活動雙手 放飛思維——“實驗裝置氣密性檢查”之教學案例

徐亞琴

（江蘇省金壇市第五中學 江蘇 金壇 213200）

背景：時值省實驗裝備中心課題組活動在我校開設一節觀摩課，作為實驗裝備中心課題之一《實驗教學案例的開發與研究》的成員，當然責無旁貸。為此，我們就本課題，結合課時進度 （上冊化學教材的教學剛剛結束），確定了這節課的案例開發。

在中學化學實驗及有關實驗設計習題中，經常涉及裝置的氣密性檢查問題。一般說來，無論采用哪種裝置制取氣體，在成套裝置組裝完畢裝入反應物之前，必須檢查裝置的氣密性，以確保實驗的順利進行。檢查裝置氣密性方法較多，需要視不同具體情況而選擇不同的檢驗方法，那么在這些方法中，又有什么規律可循呢？

教學思路：在氣體與物質間反應的裝置中，都存在著一個相同的問題，那就是：在實驗前都要檢查裝置的氣密性，這是中考的一個考察熱點，是同學們答題失分較多的地方。所以今天這節課，就對這個問題展開深入研究。

投影展示三套裝置：

（1）只有一個排氣管的裝置（實驗室制取氧氣的簡易發生裝置圖A）

（2）有兩個管口的裝置（實驗室制取二氧化碳的簡易發生裝置圖B）

（3）有多個管口的復雜裝置（實驗室CO還原氧化鐵實驗裝置圖）

學生逐一討論設計裝置氣密性檢查方案并交流，然后組裝儀器，展開氣密性檢查操作，并進行比較、創新。

每一套裝置實驗結束，進行再交流，并小結。其間將U型管、注射器、氣球等儀器也配以使用。

典型裝置學習完后，教師小結：裝置氣密性檢查采用的一般方法是：通過氣體發生器與附設的液體構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現象（如氣泡的生成，水柱的形成，液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞。在實際檢驗過程中，由于氣體發生器結構不同，因此檢驗方法也有一定的差異。

最后課堂反饋：

1．用推拉注射器活塞的方法檢查圖中裝置的氣密性。當緩慢拉活塞時，如果裝置氣密性良好，可觀察到 （ ）

A．長頸漏斗下端口產生氣泡

B．瓶中液面明顯上升

C．長頸漏斗內有液面上升

D．注射器內有液體

2．下列各圖所示裝置的氣密性檢查中，漏氣的是（ ）

3．為測定空氣中氧氣的含量，某興趣小組的同學選用了實際使用容積為40mL的試管作反應容器和量程體積足夠大且潤滑效果好的針筒注射器，將足量的白磷（化學性質與紅磷相似，40℃就可以燃燒）放入試管后，用橡皮塞塞緊試管，并夾緊彈簧夾。用酒精燈加熱白磷，燃燒結束后，等到試管冷卻后松開彈簧夾，觀察現象。

（1）正式開始實驗前，該小組同學打開彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度推至15mL刻度，然后松開活塞，觀察活塞回到20mL處，該操作的目的是______。

（2）實驗后可以觀察到針筒活塞從原來的20 mL慢慢向左移至______刻度處。（ ）

A ．4mL B．8mL

C．12mL D．16mL

4．根據右圖及描述，回答下列問題：

關閉圖B裝置中的彈簧夾a后，開啟分液漏斗的活塞b，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶。試判斷：A裝置是否漏氣？（填“漏氣”、“不漏氣”、“無法確定”）______。判斷理由：______。

