基于新課標的初中化學實驗教學實踐

張鵬謙

實驗教學不僅是化學知識傳授的重要途徑，還是培養學生科學素養、實驗技能和創新能力的關鍵環節。本文以人教版九年級化學上冊“氧氣的實驗室制取與性質”為例，結合新課程標準，對初中化學實驗的教學策略進行了討論。以期為初中化學實驗教學的改革與發展提供有益的參考和借鑒。

一、有效互動，引出實驗教學內容

氧氣的制法及實驗操作是人教版九年級化學上冊第二單元的重點，也是學生學化學以來遇到的第一種氣體的制取。如何引導學生親自動手做好實驗便成了重中之重。教師應給學生提供更多的實驗探究機會，引導學生正確地進行實驗操作。

教師可以按照“回顧→提出問題→展示實驗→尋求歸納→實驗探究→比較總結→得出結論→拓寬眼界→激發興趣”的步驟及方法展開實驗教學。

【問題引入】空氣中含有哪些成分？能否從空氣中獲得氧氣？

學生：除了氮氣和氧氣，空氣中還包含稀有氣體、二氧化碳等多種成分。至于從空氣中提取氧氣，答案顯然是可以的。

【設問】那么，在嚴謹的實驗室中，我們通常是如何制取氧氣的呢？接下來，我們將通過實驗深入探索這個問題。

【實驗】在本次實驗中，我們同時使用酒精燈對過氧化氫溶液和二氧化錳進行加熱處理。隨后，我們嘗試將帶火星的木條伸入試管口，仔細觀察并記錄實驗過程中的各種變化。

【觀察記錄】過氧化氫溶液呈現出清澈透明的狀態，而二氧化錳則呈現出黑色的粉末狀。當對過氧化氫溶液進行加熱后，我們觀察到產生了少量的氣體，這些氣體使得原本帶火星的木條重新煥發出火焰。然而，對于同時加熱的二氧化錳，我們并未觀察到任何氣體的產生，帶火星的木條也并未出現任何變化。

【小結】用酒精燈加熱過氧化氫溶液時產生氧氣。加熱二氧化錳不產生氧氣。

【引入新課】氧氣的重要性無需多言，但該如何制取它呢？這正是我們接下來要學習的內容，讓我們一同揭開氧氣的制取方法的神秘面紗吧。

【實驗】

1.我們先將5毫升濃度為5％的過氧化氫溶液注入試管中，不施加任何加熱操作，隨后我們小心翼翼地將帶火星的木條伸入試管內，仔細觀察木條是否重新煥發火焰？

2.我們輕緩地將裝有過氧化氫溶液的試管進行加熱，并細心記錄這一過程中產生的所有現象。隨后，我們再次將帶火星的木條伸進試管，認真觀察并記錄所發生的變化。

3.我們在另一支試管中也加入了5毫升濃度為5％的過氧化氫溶液，并特別添加了少量的二氧化錳。接著，我們同樣將帶火星的木條伸進試管，耐心觀察并記錄此時產生的現象。

【注意】學生在進行這些實驗時必須保持高度的專注力，仔細觀察實驗過程中的每個細節，積極思考并嘗試解答實驗中出現的問題，以便更深入地理解實驗原理。

【實驗現象】

1.不加熱過氧化氫溶液時，帶火星的木條不能復燃，說明沒有氧氣放出。

2.加熱過氧化氫溶液時，帶火星的木條復燃，說明過氧化氫溶液受熱時能產生氧氣。

3.不加熱，但在過氧化氫溶液中加入二氧化錳，帶有火星的木條復燃，說明在常溫下過氧化氫溶液遇到二氧化錳時會產生氧氣。

在實驗中，教師可提問，并引導學生思考和回答。

師：什么叫反應物？

生：參加反應的物質。

師：一個化學反應發生時，是不是某一種反應物可以有也可以無呢？

生：不，必須有。

教師總結：只要有一種化學反應，反應物一定是存在的。但是，在用過氧化氧溶液生產氧氣的過程中，加入二氧化錳在沒有加熱的情況下也能生成氧氣。沒有二氧化錳加熱過氧化氫溶液也能產生氧氣，可見二氧化錳不是一種必須有的物質，它也就不是一種反應物，而是一種催化物。

