问题探究 让学生的思维动起来

俞益晖

人教版初中化学“空气”这一课题的教学设计，可以说是“仁者见仁，智者见智”，设计的方法多种多样，精彩纷呈。化学是一门以实验为基础的自然科学，在教学中，围绕教学目标有意识地提出一些问题，让学生的思维动起来，通过“设置主题─分析思考─实验探究─总结交流”的教学流程，积极引导学生进行自主学习、合作学习和探究学习，努力培养学生的动手能力和探索精神。

【片断一】烧杯中有什么？

老师拿出一个烧杯

师：烧杯中有什么？

生（疑惑）：什么都没有啊！

生（兴奋）：空气，烧杯中有空气（很多学生点头）。

师：想一想，根据你日常生活中的经验，还有哪些办法能证明空气确实存在？请同学们设计一个简单的实验，证明空气的存在。

提供学生水槽（装有大半槽水）、小烧杯、一杯饮料（软塑料杯，配吸管）及其他仪器若干。

生：将一烧杯竖直倒扣在水槽中，看水能不能进入烧杯。

生：用吸管饮用饮料，看软塑料杯会不会变瘪。

师：很好，同学们的想法都很不错，下面每组同学就按照自己设计的实验方案进行实验吧！

每组学生开始忙碌，选用仪器进行实验，实验时还互相讨论，既分工又合作。

实验结束。

师：好，同学们都做完实验了，现在能告诉我你们在实验中看到的现象和你们的结论吗？

生：我们组的实验是把烧杯竖直倒扣在有水的水槽里，发现水槽中的水并不能进入烧杯中，说明烧杯中不是真空，是存在物质的，该物质就是我们平时离不开的空气。

师（鼓掌）：实验很成功，总结很到位。

生：我们组同学饮用饮料，发现软塑料杯变瘪了，说明软塑料杯外面有物质在推挤塑料杯，使塑料杯变瘪，该物质就是我们看不见的空气。

师：实验设计新颖，异曲同工。都说明了空气是客观存在的。

【赏析】开篇提出一个生活中常见的问题，让刚上课的学生马上进入情境开始思考，一扫下课玩耍时懒散放松的情绪，集中起注意力。学生通过思考和小组讨论，用已有的实验仪器用品设计出实验方案，锻炼了学生设计方案的能力。然后在老师的指导下小组进行实验，培养和训练学生的动手能力。实验结束，描述实验现象和总结实验结论，意在提高学生的语言表达能力和逻辑推理能力。

【片断二】空气的成分

师：我们生活的环境中有空气，人类的生活离不开空气，空气是一种重要的自然资源。那么空气是由什么组成的？它是由一种物质组成的？还是由多种物质组成的？如果空气是由多种物质组成的，那么空气中含有哪些物质？