5．下圖是驗證燃燒條件的實驗裝置圖，簡要敘述檢驗該裝置氣密性的方法。

反思：之前，有關裝置的氣密性檢查大多隨堂演示，并給定了統一而規范的答案。如今，在實驗過程中，讓學生放飛思維，放開雙手去做，發現驚喜很多。比如由于當時氣溫較低，有小組用手握法檢查A裝置氣密性時，始終看不到氣泡，能靈機一動，將雙手使勁摩擦后緊握容器外壁；更有甚者想到將試管塞到衣服內加熱（學生裝置未提供酒精燈）。由此學生感言：有時理論與實際還是有差距的。又如，在沒有提供注射器的情況下，有學生很快想到對B裝置進行“吹氣”與“吸氣”，借助液注上升和氣泡來判斷氣密性。之后再意識到實驗室安全規范要求后，提出用注射器或洗耳球等代替。

也意外地發現了一批“特殊”學生，他們的共同點是實驗方案寫得很好，有條有理；實驗操作也規范準確，能做到有條不紊，但就是達不到預期的實驗目的。假如讓他們參加中考，必定得高分。如果讓他們到實驗室去做實驗，卻只能得零分了。明明是一套氣密性優良的裝置，卻說成漏氣，這是什么原因？明明是一套漏氣的裝置，卻說成氣密性良好，這又是什么原因？實驗正在進行，現象還沒有完整，他們便迫不及待地下結論了。這批學生會說實驗方案、會寫實驗步驟、也會做實驗，但就是不能把實驗做成功。他們雖具有實驗技能，卻缺少實驗操作的經驗。因此，初三化學實驗教學一定要改變過去那種“教師裝藥，學生放炮”缺少創意的實驗氛圍。實驗教學從內容到形式要順應時代潮流，要體現時代特征，也就是素質教育的要求。荀子說：“不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若行之。”實踐是培養和提高能力的最佳方式。重視動手，要給學生盡可能多的動手機會，實驗是一項動作性強的腦體結合的活動，只看不做，學生的實驗技能、能力以及良好的思維品質就無法形成與發展。通過動手不僅可以提高學生的實驗技能而且還可以培養學生發現問題、解決問題的能力，激發他們的探究精神。

啟示：化學課程標準中指出：“轉變學生的學習方式是課程改革的基本要求，教師要更新教學觀念，在教學中引導學生進行自主學習、探究學習和合作學習，……”要“重視探究學習活動，發展學生的科學探究能力，教師應充分調動學生主動參與探究學習的積極性，引導學生通過實驗、觀察等多種方式，在提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等活動中，增進對科學探究的理解，發展科學探究能力”。這段精辟的闡述告訴我們，教師要成為學生學習過程中平等的首席。要讓學生當演員，更要培養學生使他們成為導演，成為大導演，成為著名的大導演，試想沒有實踐，哪會有經驗體會，沒有經驗和體會哪會有理性的思維，對科學的學習、理解和掌握甚至運用，只有間接經驗，沒有實踐是不行的，紙上談兵終覺淺，而化學的學科特征恰恰在實驗上，而實驗的主體不是教師而應是學生，無論演示還是分組實驗，教師都應該盡可能地放開學生的手腳，放開學生的頭腦，給學生時間，給學生空間，給學生親身經歷的機會，給學生搭建表演的舞臺，一顯身手的舞臺。

此次實驗教學的經歷，此次新課程標準的學習，讓我們再一次明確了：教學主動權雖然往往在教師，而正因為教學的主動權在我們手里就更應該合理把握，因為，我們的教學影響甚至制約著學生的成長、學生的終身發展，因此我們在教學過程中絕不能忽視真正實施學習的主體是學生，教學的過程實質是學生的學，而不是教師的教，因此，實驗教學過程，更確切地說是實驗過程中，表演的舞臺應交給學生，讓學生成為化學實驗的“魔術師”，在“魔術”表演過程中，讓學生不僅要用大腦去思考，而且還要用眼睛去觀察，用耳朵去聆聽，用嘴巴去交流，用雙手去操作，也即用自己的身體去感受，用自己的心靈去感悟，讓學生們自由飛翔的思維空間得到有效開發。而真正謎底的揭示，需要教師和學生共同去開起。教師應成為這一“魔術”表演過程中的舞臺搭建者，表演過程的指導者和幫助者。