“科學探究”在氧氣制法教學中的運用

陳克難

摘要：高中化學新教材打破了舊的編寫體系，體現了“教本教材”向“學本教材”轉變。新教材重視學生原有學習基礎，編寫時合理使用“先行組織者”策略。本文探討“先行組織者”在化學新教材中呈現的形式及“先行組織者” 教學策略的運用。

關鍵詞：新教材；先行組織者；教學策略

文章編號：1008-0546（201２）０４-0077-0３中圖分類號：G６３２．４１文獻標識碼：Ｂ

doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１２．０４．０33

新課程的基本理念是“以學生為本”，化學課程中的科學探究，正是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動，學生通過親身經歷和體驗探究活動，能進一步激發學習化學的興趣，增進對科學的情感，理解科學的本質，并且通過學習科學探究的方法，初步形成科學探究能力。現以氧氣制法的探究實驗教學為例，就重視學生“科學探究”能力的培養談教學中的一些感受。

氧氣的制法是學生在了解氧氣性質基礎后學習的內容，該課是以實驗探究為教學手段的良好素材。本課題的重點是了解實驗室制取氧氣的原理和主要方法，并指導學生動手制取氧氣，因此，要求學生在學習的過程中要把所學的理論知識與實踐的親身體驗相結合，基本操作與具體實驗相結合，不斷地探究思索的過程，以及進行正確、安全地實驗操作。教學中教師重點完成雙氧水制氧和氯酸鉀的制氧，學生則需掌握這三種制氧反應的原理和動手完成高錳酸鉀制氧的操作和檢驗。

如何利用好教材與實驗開展學生科學探究能力的培養呢？不妨從以下幾個方面入手：

一、整合理順探究思路，優化整體認知結構

科學探究教學主要涉及的步驟為：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。教學中教師須鉆研吃透教材，精心構思設計每步教學程序，整合理順探究思路，根據學生的認知能力創設教學情境，讓學生模擬科學探究方法開展學習和探究，使之積極主動地獲取化學知識，既優化了學生的認知結構，又培養了學生的創新精神和實踐能力。

教師教學思路：創設情景讓學生能提出問題——提供信息鼓勵學生作出猜想與假設——幫助學生制定合理的實驗計劃——實驗過程中的指導與糾錯——指導學生觀察實驗現象——引導學生形成正確的結論——啟發反思，釋疑解惑——提供展示交流平臺。

學生探究思路：進入情景能提出問題——根據信息做出猜想與假設——通過小組合作討論確定合理的實驗計劃——單獨或合作進行實驗操作——通過實驗觀察收集證據——歸納總結得出制氧氣原理——質疑與反思，體驗成功喜悅——交流完善探究結論。

具體活動見下表：

二、主動參與共同合作，體驗科學探究過程

教育家蘇霍姆林斯基說過：“當知識與積極的活動聯系在一起的時候，學習才能成為學生精神生活的一部分。”學生在學習氧氣性質和用途后，對氧氣的產生充滿了好奇，能親手制得氧氣成了他們急待期望的事情。但一課堂中完成收集并驗證氧氣的實驗，對剛學化學不久的初中學生說還有不少難度，操作過程中難免手忙腳亂，丟此失彼，因而教師的導航作用更顯得重要，需根據學生的學習層次、動手能力和個性了解合理分配小組，明確組內成員各自任務，分工合作，才能保證學生有序操作體驗探究過程。做法是：

1.以學生自主探究思路為主，明白制氧原理和操作順序

在學生探究方案制作或實驗操作中教師要以學生自主探究、自己動手為主，明白制氧原理和操作順序，遇到疑點難點時要給出充分時間，讓學生大膽猜想分析爭論，不斷地比較篩選、改進完善，以確定最優實驗方案，通過探究過程促進學生思維的發展，培養學生勇于探索、敢于實踐的科學態度和作風，也逐步樹立起嚴謹、細致、一絲不茍的科學研究精神。