【過渡】實驗室制氧氣的方法是否僅此一種呢？非也。實驗室中可以用多種方法來制取氧氣。下面，我們就介紹實驗室制取氧氣的另一種方法——加熱高錳酸鉀制取氧氣。

實驗中有效的互動可以讓教師及時講解知識點。學生一邊觀察教師實驗，一邊緊緊跟隨實驗現象及進展，能夠有效提高上課效率，提升學習效果。

二、引導探索，激發學生的好奇心

在新課標導向下，初中化學實驗教學不僅注重知識的傳遞，還強調對學生好奇心和探究能力的培養。為此，教師需要精心設計富有探索性的實驗項目，這些實驗項目旨在引導學生主動提出問題，并鼓勵他們通過實驗來尋找答案。

教師可以在教學中提出問題，激發學生的探索欲。如何獲得氧氣？怎樣驗證得到的氣體是氧氣？為什么氧氣能使帶火星的木條復燃？這些問題像磁石一樣吸引著學生去深入探索。學生渴望通過實驗來找到答案，渴望通過自己的雙手來驗證書本上的知識。這種探究過程不僅讓學生更深入地理解了氧氣的性質，還培養了他們的科學思維和創新能力。以學生實驗“加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣”為例。

★探究點一 加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣

提出問題：在實驗室中，我們采用加熱高錳酸鉀的方法來制取氧氣。在此過程中，我們使用了哪些實驗器材？實驗裝置中，哪部分是用于產生氧氣的？哪部分是用于收集氧氣的？為何我們可以選擇排水法來收集氧氣？

討論交流：結合我們之前學習的化學實驗操作技巧，以及氧氣的物理和化學性質來進行深入的探討和總結。

【歸納總結】

1．反應原理：

高錳酸鉀■錳酸鉀+二氧化錳+氧氣

2．實驗裝置：（除了基本的實驗器材外，若使用氯酸鉀作為原料，試管口則無需放置棉花，以避免堵塞。）

3．收集方法：由于氧氣不易溶于水，我們常采用排水法來收集，以獲得更純凈的氧氣。同時，由于氧氣的密度大于空氣，我們也可以選擇向上排空氣法來收集更為干燥的氧氣。

4.操作步驟：將操作步驟簡化為“查裝定點收離熄”，諧音記憶為“茶莊定點收利息”。

5．檢驗方法：為了驗證收集到的是否為氧氣，我們可以將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條迅速復燃，則證明收集到的是氧氣。

學生通過簡單的化學反應，親手制取出維持生命的氣體，這種體驗無疑為他們帶來了極大的興奮和滿足。當學生看到氧氣從試管中緩緩冒出，那種直觀的感受和成就感讓他們對化學產生了更加濃厚的興趣。

三、實踐操作，提升學生的實驗技能

化學實驗實踐操作不僅關乎學生的技能學習，還與實驗過程的安全性和效率緊密相連。為了確保實驗的安全性，教師需要在實驗中強調操作的規范性，確保每個步驟都準確無誤。學生通過反復實踐，不僅能夠熟悉實驗流程、避免失誤操作，還能夠逐漸掌握基本的實驗操作技能，從而提高實驗效率。

在“氧氣的實驗室制取與性質”實驗中，教師組織學生進行第二個探究實驗“木炭和鐵絲在氧氣中燃燒”，教師要詳細講解實驗注意事項，要求學生具備精準的操作技巧。學生通過反復實踐能夠逐漸掌握如何使用坩堝鉗，如何安全使用酒精燈確保既能夠獲得足夠的氧氣量，又能避免試管破裂或產生有害氣體。這種技能的掌握不僅增強了學生的自信心，還為他們后續學習氧氣的其他性質和應用打下了堅實的基礎。

