“实验装置复习课”教学设计案例

　　一、教学理念和背景
　　有一句值得细细品味的广告词：“人生就像一场旅行，不必在意目的地，在乎的是沿途的风景和看风景的心情。”很多人都很欣赏这句十分惬意和引人入胜的广告语，但我要说的是：不仅仅是人生，我们的教学工作也应该“在乎沿途的风景”；因为在教学过程中，学生获取的不仅仅是知识，还有方法和情感，他们的品格、情操、看待问题的角度等，都在会教学过程的潜移默化中成长；如果只是一味追求结果，学生就不会享受到过程的甜美，就会忽视那些过程中可以得到的美好东西。我们应该反思：如何才会使学生变成课堂学习的主人，如何让课堂教学显得生机勃勃，如何让学生享受到成功的喜悦，并使这种喜悦成为一种巨大的情绪力量，从而大大激发学生的求知兴趣，调动学生的学习潜能。
　　本文以“实验装置复习”教学设计为例，注重培养学生的创新精神和实践能力，让学生在过程中享受喜悦。传统的化学实验复习往往将实验装置直接呈现给学生，看似效率提高了，但很多学生丧失了提问题的空间：这些仪器有什么结构特点？为什么这样设计？有什么优缺点？它们之间有什么联系和区别？等等，我认为丧失的不仅是这些问题本身，而且有能够培养学生科学思维方法的教学契机。本文本着这样的目的，把一些实验教学中容易忽略的问题还原、放大，希望能起到抛砖引玉的作用。
　　二、教学设计和过程
　　教师：问题引入：试管是同学们非常熟悉的一种实验仪器（见图1），请大家仔细观察一下它的形状，有什么特点？
　　学生：①细圆柱状；②底部呈半球状；③试管口卷边。
　　教师：引发思考：为什么要这样设计？这样的设计有利于哪些实验操作？
　　学生：①细圆柱状可以在盛取液体试剂后振荡，又可以节约药品；②半球状底部便于加热少量固体或液体；③试管口卷边能与橡皮塞导气管配套，能作为制取少量气体的反应容器；等等。
　　教师：深入问题：这样设计又有哪些不足之处？
　　学生：①试管容积小，只能用于少量药品的反应；②不能稳定放置，需用试管夹或用铁架台。
　　教师：思维启发：如果既要增大反应药品的容量又要能稳定放置，在设计上要作怎样的改变？
　　学生：使用烧杯（见图2）。
　　教师：推进提问：烧杯和试管相比，形状的改变，失去了哪些特点？
　　学生：烧杯不能振荡，不能直接加热。
　　教师：发散思维：如何既能保持烧杯的优点（参加反应的液体的体积多、稳定放置）又能发挥试管的长处（能在反应过程中不断充分振荡）？
　　学生：思考后得出：使用锥形瓶（见图3）。
　　教师：烧杯和锥形瓶底面积增大后，又有什么不足？怎样补救？
　　学生：容易受热不均匀，必须垫石棉网后加热。
　　教师：过渡导入：前面我们分析了试管形状特点中①呈细圆柱状；②底部呈半球状这两方面的一些变化，下面我们再来研究一下③试管口卷边的功能。正如同学们所说的那样，卷边可以与橡皮塞导气管配套，实现制气（见图4）。请大家思考：如果将图4装置中导气管由一个变为两个，装置将发生什么变化？
　　学生：相互交流，发表各种意见。
　　生1：导管长进短出，可以除去气体中的杂质即洗气（见图5）；
　　生2：导管短进长出，可以通过排水法收集气体（见图6）；
　　生3：排水法测气体的体积（见图7）。
　　教师：如果没有水，又可以实现什么功能？
　　学生：可以做排空气法收集气体的装置。
　　教师：如果要收集与空气反应的气体如NO（不能用排水法），怎么办呢？
　　学生：思考后回答：可以用排其它气体的方法。
　　教师：总结：请看图8。
　　学生：使用烧瓶。
　　教师：发散思考：圆底烧瓶与试管相比，其容量大大增加，请同学们回顾一下除了制气和收集气体外，还有哪些实验利用这一特点使用圆底烧瓶？
　　学生：回忆，讨论。
　　教师：加以总结：（1）喷泉（见图9）；（2）防倒吸（见图10），等等。
　　教师：创设新情景：让我们回到图4，分析用这套装置来制气有什么缺点？
　　学生：发表各种意见，相互交流。
　　生1：液体反应物的量无法控制，只能加多少反应多少。
　　生2：反应开始后若发现收集的气体不够，要再加液体反应物，必须打开活塞，这就可能造成混入空气或有害气体泄露等问题。
　　生3：反应一旦开始，即使所需收集的气体已经足够，也无法停止反应，造成实验药品浪费。
　　教师：充分肯定学生意见，并提出要求：根据这套装置的缺点，设计一些实验装置进行改进。
　　学生：纷纷动手，自己设计实验装置。
　　教师：归纳总结：同学们设计得都很好，我将大家设计的装置收集整理补充一下。
　　1.使用长颈漏斗，必要时可再添加液体反应物（见图11），同时针对长颈漏斗液封需要较多液体的缺点，可以用小试管套住长颈的方法，既可液封，又可节省实验药品，一举两得（见图12）。
　　2.使用分液漏斗，可以随时添加液体反应物，且不用考虑液封的问题（见图13），针对反应中可能出现的试管内短时间产生大量气体，使气压增大，液体无法加入的现象，可以用恒压分液漏斗（见图14）。
　　3.为了可以控制气体的制备，可以在试管中加一块多孔隔板，并在导气管上加上活塞，就成了启普发生器简易装置（见图15）。
　　三、案例分析和反思
　　爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师。”有了兴趣，就会产生学习的主动性和原动力。化学是一门实验学科，学生亲自动手设计、组装实验仪器，并在自主探索中发现问题、解决问题，能体会乐趣，真正有所收获。这对于学生掌握科学的学习方法，形成终身学习的意识和能力是非常有益的。
　　在本案例中，我从引导学生分析试管的优缺点开始，通过层层深入的问题，使学生形成新的知识体系，使学生的视角在不知不觉中，由熟悉的简单的实验仪器自然延伸到了一些较为复杂的实验仪器。这比把旧知识简单重现，把新知识硬塞给学生的做法效果更为明显。学生感觉是自己在设计仪器，当自己的设想与展示的仪器相符时感到特别的兴奋，当然理解也更全面深刻。实践证明，整堂复习课学生非常投入，他们被我设计的一个个问题吸引，被教学中沿途的风景所深深吸引，积极探讨解决遇到的问题。通过本节课，学生开始真正走近了科学研究、走近了科学精神，达到了较好的教学效果。