基于“實驗探究與創新意識”的復習課教學設計

■陸玉涵

復習課是初中化學的常見課型，不僅可以讓學生加深對知識的理解，還可以鍛煉學生運用所學知識分析和解決新問題的能力?；瘜W復習課應注重實驗探究和培養創新意識，以此提高學生的學科核心素養。下面，筆者就以“我們周圍的空氣”一課為例，談談如何進行復習課的教學設計。

一、課題分析

“我們周圍的空氣”是滬教版初中化學教材第二單元的內容。按照《義務教育化學課程標準》（2011年版）的規定，本單元的學習內容一共有五個方面。由于一堂復習課只有45分鐘，筆者不可能帶領學生將所有知識點面面俱到地復習一遍，因此，筆者最終根據教學重難點，確定本節課的內容為復習氧氣、二氧化碳及氮氣的主要性質。

二、設計理念

化學是一門以實驗為基礎的學科。在教學中，教師要努力貫徹課標理念，引導學生體驗實驗探究的過程，啟迪科學思維，培養創新意識，提高科學素養。上復習課時，教師既不能帶領學生機械地重復舊知識，也不能只是進行枯燥的題海訓練，而是應該幫助學生將所學的分散的、相對獨立的知識融會貫通起來，使之系統化、結構化。在融會貫通的過程中，如果教師能夠運用充滿創意的實驗探究方式，就會起到更好的教學效果，促進學生提升學科素養。

基于這樣的理念，筆者為本節課設計了“三條主線”：

1.情境主線。

蘋果被咬過后腐爛，證明蘋果腐爛需要氧氣→探秘食物防腐方法，檢驗包裝袋內氣體→拓展食物防腐常見方法。

2.實驗主線。

用數字化測氧儀測定氧氣的含量→用自制抽氣儀收集并檢驗包裝袋內的氣體。

3.知識主線。

氧氣的性質→氮氣的性質→二氧化碳的性質。

三、教學步驟

1.用化學的眼光觀察世界。

新課標指出：“注意從學生已有的經驗出發，讓他們在熟悉的生活情景和社會實踐中感受化學的重要性，了解化學與日常生活的密切關系，逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題?！痹诒竟潖土曊n中，筆者便用學生生活中熟悉的情景——蘋果的腐爛進行導入，引導學生提出問題、解決問題，使其感受到化學與生活的密切聯系，激發學生學習化學的興趣。

師：同學們請看，蘋果被咬后,暴露在空氣中的蘋果表面會有什么變化？

（播放蘋果腐爛全過程的視頻。）

師：被咬過的蘋果發黃腐爛，這和空氣中的什么氣體有關?

生：氧氣。

師：蘋果中的某些物質和氧氣發生了緩慢的氧化作用。我們知道，氧氣是空氣的成分之一。那么，空氣中還有哪些氣體呢？比例分別是多少？

生：氮氣、二氧化碳……比例是……

通過導入環節帶領學生初步復習了空氣的成分后，筆者又為學生提供了彩紙、水彩筆等工具，讓他們以制作名片的形式來復習舊知。學生分組制作氧氣、二氧化碳和氮氣的名片，列出這些氣體的相關性質，并進行匯報。然后，筆者點評學生制作的名片，告知學生，他們使用的方法就是科學上的歸納法。

在這一環節中，筆者探究了新的復習方法，讓學生充分發揮主動性，對學過的知識進行了有效的歸納。這種復習方式既讓學生耳目一新，又培養了他們的歸納概括能力。

2.通過探究實驗培養創新意識。

新課標指出：“讓學生有更多的機會主動地體驗科學探究的過程，在知識的形成、相互聯系和應用過程中養成科學的態度，學習科學方法，在‘做科學’的探究實踐中培養學生的創新精神和實踐能力?！睂嶒炇腔瘜W學習的“根”，復習課尤其要重視實驗。本節課中，筆者有意安排了兩項探究實驗。首先，蘋果腐爛消耗氧氣的現象很難用肉眼觀察到，而借助數字化儀器則可以讓隱性的現象外顯。筆者帶領學生利用測氧儀，分別觀測空集氣瓶中和裝有蘋果的密閉集氣瓶中的氧氣體積。通過數據的變化，學生間接感知到：蘋果腐爛確實需要消耗氧氣。

為了讓學生更加深刻地體驗科學探究的過程，筆者又帶領學生自制抽氣儀，進行氣體的收集和檢驗。

首先，筆者向學生展示三袋充氣包裝食品，讓他們思考這些食品放置很久都不會腐爛的原因，并提出問題：“包裝袋內填充的分別是什么氣體？”然后，筆者讓學生進行大膽的假設和猜想，再提供資料，引導學生將目標鎖定在氮氣、二氧化碳、空氣這三種氣體上。在此基礎上，筆者帶領學生設計實驗方案：先收集包裝袋內的氣體，再用燃燒著的木條進行檢驗。如果木條熄滅，那么包裝袋內填充的可能是氮氣或是二氧化碳；接下來，再用澄清的石灰水檢驗到底是哪種氣體。如果木條持續燃燒，那么，包裝袋內填充的就是空氣。

確定實驗方案后，首先要解決的問題就是如何收集包裝袋中的氣體。筆者引導學生回憶曾經做過的實驗，討論書本上的收集方法的局限：

（1）排空氣法的局限：由于氣體成分尚未確定，因此無法確定用哪一種排空氣法。

（2）排水法的局限：注射器多次來回吸取包裝袋內氣體，操作不夠簡便。在水中進行排水集氣時，需要反復演練多次，才能將氣體導入瓶中，同時不免會有一些水進入包裝袋內，造成剩余氣體的污染。

通過討論，學生一致認為：用書上的收集方法，包裝袋內的氣體損耗較大，并且收集的氣體中容易混有水蒸氣，會干擾后續的檢驗。

確定了書中方法的局限性后，筆者帶領學生自制抽氣儀：將大號注射器的前半部分截去，將針頭與一段導管相連，再將帶導管的針頭固定，旋入單孔橡皮塞，一個自制抽氣儀（圖1）便完成了。利用自制抽氣儀進行的實驗步驟如下：

步驟一：將注射器活塞推至底部，排盡內部空氣后，再抽取包裝袋中的氣體。

步驟二：拔下活塞，伸入燃燒的木條（圖2）。

步驟三：若木條熄滅，則用注射器先抽取澄清石灰水，再重新抽取包裝袋內氣體（圖3）。

實驗結論為：三個食品包裝袋內，分別裝的是氮氣、氮氣、空氣。

由此可知，食品包裝袋注入氮氣是為了防腐，注入空氣則是為了減震。筆者還順便帶領學生拓展了一些其他防腐方法。

圖1

圖2

圖3

通過上面的實驗，學生認識到了自制抽氣儀的優勢：收集快速，操作簡便；收集的氣體純凈無損耗；可以直接在抽氣儀中完成所有實驗；注射器帶有刻度，可以實現定性實驗的定量化。自制抽氣儀的使用，是筆者的一次大膽創新，讓學生認識到：不一定要拘泥于課本上的原有儀器，生活中有很多東西可以改進為課堂上的實驗器材。

四、教學反思

筆者通過引入趣味生活現象，帶領學生制作名片、使用數字化測氧儀和自制抽氣儀，完成了一節基于“實驗探究與創新意識”的復習課，學生的思維和能力得到了鍛煉和提升。當然，這樣的復習課堂還有許多需要推敲和完善之處。在今后的教學中，筆者將不斷探索，繼續引導學生進行實驗探究，啟發創新思維，提升學科核心素養。