生：动物进行呼吸作用需要氧氣，同时释放出二氧化碳。

生：植物进行光合作用要吸收水和二氧化碳，并放出氧气。

生：煤等燃料燃烧需要消耗氧气并放出二氧化碳。

生：夏天，从冰箱里拿出冰矿泉水，片刻后，矿泉水瓶外壁就会有水珠凝结，说明空气中有水蒸气。

生：酥脆的饼干在空气中长时间放置会受潮变软，说明空气中有水蒸气。

师（总结）：空气中含有氧气、二氧化碳、水蒸气和其他杂质（如尘埃）等多种物质。

【赏析】学生根据已有知识，联系生活经验，收集证据，进行归纳并得出结论。以头脑风暴的探索形式，激发学生的问题意识，培养学生的发散性思维。

【片断三】空气中氧气含量是多少

师：大家对空气的认识主要来自生活常识，空气中还有其他的成分吗？空气中的氧气含量是多少呢？能否测定出广口瓶中氧气的体积？

生：想办法把氧气拿出来，直接测氧气的体积。

师：气体不同于固体或液体，取用不方便，并且也不容易把氧气从空气中分离出来。

生：拿一矿泉水瓶，再想办法把瓶内氧气消耗掉，看瓶子变瘪了多少。

教师引导：给出如右图所示装置，让一学生吸气，并观察现象。

生：烧杯中的水进入到广口瓶了。

师：烧杯中的水为什么会被吸进广口瓶呢？

生：烧杯中的水能被我们吸过来。

生：吸气时，广口瓶中的空气减少，压强减小，烧杯中的水就被压进广口瓶了。

师：第二个同学解释得更准确。你们再想想，进入广口瓶的水的体积与什么有关呢？

生：与吸走的空气有关。

生：烧杯进入广口瓶中的水的体积等于吸走的空气的体积。

师（微笑）：说到点子上了，同学们的思维很活跃，眼光很敏锐。

思维迁移：仿照此实验，提供如右图的实验装置。

师：我们能否利用它来测定空气中氧气的体积呢？

生：对啊，利用可燃物把广口瓶中的氧气消耗掉，那么打开弹簧夹后，吸进广口瓶的水的体积不就等于瓶内氧气的体积了吗？（大部分同学呈恍然大悟状）

老师下讲台指导学生按照课本实验2-1完成实验。

实验结束。

师：每组同学选个代表描述实验现象。

生：红磷燃烧发出黄白色火焰，放热，冒出大量白烟，熄灭后待装置冷却，烧杯中的水未进入广口瓶。

生：红磷燃烧发出黄白色火焰，放热，冒出大量白烟，熄灭后待装置冷却，烧杯中进入广口瓶的水小于广口瓶容积的1/5。

生：红磷燃烧发出黄白色火焰，放热，冒出大量白烟，熄灭后待装置冷却，烧杯中的水进入广口瓶，且约占广口瓶容积的1/5。

师：进入广口瓶的水占广口瓶容积的1/5的现象是正确的，实验也是成功的。那么为什么有些组的实验会失败呢？组与组之间讨论交流一下。

学生热烈地开始讨论。

生：和别组对比，我们组打开弹簧夹过早，应该等到装置冷却了再打开！

生：刚才验证了一下实验装置的气密性，装置有点漏气。

生：嗨，我们组燃烧匙里的红磷太少了，一烧就没了，不能把广口瓶内的氧气消耗完。

师：实践出真知，只有真正动手做了，才知道本实验的一些操作注意事项。通过这个实验我们能得到哪些结论呢？

生：空气是混合物，不是单一成分的气体。

生：氧气约占空气总体积的1/5。

师：广口瓶中剩余4/5的气体有什么性质？

生：不溶于水。

生：燃烧匙有红磷剩余燃烧却熄灭了，说明剩余气体也不支持燃烧。

【赏析】层层设疑，激发起学生的学习兴趣。先抛出问题：能否测定出广口瓶中氧气的体积？以小见大，以测定一小瓶空气中氧气的含量来推出整个大气中氧气的含量。在学生遇到困难不能有效地解决问题时加以引导：出示一装置让一学生吸气，发现烧杯中的水能进入广口瓶中。拨云见日，学生一下子就有了思路，并且可以结合物理中的“气体压强”知识来深挖实验现象的实质，准确地把握住了该装置的实验原理，利用压强差把进入广口瓶中水的体积转化为广口瓶中少掉的气体的体积，使用了“转换法”。再由学生进行自发的思维迁移，把吸气装置改成测定空气中氧气含量的实验装置，利用可燃物燃烧消耗广口瓶内的氧气来测定空气中氧气的含量。指导学生完成实验，得出结论。然后由学生讨论交流，总结实验心得，在交流中取长补短，培养学生的团队合作精神及对实验设计的评价能力。

总体来看，本节课通过“设置主题─分析思考─实验探究─总结交流”的教学流程，层层设疑，带动学生的思维围绕问题高速运转，整个课堂的气氛热烈而不混乱，老师控制的节奏恰到好处，不失为一节独具匠心的好课！

（作者单位：江西省上饶市广丰区五都镇中学）

□责任编辑 潘毅鹏

E-mail：pan660088@163.com