本站QQ客服在线 |
视频标签：全国初中化学,实验教学说课
所属栏目：初中化学说课视频
视频课题：第五届全国初中化学实验教学说课视频《氧气的实验室制取与性质》实验改进-刘建敏云南
教学设计、课堂实录及教案：第五届全国初中化学实验教学说课视频《氧气的实验室制取与性质》实验改进-刘建敏云南省昆明市第十中学初中化学
《氧气的实验室制取与性质》实验改进——说课文稿
云南省昆明市第十中学 刘建敏
一、使用教材
人教版九年级《化学》上册第二单元课题二“氧气”的第1课时。
二、实验器材
自制耐高温硬质具支玻璃管，鱼尾夹，铁架台（带铁夹），酒精灯，火柴，烧杯，分液漏斗，锥形瓶，三通管，导管，胶皮管，弹簧夹，橡皮塞，气球，耳挖，铁丝，硫粉，木炭，澄清石灰水，氢氧化钠溶液，10%过氧化氢溶液，二氧化锰粉末。
三、实验创新要求/改进要点
（1）改进发生装置：实现既可控制反应速率又可随用随取。
（2）改进性质实验装置：让多个性质实验在同一根玻璃管中进行，化繁为简。
（3）夹取仪器的改进：把鱼尾夹固定在粗铁丝上，再将铁丝固定在橡皮塞上，既可以作夹取仪器使用，又可以作塞子使用，在本实验中相比传统的镊子、坩埚钳使用要更方便；由于硫燃烧污染较大，因此可以换成小耳挖来代替燃烧匙，这样能更好的控制取用硫粉的量，减少污染。
（4）改进实验教学内容：跟教材比，增加了验证氧气溶解性和密度的实验，并以视频的形式向学生展示“打树花”，从而提高课堂趣味性、探究性和获取科学知识的有效性。
四、实验原理/实验设计思路
教材设计的实验方案在实践中往往存在以下困难：第一，氧气的性质实验较多，需要的器材比较繁杂；第二，老师们要进行多个班级的教学，气体制备量较大；第三，用高锰酸钾制取氧气实验后的试管、桌面难清洗。
针对以上问题，我在教学中进行了一个优化：化繁为简，将多个性质演示实验整合为在一根硬质具支玻璃管中完成，改为一体化装置，具支处连接一根导管即可用来验证产物二氧化碳和吸收二氧化硫，具支玻璃管下端铺了一层石棉绒可防止铁丝燃烧产生的高温熔融物掉落烫坏进氧气的玻璃导管和橡皮塞。又考虑到铁丝的剧烈燃烧对氧气的量要求较高，若玻璃管直径太小，氧气量不够，现象不明显；若玻璃管直径太大，则收集的时间过长且浪费过氧化氢溶液，经过多次尝试，发现玻璃管的直径为3cm时既可满足氧气量的需求，又能满足缩短实验时间的需求，现象非常明显。（细节处理：若是铁丝较细，火星会不够剧烈，建议用2-3根铁丝拧成一根，粗细大致和石棉网上的铁丝一致时效果较好；火柴梗不需要太长，长度控制在一点燃差不多就可以伸入集气瓶中引燃铁丝，这样更方便控制伸入的时间。）
另一方面，考虑到实际课堂教学中：1，在进行不同实验探究时，中间要给学生预留记录和分析的时间；2，过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合，容易出现异常剧烈反应的现象，可能还来不及收集气体，反应就很快停止，速度快的也只能收集一瓶气体，可实验中至少要4瓶，导致要多次操作才能集满4瓶气体。因此，就需要一套能够控制反应速率和随用随取的气体发生装置。于是进行了第二个优化：用分液漏斗控制反应速率，用小气球收集多余氧气，再配合使用弹簧夹的开和关就可以实现气体的随用随取，从而达到预期的效果（装置如图1所示）。
图1
五、实验教学目标
（1）知识与技能：通过实验认识氧气的物理性质和化学性质；通过对比现象获取“反应的剧烈程度与反应物的浓度有关”的知识。
（2）过程与方法：规范学生对实验现象的描述；让学生通过对实验的观察和思考学会“分析实验信息并归纳结论”的科学方法；并逐渐形成用实验来研究物质性质的一般思路。
（3）情感态度与价值观：让学生在体验改进实验带来便利的同时培养学生的创新探索精神。
六、实验教学内容
（1）探究氧气的物理性质（颜色、状态、气味、溶解性、密度）。
（2）探究氧气的助燃性（铁丝、碳、硫的燃烧）。
七、实验教学过程
（一）环节一：实验导课。
