“涉及气压变化的若干化学实验”教学案例

曹力 薛春兰

（1南京市鼓楼区宁海中学分校江苏南京210036；2南京市鼓楼区教师进修学校江苏南京210009）

“涉及气压变化的若干化学实验”教学案例

曹力1薛春兰2

（1南京市鼓楼区宁海中学分校江苏南京210036；2南京市鼓楼区教师进修学校江苏南京210009）

以气压变化为主线，归纳出影响气压变化的三种因素、检查装置气密性的一般思路和“随开随关”气体发生装置的原理；通过小组合作，动手做检查装置气密性实验，增进对科学探究的体验，提高动手操作能力，发展学习化学的兴趣；通过对“随开随关”气体发生装置创新设计，逐渐形成勤于思考的科学品质；通过运用所学知识在新情境或新实验中解决化学问题，综合素养得到提升。在平等的师生互动中创设了三维目标整体达成的有效实验复习课堂。

气压变化；化学实验；教学案例；复习课堂

一、案例背景

有些教师复习实验时无“实验”，只是对教材实验逐一讲解，同时进行较多的实验专项习题训练，导致学生只会背诵实验、害怕实验，这样学生的动手操作能力、运用实验解决实际问题的能力和综合素质得不到提高。为体现新课程理念，使三维目标整体达成，提高复习课效率，针对学生基础较好的学情，作者设计了“涉及气压变化的若干化学实验”这一实验专题复习课，尝试通过教师的引导，唤醒学生以已有的气体压强有关知识为主线归纳、探究、创新和运用，来达成本节课的教学目标。本节课的教学目标是：能说出气压变化导致的实验现象，能归纳出影响气压变化的三种因素，能归纳出检查简单装置气密性的一般思路并学会实验操作，能归纳出“随开随关”气体发生装置的原理并能设计出“随开随关”气体发生装置；通过解释和设计“喷泉”实验，学会运用所学知识在新情境或新实验中解决化学问题。通过以气压变化为主线初步学习运用归纳、比较、分类等方法对获取的信息进行加工；通过小组合作，动手实验，增进对科学探究的体验，发展学习化学的兴趣，逐渐形成勤于思考的科学品质。

二、情景描述及评析

1.积极思考，善归纳

师生共析：学生吹气球，教师在装有稀盐酸的可乐瓶上套一个装有小苏打的气球，两种药品混合后气球鼓起。做完这两个实验后，学生在教师引导下很快领会了本节课的主线——气压变化。

师：今天我们一起来研究“涉及气压变化的若干化学实验”。

师板书：涉及气压变化的若干化学实验

师：某同学按照老师的要求归纳出下列实验存在明显的气压变化，你觉得他的归纳对吗？

图1

图2

图3

生：图3实验中没有明显的气压变化。

师：下列实验按照最终装置内气压变大或变小，可以分为两类，如何分类？为什么？

图4

图5

图6

图7

生1：图5、图6实验最终装置内压强变小。图5实验是因为红磷燃烧消耗氧气，气体减少导致气压变小，图6实验是因为二氧化碳溶于水，气体减少导致气压变小。

生2：图4、图7实验最终装置内压强变大。图4实验是温度升高导致气压变大，图7实验是因为产生氢气，气体增多导致气压变大。

师：回忆、比较上述实验的实验现象，你能总结出气压变化而引起物体“运动”的方向一般朝着气压“大”还是“小”的方向？

生：朝着气压小的方向。

师：向图8长颈漏斗中注水，浸没长颈漏斗下端管口后继续注水，出现图9现象。从图8到图9的过程中，锥形瓶中的气压如何变化呢？

图8

图9

生：气压变大了。

师：什么原因让注水后图9装置内的气压变大了呢？

生：注水导致锥形瓶内气体体积变小，从而导致气压变大了。

师：分析以上实验，你能总结出影响气压变化的因素有哪些吗？

生：影响气压变化的因素有：温度、气体的体积和气体的量。

（评析：首先通过吹气球创设情境，引入新课，引导学生联想与压强有关的化学问题，然后设置阶梯性的问题，层层深入，引导学生积极思考，归纳出影响气压变化的因素有温度、气体的体积和气体的量，为学生在新情境下设计实验、解决实验问题奠定了基础。）

