論證教學難點 促進學生理解

游愛艷

摘要：本文是通過實驗論證教學難點的一個生動例子，以過氧化氫制氧氣實驗中二氧化錳是否是催化劑教學為例，教學中教師不是直接告知學生二氧化錳是催化劑，而是通過實驗論證得出二氧化錳并不是反應物，是過氧化氫制氧氣實驗的催化劑。希通過本文拋磚引玉，引起讀者更大的思考，也希望能夠有更多的發現。

關鍵詞：實驗論證；教學難點；實驗教學

中圖分類號：G632.0文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2020）07-0118

在初中科學教學中，使大多數學生感到困難的內容即為教學中的教學難點，對教學難點的分析有時單純地靠講授很難讓學生明白，更談不上理解，但通過實驗不僅能讓學生看到事實，而且更容易理解其原理。如實驗室制氧氣實驗中對二氧化錳是否為催化劑的探究就是一個生動的例子。

一、背景說明

制氧氣實驗是浙教版初中科學八年級下第三章第一節的內容，實驗原理是分解過氧化氫制氧氣，其具體操作步驟如下。

1.如圖，在分液漏斗中加入20～50毫升15%的H2O2，在燒瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2。

2.轉動分液漏斗的活塞，滴加過氧化氫，待裝置中排凈空氣后，用排水法收集氣體并驗證收集的氧氣。

在實驗中看似過氧化氫與二氧化錳發生反應生成氧氣，但在教材中直接介紹了二氧化錳作為催化劑不參與反應，只是改變反應速率，反應前后二氧化錳的質量和化學性質都不變。學生對這點表示不解，卻只能生硬地接受，而沒有真正地理解。如何突破呢？

二、難點論證

1.提出問題

在分解雙氧水制氧氣這個實驗中，反應物是什么？生成物是什么？二氧化錳起什么作用？是反應物嗎？

生1：反應物是過氧化氫和二氧化錳，生成物是氧氣、水及其他。

生2：反應物是過氧化氫，生成物是氧氣和水。

2.建立假設

猜想一：二氧化錳是反應物。

猜想二：二氧化錳不是反應物，是催化劑。

如何設計實驗證明？學生討論設計方案，在這之前可適當給予一些提示：二氧化錳如果是反應物，那么沒有二氧化錳整個反應就無法進行，就得不到氧氣；其次，如果是反應物，反應之后二氧化錳的質量一定減少了；再者，如果是反應物，反應生成新的物質，那么化學性質也就隨之改變。

3.小組討論并設計方案

方案1：通過比較二氧化錳反應前后的質量是否減少進行判斷。反應前，先在托盤天平上稱出二氧化錳的質量，加入過氧化氫中進行反應，反應結束后再把水分蒸干，冷卻至室溫，再稱其質量，看前后質量有沒有變化。如果是反應物，質量應該會減少。

方案2：通過比較反應前后二氧化錳的化學性質進行判斷。如果二氧化錳是反應物，反應后化學性質會發生變化，把充分反應后的二氧化錳結晶提取出來之后，加入過氧化氫溶液，看是否還會發生反應。

方案3：通過比較有無二氧化錳是否會發生化學反應進行判斷。在實驗過程中，不將二氧化錳放入容器中反應，采用加熱的方法，觀察過氧化氫溶液是否會產生氧氣，如果也有氧氣產生，可能就是產生氧氣的速度慢了一些，這樣就可以說明二氧化錳不是反應物，而是改變反應速率的催化劑。

4.進行實驗，檢驗假設

（1）首先用托盤天平稱取一定質量的二氧化錳固體，記錄數據m1。

（2）然后加入一定量的過氧化氫溶液，用帶火星的木條檢驗生成的氣體。

（3）反應結束后將二氧化錳固體進行過濾、洗滌、干燥。

（4）冷卻至室溫后，稱量反應后的二氧化錳固體質量，記錄數據m2。

（5）再次將過氧化氫溶液加入反應后的二氧化錳固體中，用帶火星的木條檢驗生成的氣體。

5.實驗現象及得出結論

（1）稱量反應前后的二氧化錳質量，發現m1=m2，二氧化錳在這個反應中前后質量保持不變。

（2）用帶火星的木條檢驗生成的氣體時兩次均使木條復燃，生成氧氣。說明反應前后二氧化錳的化學性質沒有發生變化。

6.交流與表達

在分解過氧化氫制氧氣的實驗中，二氧化錳在反應中并不是反應物，只是起催化作用的催化劑。催化劑是在化學反應中能改變其他物質的反應速率，而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有改變的物質。

三、成效反思

1.利用本實驗教學較好地幫助學生理解了催化劑在實驗中的作用與表現出來的特點，避免了學生死記硬背的教學弊端，體現了科學需要論證，科學需要實證的理念。

2.本實驗設計大大鍛煉了學生的思維能力，提升了學生的科學思維品質。

3.本實驗設計簡潔易理解，操作簡單方便，對難點的突破效果顯著。

4.通過這樣的實驗教學處理后，還可引導學生深入探究新的問題，如二氧化錳催化劑能否催化所有的反應？不同的反應催化劑是否一樣？如何證明等，從而不斷提升學生的探究能力。

5.在實際教學中，筆者也發現在課堂上完整地做本實驗很耗時，建議在課前提前拍實驗視頻，將視頻進行合理地處理，省去了中間的一些等待時間。然后將實驗視頻在課中播放，這樣的教學效果非常顯著，大大提高了教學成效。

可見，巧妙利用實驗不僅有效的突破了教學重難點，更重要的是讓學生體會到實驗是探究問題、解決問題的有效方法。“知識需要科學地論證”的觀點也對學生以后的學習和生活產生重大影響。

（作者單位：浙江省玉環市實驗學校317600）