如學生在制取氧氣原料的選擇上經思考分析討論得出：從成本出發，用空氣最為便宜，但實驗室達不到該實驗條件，所以不可行，但可用于工業制法；過氧化氫在二氧化錳催化作用下制氧，操作簡單易行，不需加熱、且產物對環境無污染可行；氯酸鉀在二氧化錳催化作用下制氧，需用加熱裝置，操作也相對簡單易行；高錳酸鉀加熱制氧無需催化劑，裝置與氯酸鉀制氧裝置相同，都屬于固固加熱型裝置，也能用于實驗室制氧。

又如在操作順序的選擇確定上，同學們積極思索，相互討論后能理解：為什么要先檢驗氣密性再加藥品？檢驗氣密性時為何先將導管放入水中再用手握住試管外壁？加熱固體時為何先需預熱后再固定加熱？為什么氣體放出均勻才能收集？收集完成后需先將水槽中導管取出后再移出酒精燈？諸如此類等問題學生通過自身反復思考，爭論得出的結果遠比老師給出的答案更加記憶長久清晰。

2.合理分配組內成員任務，共同完成探究實驗

為避免學生操作中的無序和忙亂，順利完成教學任務，教師在實驗時將小組成員分成三塊，分別為①負責動手操作、②提醒步驟監督糾錯、③記錄實驗現象這三項工作，實驗中的重要步驟和現象進行定格，讓組內成員清楚重要的操作順序和現象。在制備氧氣實際操作中，通過合理的分工配合，負責動手操作的學生知道實驗的每一步和下一步該怎樣做，負責監督糾錯的學生仔細觀察過程的每一個過程的正誤并及時提醒，記錄的學生更清楚實驗應有的現象并總結出相應的結論。實驗過程中同學們沉著大膽動手、認真細心觀察、積極動腦思考、相互討論各操作的關鍵點，評價操作中正誤，在相互合作、相互啟發、共同思考中順利完成氧氣制法的實驗探究，達到共同提高的目的。事實證明：明確的分工合作使實驗過程更加流暢，探究目的更加清晰，得到結論更加準確。

探究教學中教師創設平臺提供給學生動腦設計、動手操作、小組合作和評價交流的機會，讓學生經歷體驗探究過程中的得失成敗，學生在教師的引領下主動探究、質疑反思、去偽存真得到正確結論，最終享受成功的喜悅。

三、激活思維及時反思，質疑解惑得以提升

教育家孔子說：“疑是思之始，學之端。”在氧氣制法探究過程中，蘊藏著許多為什么，學生進行具體探究和操作過程中往往產生許多疑惑，如何用好這些疑惑讓學生質疑解惑獲得新知？如學生經常遇到的疑惑一：雙氧水制氧中，二氧化錳是反應物嗎？疑惑二：雙氧水制氧與用氯酸鉀制氧在裝置上有何不同？同為固體加熱用氯酸鉀與用高錳酸鉀制氧裝置細節上又有差別？疑惑三：我們小組氣密性檢驗現象為何不明顯？有同學說先握試管外壁，后將導管放入水中看現象也能檢驗裝置是否漏氣說法對嗎？疑惑四：停止加熱后為何先需將導管從水槽中取出再移開酒精燈？操作順序真那么重要嗎？疑惑五：我加熱操作時不規范將試管炸裂了，還有什么可能操作會使試管炸裂？疑惑六：我們小組制出的氧氣檢驗時現象不明顯原因是什么？為什么有時收集不到純凈的氧氣？………教師在巡課過程中要善于捕捉、發現、挖掘和利用學生們的這些疑惑，及時啟發激活學生思維，引導學生自主反思，適時點撥糾正錯誤，并創造機會促進生生互動、師生互動，讓同學們在交流討論中，質疑解惑得以提升。

在氧氣制法的探究教學實踐中我真切地體會到：科學探究是一種重要的學習方式，也是化學課程的重要內容，對發展學生的科學素養有著不可替代的作用。探究教學里蘊含著豐富的創造性思維和方法，尤其是實驗探究教學，它以其獨特的優勢讓學生通過設計實驗、觀察現象，逐步養成分析、比較、推理的思維習慣，進而培養學生的創新思維能力，造就具有科學精神和創新素養的學生。