基于“实验探究与创新意识”的复习课教学设计

■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→探秘食物防腐方法，检验包装袋内气体→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，氧气是空气的成分之一。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。

图1

图2

图3

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。