基于“实验探究与创新意识”的复习课教学设计

2021-03-15 05:30陆玉涵
初中生世界·初中教学研究 2021年2期
关键词:氮气包装袋氧气

陆玉涵

复习课是初中化学的常见课型,不仅可以让学生加深对知识的理解,还可以锻炼学生运用所学知识分析和解决新问题的能力。化学复习课应注重实验探究和培养创新意识,以此提高学生的学科核心素养。下面,笔者就以“我们周围的空气”一课为例,谈谈如何进行复习课的教学设计。

一、课题分析

“我们周围的空气”是沪教版初中化学教材第二单元的内容。按照《义务教育化学课程标准》(2011年版)的规定,本单元的学习内容一共有五个方面。由于一堂复习课只有45分钟,笔者不可能带领学生将所有知识点面面俱到地复习一遍,因此,笔者最终根据教学重难点,确定本节课的内容为复习氧气、二氧化碳及氮气的主要性质。

二、设计理念

化学是一门以实验为基础的学科。在教学中,教师要努力贯彻课标理念,引导学生体验实验探究的过程,启迪科学思维,培养创新意识,提高科学素养。上复习课时,教师既不能带领学生机械地重复旧知识,也不能只是进行枯燥的题海训练,而是应该帮助学生将所学的分散的、相对独立的知识融会贯通起来,使之系统化、结构化。在融会贯通的过程中,如果教师能够运用充满创意的实验探究方式,就会起到更好的教学效果,促进学生提升学科素养。

基于这样的理念,笔者为本节课设计了“三条主线”:

1.情境主线。

苹果被咬过后腐烂,证明苹果腐烂需要氧气一探秘食物防腐方法,检验包装袋内气体一拓展食物防腐常见方法。

2.实验主线。

用数字化测氧仪测定氧气的含量→用自制抽气仪收集并检验包装袋内的气体。

3.知识主线。

氧气的性质→氮气的性质→二氧化碳的性质。

三、教学步骤

1.用化学的眼光观察世界。

新课标指出:“注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情景和社会实践中感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。”在本节复习课中,笔者便用学生生活中熟悉的情景——苹果的腐烂进行导入,引导学生提出问题、解决问题,使其感受到化学与生活的密切联系,激发学生学习化学的兴趣。

师:同学们请看,苹果被咬后,暴露在空气中的苹果表面会有什么变化?

(播放苹果腐烂全过程的视频。)

师:被咬过的苹果发黄腐烂,这和空气中的什么气体有关?

生:氧气。

师:苹果中的某些物质和氧气发生了缓慢的氧化作用。我们知道,氧气是空氣的成分之一。那么,空气中还有哪些气体呢?比例分别是多少?

生:氮气、二氧化碳……比例是……

通过导入环节带领学生初步复习了空气的成分后,笔者又为学生提供了彩纸、水彩笔等工具,让他们以制作名片的形式来复习旧知。学生分组制作氧气、二氧化碳和氮气的名片,列出这些气体的相关性质,并进行汇报。然后,笔者点评学生制作的名片,告知学生,他们使用的方法就是科学上的归纳法。

在这一环节中,笔者探究了新的复习方法,让学生充分发挥主动性,对学过的知识进行了有效的归纳。这种复习方式既让学生耳目一新,又培养了他们的归纳概括能力。

2.通过探究实验培养创新意识。

新课标指出:“让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程,在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度,学习科学方法,在‘做科学的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。”实验是化学学习的“根”,复习课尤其要重视实验。本节课中,笔者有意安排了两项探究实验。首先,苹果腐烂消耗氧气的现象很难用肉眼观察到,而借助数字化仪器则可以让隐性的现象外显。笔者带领学生利用测氧仪,分别观测空集气瓶中和装有苹果的密闭集气瓶中的氧气体积。通过数据的变化,学生间接感知到:苹果腐烂确实需要消耗氧气。

为了让学生更加深刻地体验科学探究的过程,笔者又带领学生自制抽气仪,进行气体的收集和检验。

首先,笔者向学生展示三袋充气包装食品,让他们思考这些食品放置很久都不会腐烂的原因,并提出问题:“包装袋内填充的分别是什么气体?”然后,笔者让学生进行大胆的假设和猜想,再提供资料,引导学生将目标锁定在氮气、二氧化碳、空气这三种气体上。在此基础上,笔者带领学生设计实验方案:先收集包装袋内的气体,再用燃烧着的木条进行检验。如果木条熄灭,那么包装袋内填充的可能是氮气或是二氧化碳;接下来,再用澄清的石灰水检验到底是哪种气体。如果木条持续燃烧,那么,包装袋内填充的就是空气。

确定实验方案后,首先要解决的问题就是如何收集包装袋中的气体。笔者引导学生回忆曾经做过的实验,讨论书本上的收集方法的局限:

(1)排空气法的局限:由于气体成分尚未确定,因此无法确定用哪一种排空气法。

(2)排水法的局限:注射器多次来回吸取包装袋内气体,操作不够简便。在水中进行排水集气时,需要反复演练多次,才能将气体导入瓶中,同时不免会有一些水进入包装袋内,造成剩余气体的污染。

通过讨论,学生一致认为:用书上的收集方法,包装袋内的气体损耗较大,并且收集的气体中容易混有水蒸气,会干扰后续的检验。

确定了书中方法的局限性后,笔者带领学生自制抽气仪:将大号注射器的前半部分截去,将针头与一段导管相连,再将带导管的针头固定,旋入单孔橡皮塞,一个自制抽气仪(图1)便完成了。利用自制抽气仪进行的实验步骤如下:

步骤一:将注射器活塞推至底部,排尽内部空气后,再抽取包装袋中的气体。

步骤二:拔下活塞,伸入燃烧的木条(图2)。

步骤三:若木条熄灭,则用注射器先抽取澄清石灰水,再重新抽取包装袋内气体(图3)。

实验结论为:三个食品包装袋内,分别装的是氮气、氮气、空气。

由此可知,食品包装袋注入氮气是为了防腐,注入空气则是为了减震。笔者还顺便带领学生拓展了一些其他防腐方法。

通过上面的实验,学生认识到了自制抽气仪的优势:收集快速,操作简便;收集的气体纯净无损耗;可以直接在抽气仪中完成所有实验;注射器带有刻度,可以实现定性实验的定量化。自制抽气仪的使用,是笔者的一次大胆创新,让学生认识到:不一定要拘泥于课本上的原有仪器,生活中有很多东西可以改进为课堂上的实验器材。

四、教学反思

笔者通过引入趣味生活现象,带领学生制作名片、使用数字化测氧仪和自制抽气仪,完成了一节基于“实验探究与创新意识”的复习课,学生的思维和能力得到了锻炼和提升。当然,这样的复习课堂还有许多需要推敲和完善之处。在今后的教学中,笔者将不断探索,继续引导学生进行实验探究,启发创新思维,提升学科核心素养。

(作者单位:江苏省苏州市吴江区实验初级中学)

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