原因。”于是同學們七嘴八舌地爭論著,有合理也有不合理的。
生:“老師,你有沒有拿錯藥品。”
師:拿起那瓶過氧化氫溶液,看了看標簽說:“沒錯。”
生:“是不是加熱不充分,過氧化氫沒有發生反應,根本就沒有氣體產生。”
(這時我大感高興,因為我感覺學生已進入到探究的氛圍中,真正融化進來了。)
師:“既然你們提出了這個猜想,那我們就通過實驗來驗證吧。”
師:取出了一支試管,向其中加入了5ml 5%的過氧化氫溶液,在原有的基礎上延長了加熱時間。
生:“看,有氣泡產生!”
(剛才的學生提出的猜想不攻而破。)
師:“那還有沒有其它的原因呢?”
學生們來勁了,自覺的把頭聚到一起,討論開了,頓時教室里一片沸騰。
生:“可能產生的氣體不是氧氣。”
生:“可能是過氧化氫溶液的濃度不夠,產生氧氣的量不足。”
(這時,我及時肯定了大家猜想,表揚了大家這種積極動腦、參與探究的熱情。)
師:“這樣吧,大家也不要爭了,我們還是通過實驗來驗證吧。”
師:取出了一支試管,向當中加入了比剛才更濃的5ml 20%的過氧化氫溶液,加熱,這時大量的氣泡冒出,于是我慢慢地把帶火星的木條伸入了試管中。
(本來我以為會成功的,可是帶火星的木條像是在跟我作對似的,一點反應都沒有。)
生:“哎!”實驗又失敗了。
師長嘆了一聲:“在加熱時,確實有氣體產生,卻不能使帶火星的木條復燃。即使提高過氧化氫溶液的濃度,產生的氣體也不能使帶火星的木條復燃,難道剛才真的不是氧氣嗎。”
生:“是氧氣,只是可能產生的氧氣中含有大量的水蒸氣。”
(聽到這個猜想我差點跳起來,完全出乎我的意料。對啊,我怎么沒想到呢!)
師:“好,你的想法非常好,那么我們能否設計一個實驗,來證明這種氣體是不是氧氣呢?”
學生陷入了沉思……
生:“可以將產生的氣體收集起來再檢驗。”
生:“收集起來檢驗不是跟剛才檢驗一樣嗎?”
生:“將產生的氣體干燥后再檢驗。”
(我驚奇于學生思維的活躍性和勇氣的可嘉性,我不知不覺地加入了他們討論的行列。)
師:“怎么來干燥氣體呢?可能大家以前沒有接觸過干燥氣體的方法,下面我就介紹一種干燥裝置。”
師:取出球形干燥管,作了一個簡單的介紹。
師:“怎么把這個裝置安放到我們剛才制氣體的裝置中呢?”
(在學生的議論中,根據大家的建議,在大試管上加上了一個球形干燥管)
師:鼓勵大家根據剛才討論的結果畫出裝置圖。學生通過合作,畫出了如圖1所示的裝置圖。
師:“剛才有同學提出收集氣體的想法很好,那我來展示一種收集氣體的方法。”給出如圖2所示的裝置圖。
圖2
圖1
師:“下面我們就來驗證剛才大家的猜想吧。”
師:【演示實驗】按圖1所示裝置用5%的過氧化氫溶液進行實驗。同樣也按圖2所示裝置進行同樣的實驗。
“嘩”,這時教室里爆發出了一片掌聲,學生們都手舞足蹈了。我知道實驗成功了。此時,那種自豪感在學生的身上體現得淋漓盡致,學生全都沉浸在成功的喜悅中!
最后,經過學生的討論,得出結論:加熱5%的過氧化氫溶液確實有氧氣放出,由于同時會產生水蒸氣,所以實驗現象不明顯。
師:“今天大家的表現都非常出色,通過質疑、猜想、設計實驗驗證了書本上不完美的地方,所以我們以后不要完全迷信現有知識,要學會大膽質疑,開拓創新,要勇于挑戰,正確的面對挑戰!”
(注:經研究發現,用5%的過氧化氫溶液加熱到65℃時就有氧氣產生,加熱到80℃時就有較多的氧氣產生,由于產生氧氣的同時會有水蒸氣產生,用帶火星的木條檢驗,現象不明顯。)
二、案例反思
在一節化學課上,實驗的成功、失敗常有一定的偶然性。在以往的教學中,對于無法看到明顯實驗現象的實驗,老師一般都會直接給出答案,因為老師就害怕實驗失敗,重新做會浪費時間而影響教學進程。但這樣做學生就會有一種錯覺:老師做實驗不是為了探究實驗結果,而是為了應付教學要求而實驗。這樣形成了一種灌輸式教學而缺乏師生互動教學過程。因此教者在用加熱過氧化氫溶液無法得出正確實驗現象時,想到了如何來面對這個問題,在直接揭示答案,還是引導學生去探究這對矛盾中,教者選擇了后者。科學的態度