2.动手实验，乐探究

师生互动：教师引导学生说出图10、图11两种装置气密性检查的具体操作。

图10

图11

师：比较两种操作方法，第一步都是将管口“封住”，为什么？

生：形成密封装置体系。

师：比较两种操作方法，“手握”和“注水”分别改变了装置内什么？

生1：“手握”改变了装置内的温度。

生2：“注水”改变了装置内气体的体积。师：最终都是改变了什么呢？生：改变了装置内的气压。师：通过刚才的对比、分析，请总结出检查装置气密性的一般思路。

生：（1）使装置密封；（2）改变密封装置中的气压；

（3）观察因气压改变而产生的现象。师：刚才的学习过程展示了同学们良好的思维能力，下面有个机会让同学们展示自己的动手实践能力。干燥管（如图12）在实验中有广泛的用途，在使用前要检查该装置的气密性，利用实验篮中的仪器（止水夹、注射器和装满水的烧杯），你能找出多少种图12检查该装置气密性的方法？边动手实验边思考。

图12

生：相互合作，积极思考，动手实验，填写报告。

师：你们找到多少种方法呢？

生1（边做边讲）：塞紧橡皮塞，将干燥管末端浸没水中，打开止水夹缓缓抽气，使干燥管上升一段水柱，关闭止水夹，干燥管内液面高于烧杯内液面，夹住止水夹，从水中提起干燥管，水不能滴下，则说明气密性良好。

生2（边做边讲）：塞紧橡皮塞，用止水夹夹紧橡胶管，将干燥管部分伸入盛水的烧杯中，干燥管内液面低于烧杯内液面，且一段时间液面差不变，则说明气密性良好。

生3（边做边讲）：塞紧橡皮塞，用止水夹夹紧橡胶管，将干燥管末端浸没在水中，用手捂住干燥管，如果干燥管末端产生气泡，松开手，水又进入干燥管一段距离且一段时间保持不变，则说明气密性良好。

生4（边做边讲）：塞紧橡皮塞，将干燥管末端浸没水中，打开止水夹缓缓抽气，使干燥管上升一段水柱，关闭止水夹，干燥管内液面高于烧杯内液面，且一段时间液面差不变，则说明气密性良好。

生5（边做边讲）：塞紧橡皮塞，将干燥管末端浸没在水中，打开止水夹缓缓充气，干燥管内液面下降，过一会儿干燥管末端又产生气泡，则说明气密性良好。

（评析：首先通过两种典型实验装置的对比、分析，引导学生归纳出检查装置气密性的一般思路。然后设计了开放性学生实验“检查图12装置的气密性”，学生通过小组合作，设计检查图12装置的气密性的实验方案并动手实验，根据自己不同的发现一起交流、反思，得出相应的正确结论。学生亲自实践体验，既加深了对所学化学知识的理解，巩固化学实验基本操作要领，养成良好实验习惯，又拓展了学生思维，得到很多课本和试题上无法得到的知识。和谐的师生互动、生生互动，创设了快乐的课堂气氛，使问题在愉悦中得以顺利解决，大大提高了复习效率。）