实验1：展示两瓶气体（用软塑料瓶装），一瓶氧气，一瓶二氧化碳，分别倒入约等量的水，振荡，观察到一个变扁，一个无明显变化；然后打开瓶盖，分别伸入燃着的小木条，观察到变扁的木条熄灭，无明显变化的木条烧得更旺。提出问题，通过刚才的实验：你能判断哪瓶是氧气吗？你能总结出氧气的哪些性质？学生思考分析得出结论：瓶子无明显变化的是氧气，并可推知氧气不易溶于水、能支持燃烧。并拓展氧气可以用排水法收集，可以用带火星的木条来检验和验满氧气。
设计意图：提高学生兴趣，激发学生探究欲望，也让学生感受化学的魅力。
（二）环节二：提出问题。
①氧气的密度比空气大，还是小？
②氧气能支持哪些物质的燃烧？
设计意图：通过提出问题，引领实验探究。
（三）环节三：实验探究。
实验2：氧气的检验和与空气密度的比较。在发生装置中制取氧气，往玻璃管伸入带火星的木条，观察到木条复燃，证明是氧气。过一会后（此时需要老师根据实际情况控制好玻璃管内氧气的量，最好让氧气的高度在玻璃管一半左右），再次往玻璃管伸入带火星的木条，观察到刚伸入木条，没有复燃，继续深入，观察到复燃，证明一段时间后氧气依然集中玻璃管的下方，从而验证氧气的密度的比空气大。在并拓展装满氧气的集气瓶应正放在实验台上。
实验3：将末端胶皮管接上一段玻璃管并将其放入装有澄清石灰水的小烧杯中，在具支玻璃管靠近具支导管处验满氧气后，缓慢伸入烧红的木炭，观察到木炭在空气中燃烧发红光，在氧气中燃烧发白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
归纳结论：碳+氧气点燃二氧化碳。
反应的剧烈程度与氧气的浓度有关。
实验4：将末端的橡皮管连接装有氢氧化钠溶液的洗气瓶，同样的方法验满氧气后，把在空气中燃烧的硫缓慢伸入具支玻璃管，观察到硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。操作完毕后迅速塞紧具支玻璃管，控制氧气流速，缓缓将二氧化硫导出至氢氧化钠溶液中，减少污染。
归纳结论：硫+氧气点燃二氧化硫。
反应的剧烈程度与氧气的浓度有关。
实验5：氧气验满后，将系有一段火柴梗且绕成螺旋状的铁丝在空气中点燃后，待火柴快燃尽时伸入具支玻璃管中，观察到铁丝在空气中红热但没有燃烧，在氧气中剧烈燃烧，放出热量，火星四射，生成黑色固体（注：实际操作中，当看到火星有点弱时，我们可以往玻璃管通入一点氧气，可以观察到火星四射的现象更明显了，再次说明反应的剧烈程度与氧气的浓度有关）。提出问题：铁丝为什么要绕成螺旋状？玻璃管底部预先放入的水起什么作用？
归纳结论：铁+氧气点燃四氧化三铁。
反应的剧烈程度与氧气的浓度有关。
学生通过对比这三种物质分别在空气中和氧气中燃烧的剧烈程度，可归纳总结出：反应的剧烈程度与反应物的浓度有关。
再抛出问题：铁真的不能再空气中燃烧吗？
拓展视野：播放“打树花”表演视频（专业表演，请勿模仿）。
（简介：打树花是河北省张家口蔚县暖泉镇的汉族传统民俗文化活动。这种别具特色的古老节日社火，至今已有500余年历史，是用熔化的铁水泼洒到古城墙上，迸溅形成万朵火花，因犹如枝繁叶茂的树冠而称之为"树花"，其壮观程度绝不亚于燃放烟花。后来，暖泉镇每逢元宵佳节期间"打树花"的习俗一直延续至今。打树花也作为一项古老技艺，成为河北"省级非物质文化遗产"。）
该表演体现的化学知识是“铁在空气中燃烧”，演示实验中用的的铁丝，接触面积不够大，所以没有燃烧，从而给学生拓展出结论：反应的剧烈程度不仅与反应物的浓度有关，还与反应物的接触面积有关。
设计意图：利用改进的实验装置，引发学生的认知冲突，使学生更深刻地理解实验原理，也培养了学生的观察能力、分析能力及对实验创新的兴趣。
（四）环节四：归纳总结氧气的性质。
八、实验效果评价
本节课以教材原有实验为起点，借助一根玻璃管，同时完成了“氧气的检验、氧气和空气密度的比较、碳硫铁分别在氧气中燃烧”共5个实验，从而实现简化装置、简化操作的实验操作效果；再加上实验内容的改编，提高课堂的探究性，发散思维，提高学生的实验评价能力和创新精神。改进后的实验装置还可用于教材45页的学生实验活动1。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