★探究點二 木炭和鐵絲在氧氣中燃燒

提出問題：當我們采用前述方法成功制取兩集氣瓶氧氣后，若將木炭和鐵絲分別置于其中進行燃燒，它們會產生怎樣的現象？

討論交流：我們將深入探討實驗的基本操作，并對觀察到的現象進行歸納與總結，以便進一步加深對氧氣性質的理解。

實驗活動：1.我們使用坩堝鉗夾取適量木炭，并在酒精燈上加熱至其呈現熾熱狀態（請務必注意安全，避免燙傷）。隨后，我們迅速將熾熱的木炭插入盛有氧氣的集氣瓶中，并仔細觀察其燃燒時產生的各種現象。待木炭燃燒完畢后，我們向集氣瓶中加入適量的澄清石灰水，并進行振蕩，以觀察石灰水與燃燒產物之間的反應現象。

2.我們點燃火柴，并小心翼翼地將其固定在螺旋狀的細鐵絲底部（操作時請保持警惕，注意防火安全）。然后，我們將固定有火柴的細鐵絲緩緩插入盛有氧氣的集氣瓶中，并仔細觀察細鐵絲在氧氣中燃燒時的各種現象。

【歸納總結】

在學生實驗的過程中，教師反復強調安全意識以培養學生的實驗技能。特別是在“氧氣的實驗室制取與性質”這樣涉及火源和高溫操作的實驗中，安全意識的培養顯得尤為重要。在實驗開始前，教師需要向學生強調實驗安全的重要性，讓他們明白每個操作都關系到自身和他人的安全。在實驗活動開始前，教師要詳細講解如何正確使用火源，以避免火災或燙傷的發生。

四、合作學習，培養學生的團隊協作能力

在新課標指導下的初中化學實驗教學中，合作學習不僅是一種教學策略，還是一種培養學生綜合能力的重要方式。教師將學生分成小組進行實驗，不僅提高了實驗的效率和趣味性，還為學生提供了一個難得的團隊協作和溝通的機會。以“氧氣的性質探索”實驗為例，教師將學生分成小組，讓他們通過合作學習的方式深入探索氧氣的性質。

第一個實驗是木炭燃燒后向集氣瓶中導入少量澄清石灰水。在這個實驗中，學生首先需要充分討論，確定實驗的詳細步驟和每個成員的具體職責。有的成員負責用坩堝鉗夾住點燃的木炭放入集氣瓶中，確保木炭能夠充分燃燒；有的成員負責在集氣瓶中導入適量的澄清石灰水，以便觀察燃燒后產生的氣體與石灰水的反應；還有的成員則負責觀察和記錄實驗現象，包括木炭燃燒的情況、火焰的顏色和形狀以及石灰水是否變渾濁等。

在實驗過程中，學生需要頻繁地進行溝通。例如，當木炭燃燒不穩定時，負責操作的成員會及時告訴其他成員，并一起討論可能的原因和解決辦法。在實驗過程中，負責操作的成員會及時向其他成員報告火柴燃燒的情況，包括火焰的顏色和形狀等。其他成員則會根據這些信息來觀察和記錄實驗數據。

在完成了“氧氣的性質探索”實驗后，每個小組的成員都充滿了熱情和好奇心，通過交流和討論，他們能夠更深入地理解氧氣的性質，并提升自己的批判性思維和創新能力。負責觀察和記錄的學生首先開始描述他們的觀察結果，他們詳細描述了木炭燃燒時的火焰顏色、形狀以及燃燒速度，還有在木炭燃燒后的氣體中通入澄清石灰水時，石灰水變渾濁的現象。

總之，教師需要繼續探索和實踐更符合新課標要求的實驗教學策略，努力培養學生的實驗能力和科學素養，為他們的全面發展奠定堅實的基礎。同時，也希望廣大教育工作者能夠共同關注實驗教學，共同推動化學教育的改革和發展。

（作者單位：甘肅省靜寧縣威戎中學）

編輯：趙文靜