3.勇于设计，敢创新

师：请看图13装置，在烧杯中装入稀盐酸，干燥管底部放上铜网，铜网上放上大理石，该装置有何用途？

生：可用来实验室制取二氧化碳。师：该装置在制取气体时有何优点？

图13

生：可以控制反应的发生和停止。

师：演示图14～17装置的flash动画。

图14

图15

图16

图17

生：观看动画，积极思考。

师：这几种可以控制反应发生和停止的气体发生装置，利用的原理相同吗？

生：不同，图17没有利用气压的变化。

师：其余装置是如何控制反应的发生和停止的？

师生共析：归纳出“随开随关”的气体发生装置的原理是利用装置内气压的变化，使反应物接触或分离。

师：利用下列仪器或用品，你能组装一套“随开随关”的气体发生装置吗？请把你的创意画在学案的虚线范围内。

图18

生：积极思考，动手实践，设计装置。

师：请一位设计好装置的同学，上讲台利用flash动画向大家展示他的创新设计。

生：走上讲台，在flash动画上拖动上述仪器，组装出如图19的实验装置。

图19

师：请为大家解释一下，如何控制反应的发生和停止。

生：烧杯中放入稀盐酸，固体药品放在铜块上。打开止水夹，盐酸进入玻璃管和锌粒接触，反应发生；关闭弹簧夹，管内气压变大，盐酸被压回到烧杯中和锌粒分离，反应停止。

师：大家说，他的创意怎么样？

生（鼓掌）：非常有创意。

（评析：通过在图13装置中加入大理石和盐酸，引导学生推理出该装置的优点，很自然地过渡到探究“随开随关”的气体发生装置的原理，教师通过对图14～17装置的Flash动画演示，生动形象的直观教学，学生顺利归纳出伴随气压变化的“随开随关”的气体发生装置的共同原理。最后设计一个“随开随关”的气

体发生创新实验装置，由一位学生到讲台在

flash动画上拖动搭建该装置后表达出来，其余

学生在学案上画。整个过程自然流畅，创设问题

情境因势利导、层层推进，不断启发学生积极思

维，学生在自由、轻松的氛围中敢于设计，勇于

创新。）

4.综合考虑，会运用

师投影：已知常温下常压下，1体积水大约能够溶解700体积的氨气（NH3）。

师：按图20装置演示“喷泉”实验。

图20

图21

图22

生：看到红色喷泉，惊呼，鼓掌！

师：为什么会产生如此奇妙的现象呢？谁能解释一下。

生：氨气溶于水中，导致装置内气压减小，外界大气压将水压入烧瓶中。

师：若将氨气换成我们较熟悉的二氧化碳如图21，难以形成喷泉，试分析其原因（已知：常温下常压下，1体积水大约能够溶解1体积的二氧化碳）。如果要使该装置也能形成喷泉（在不改变气体成分的前提下），你认为要采取什么措施？

生：水溶解的二氧化碳较少，产生的压强差不足以形成“喷泉”，应该将胶头滴管中的水换成浓氢氧化钠溶液。

师：若没有胶头滴管，如何引发实验、形成喷泉？装置如图22所示。

师生共析：可以用热毛巾或冰袋“捂住”烧瓶，引发实验。

师生共振：教师引导学生从知识和方法两方面进行归纳总结。

师：相信同学们通过今天这节课的学习，已经了解了以气压改变为主线，归纳解决化学实验中有关问题的方法，今天的作业是查阅你的文本资料或上网收索，归纳其它和气压改变相关的化学实验问题，下一节课来交流。

（评析：教师首先用图20装置成功演示了美丽的喷泉实验，学生的惊呼声、掌声显示出学生对化学实验的浓厚兴趣，然后教师又依托图21、图22实验，设置思维层次逐渐提高的问题，在分析与解决问题的过程中，学生的综合素养得到了提高。）

三、课后反思

1.平等交流，主动学习

和学生平等的交流大大调动了学生的学习热情，吹气球、喷泉实验等趣味演示实验和检查“干燥管”装置气密性的学生分组实验大大提高了学生学习化学的兴趣，整节课学生踊跃发言、惊呼、鼓掌，气氛热烈，学习主动性很强。

2.精心设计，有效达成

本节课通过精心设计教学环节，引导学生以气压变化为主线，归纳出影响气压变化的三种因素、检查简单装置气密性的一般思路和“随开随关”气体发生装置的原理，通过设计小组合作、动手实验、创新实验和运用所学知识在新情境或新实验中解决化学问题等，使学生的综合素养得到提升，很好地体现了新课程理念，三维目标有效达成。

3.关注差异，全体发展

在做检查装置气密性实验、设计“随开随关”气体发生装置以及没有胶头滴管怎样引发喷泉等教学环节中，个别基础较弱的学生思考和探究的时间还不够，在今后的教学中还应给予学困生更多关注，使全体学生得到全面发展。

［1］教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2011

1008-0546（2013）06-0086-03

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.06.038