“科学探究”在氧气制法教学中的运用

陈克难

摘要：高中化学新教材打破了旧的编写体系，体现了“教本教材”向“学本教材”转变。新教材重视学生原有学习基础，编写时合理使用“先行组织者”策略。本文探讨“先行组织者”在化学新教材中呈现的形式及“先行组织者” 教学策略的运用。

关键词：新教材；先行组织者；教学策略

文章编号：1008-0546（201２）０４-0077-0３中图分类号：G６３２．４１文献标识码：Ｂ

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

新课程的基本理念是“以学生为本”，化学课程中的科学探究，正是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，学生通过亲身经历和體验探究活动，能进一步激发学习化学的兴趣，增进对科学的情感，理解科学的本质，并且通过学习科学探究的方法，初步形成科学探究能力。现以氧气制法的探究实验教学为例，就重视学生“科学探究”能力的培养谈教学中的一些感受。

氧气的制法是学生在了解氧气性质基础后学习的内容，该课是以实验探究为教学手段的良好素材。本课题的重点是了解实验室制取氧气的原理和主要方法，并指导学生动手制取氧气，因此，要求学生在学习的过程中要把所学的理论知识与实践的亲身体验相结合，基本操作与具体实验相结合，不断地探究思索的过程，以及进行正确、安全地实验操作。教学中教师重点完成双氧水制氧和氯酸钾的制氧，学生则需掌握这三种制氧反应的原理和动手完成高锰酸钾制氧的操作和检验。

如何利用好教材与实验开展学生科学探究能力的培养呢？不妨从以下几个方面入手：

一、整合理顺探究思路，优化整体认知结构

科学探究教学主要涉及的步骤为：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等。教学中教师须钻研吃透教材，精心构思设计每步教学程序，整合理顺探究思路，根据学生的认知能力创设教学情境，让学生模拟科学探究方法开展学习和探究，使之积极主动地获取化学知识，既优化了学生的认知结构，又培养了学生的创新精神和实践能力。

教师教学思路：创设情景让学生能提出问题——提供信息鼓励学生作出猜想与假设——帮助学生制定合理的实验计划——实验过程中的指导与纠错——指导学生观察实验现象——引导学生形成正确的结论——启发反思，释疑解惑——提供展示交流平台。

学生探究思路：进入情景能提出问题——根据信息做出猜想与假设——通过小组合作讨论确定合理的实验计划——单独或合作进行实验操作——通过实验观察收集证据——归纳总结得出制氧气原理——质疑与反思，体验成功喜悦——交流完善探究结论。

具体活动见下表：

二、主动参与共同合作，体验科学探究过程

教育家苏霍姆林斯基说过：“当知识与积极的活动联系在一起的时候，学习才能成为学生精神生活的一部分。”学生在学习氧气性质和用途后，对氧气的产生充满了好奇，能亲手制得氧气成了他们急待期望的事情。但一课堂中完成收集并验证氧气的实验，对刚学化学不久的初中学生说还有不少难度，操作过程中难免手忙脚乱，丢此失彼，因而教师的导航作用更显得重要，需根据学生的学习层次、动手能力和个性了解合理分配小组，明确组内成员各自任务，分工合作，才能保证学生有序操作体验探究过程。做法是：

1.以学生自主探究思路为主，明白制氧原理和操作顺序

在学生探究方案制作或实验操作中教师要以学生自主探究、自己动手为主，明白制氧原理和操作顺序，遇到疑点难点时要给出充分时间，让学生大胆猜想分析争论，不断地比较筛选、改进完善，以确定最优实验方案，通过探究过程促进学生思维的发展，培养学生勇于探索、敢于实践的科学态度和作风，也逐步树立起严谨、细致、一丝不苟的科学研究精神。

如学生在制取氧气原料的选择上经思考分析讨论得出：从成本出发，用空气最为便宜，但实验室达不到该实验条件，所以不可行，但可用于工业制法；过氧化氢在二氧化锰催化作用下制氧，操作简单易行，不需加热、且产物对环境无污染可行；氯酸钾在二氧化锰催化作用下制氧，需用加热装置，操作也相对简单易行；高锰酸钾加热制氧无需催化剂，装置与氯酸钾制氧装置相同，都属于固固加热型装置，也能用于实验室制氧。

又如在操作顺序的选择确定上，同学们积极思索，相互讨论后能理解：为什么要先检验气密性再加药品？检验气密性时为何先将导管放入水中再用手握住试管外壁？加热固体时为何先需预热后再固定加热？为什么气体放出均匀才能收集？收集完成后需先将水槽中导管取出后再移出酒精灯？诸如此类等问题学生通过自身反复思考，争论得出的结果远比老师给出的答案更加记忆长久清晰。

2.合理分配组内成员任务，共同完成探究实验

为避免学生操作中的无序和忙乱，顺利完成教学任务，教师在实验时将小组成员分成三块，分别为①负责动手操作、②提醒步骤监督纠错、③记录实验现象这三项工作，实验中的重要步骤和现象进行定格，让组内成员清楚重要的操作顺序和现象。在制备氧气实际操作中，通过合理的分工配合，负责动手操作的学生知道实验的每一步和下一步该怎样做，负责监督纠错的学生仔细观察过程的每一个过程的正误并及时提醒，记录的学生更清楚实验应有的现象并总结出相应的结论。实验过程中同学们沉着大胆动手、认真细心观察、积极动脑思考、相互讨论各操作的关键点，评价操作中正误，在相互合作、相互启发、共同思考中顺利完成氧气制法的实验探究，达到共同提高的目的。事实证明：明确的分工合作使实验过程更加流畅，探究目的更加清晰，得到结论更加准确。

探究教学中教师创设平台提供给学生动脑设计、动手操作、小组合作和评价交流的机会，让学生经历体验探究过程中的得失成败，学生在教师的引领下主动探究、质疑反思、去伪存真得到正确结论，最终享受成功的喜悦。

三、激活思维及时反思，质疑解惑得以提升

教育家孔子说：“疑是思之始，学之端。”在氧气制法探究过程中，蕴藏着许多为什么，学生进行具体探究和操作过程中往往产生许多疑惑，如何用好这些疑惑让学生质疑解惑获得新知？如学生经常遇到的疑惑一：双氧水制氧中，二氧化锰是反应物吗？疑惑二：双氧水制氧与用氯酸钾制氧在装置上有何不同？同为固体加热用氯酸钾与用高锰酸钾制氧装置细节上又有差别？疑惑三：我们小组气密性检验现象为何不明显？有同学说先握试管外壁，后将导管放入水中看现象也能检验装置是否漏气说法对吗？疑惑四：停止加热后为何先需将导管从水槽中取出再移开酒精灯？操作顺序真那么重要吗？疑惑五：我加热操作时不规范将试管炸裂了，还有什么可能操作会使试管炸裂？疑惑六：我们小组制出的氧气检验时现象不明显原因是什么？为什么有时收集不到纯净的氧气？………教师在巡课过程中要善于捕捉、发现、挖掘和利用学生们的这些疑惑，及时启发激活学生思维，引导学生自主反思，适时点拨纠正错误，并创造机会促进生生互动、师生互动，让同学们在交流讨论中，质疑解惑得以提升。

在氧气制法的探究教学实践中我真切地体会到：科学探究是一种重要的学习方式，也是化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养有着不可替代的作用。探究教学里蕴含着丰富的创造性思维和方法，尤其是实验探究教学，它以其独特的优势让学生通过设计实验、观察现象，逐步养成分析、比较、推理的思维习惯，进而培养学生的创新思维能力，造就具有科学精神和创新素养的学生。