導(dǎo)語：初中化學(xué)氣體壓強實驗分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:有效的實驗復(fù)習(xí)教學(xué)不是簡單的實驗再現(xiàn)與知識羅列，而是通過實驗的整合、改進(jìn)和應(yīng)用，幫助學(xué)生解決和分析實際問題，構(gòu)建更加完整的知識網(wǎng)絡(luò)，并形成系統(tǒng)的認(rèn)識思路。通過有機整合初中化學(xué)實驗中與氣體壓強有關(guān)的實驗，并針對學(xué)生的認(rèn)識的障礙對相關(guān)實驗進(jìn)行巧妙的改進(jìn)和鋪墊，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)由具體到抽象的學(xué)習(xí)情境，并依托實驗改進(jìn)設(shè)計了與氣體壓強有關(guān)的復(fù)習(xí)教學(xué)，從拓展認(rèn)識方式和優(yōu)化認(rèn)識思路兩個層面促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識的發(fā)展。

關(guān)鍵詞:初中化學(xué)；實驗改進(jìn)；氣體壓強；認(rèn)識發(fā)展

一、問題的提出

復(fù)習(xí)課是一種重要的教學(xué)形式，傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課更多關(guān)注知識的再現(xiàn)與羅列，主要以“講-練-評”型的復(fù)習(xí)模式完成，這種模式的實際效果并不理想。如何根據(jù)學(xué)生實際情況，通過優(yōu)化復(fù)習(xí)策略，提高復(fù)習(xí)課的有效性，是教師面臨的一個重要問題。比如，實驗復(fù)習(xí)課，不可能將原本已做過的實驗再重復(fù)一遍，但也不能完全脫離實驗而用口述替代，特別是化學(xué)實驗中涉及氣體壓強的問題時，由于氣體看不見摸不著，學(xué)生想象起來比較抽象。而體系或裝置內(nèi)外的壓強差在化學(xué)實驗中又有廣泛應(yīng)用，比如利用氣壓差檢查實驗裝置氣密性、利用氣壓差使反應(yīng)物固體和液體接觸或分離實現(xiàn)氣體“隨時制取隨時停止”的控制、利用氣壓差產(chǎn)生“水往高處流”的化學(xué)噴泉等。在面對化學(xué)實驗中的具體壓強問題時，初三學(xué)生往往不能靈活運用壓強原理進(jìn)行分析，其認(rèn)識的障礙主要體現(xiàn)在：對密閉體系內(nèi)引起壓強變化的因素理解不清楚，對實驗現(xiàn)象的描述不夠準(zhǔn)確和全面。究其原因，是學(xué)生未能掌握氣壓變化時引起的氣體或者液體流向的變化規(guī)律。如果不整合相關(guān)實驗作一個系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，孤立地分析每一個實驗，學(xué)生對氣體壓強問題的認(rèn)識角度就比較單一，認(rèn)識方式也更多停留在實驗表面的宏觀現(xiàn)象，認(rèn)識思路零散。因此，有針對性地結(jié)合學(xué)情整合、改進(jìn)和補充相關(guān)實驗，是促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的重要手段。針對以上情況，筆者嘗試將學(xué)生初中階段已學(xué)的與氣體壓強相關(guān)的教材實驗、課外的補充實驗和改進(jìn)后的實驗巧妙地結(jié)合到專題復(fù)習(xí)教學(xué)中，把這些實驗作為學(xué)生探索化學(xué)世界的重要途徑，使學(xué)生能在科學(xué)探究的過程中更深刻地認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)中氣體壓強變化的本質(zhì)。通過精心設(shè)置“是什么”“為什么”“怎么用”三個問題情境，以實驗整合為依托，完成學(xué)科的具體知識的整合與歸類，豐富學(xué)生的認(rèn)識角度；同時，以補充實驗為證據(jù)，幫助學(xué)生歸納知識的規(guī)律性，完成認(rèn)識的一般性到普遍性的過渡，拓展學(xué)生的認(rèn)識方式。最后，以改進(jìn)實驗為延伸，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題，通過自己動手實驗、反思實驗的過程，自主地建構(gòu)出知識網(wǎng)絡(luò)，提煉出學(xué)習(xí)的方法，優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)識思路。

二、教學(xué)過程設(shè)計及分析

環(huán)節(jié)一：知識系統(tǒng)化（是什么？）——整合實驗，歸類分析［活動1］邀請學(xué)生演示玩具高壓水槍噴水。教師提出問題：如何操作使射程更遠(yuǎn)？分析水槍噴水的原理，自然引入教材相關(guān)的氣壓實驗。［素材1］展示教材中有關(guān)氣體壓強的實驗裝置圖（如圖1-5），讓學(xué)生回顧學(xué)過的知識，教師提出：哪些實驗事實證明了密閉體系內(nèi)的氣壓發(fā)生了改變？［活動2］讓學(xué)生將以上實驗進(jìn)行分類，并討論分類的標(biāo)準(zhǔn)。［教學(xué)評析］從生活視角引入，通過玩水槍游戲，激發(fā)了學(xué)生的復(fù)習(xí)興趣，也引導(dǎo)學(xué)生從生活感性認(rèn)識到化學(xué)理性視角認(rèn)識物質(zhì)變化。接著，再以問題情境的形式對知識進(jìn)行梳理，雖然氣壓的變化非明顯可見的現(xiàn)象，但可以通過氣泡產(chǎn)生、液柱升降以及裝置形狀的改變等看得見的現(xiàn)象來佐證。通過復(fù)習(xí)密閉體系內(nèi)氣壓改變的實驗現(xiàn)象，將零散的課本實驗整合，引導(dǎo)學(xué)生回顧原有的知識，從而引發(fā)學(xué)生新的思考，幫助學(xué)生從中尋找規(guī)律，構(gòu)建新的知識網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而得出結(jié)論，體現(xiàn)氣壓變化的宏觀現(xiàn)象，常體現(xiàn)在液體的流動（比如氣泡、液柱的倒吸等）和體積可變的裝置中形狀的改變等，引導(dǎo)學(xué)生從相似中找差別，從差別中看本質(zhì)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生深入分析問題的能力，也豐富了認(rèn)識角度。環(huán)節(jié)二：知識深入化（為什么？）——宏觀辨識，微觀探析［活動3］學(xué)生分組討論并匯報上述實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。同時，引導(dǎo)學(xué)生從溫度的升降、氣體量的增減等角度來分析裝置中氣體壓強的變化。［活動4］學(xué)生觀看微課《氣壓那點事兒——微觀示意版》。教師提出問題：能從微觀角度分析引起氣壓變化的本質(zhì)原因嗎？引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分析發(fā)現(xiàn)：氣壓增大是因為微粒的運動速率加快，微粒間間隔變大或者是微粒的數(shù)目增加；而氣壓減小是因為微粒的運動速率減慢，微粒間間隔變小或者是微粒的數(shù)目減少。［1］［教學(xué)評析］先從學(xué)生熟悉的裝置入手，通過對實驗宏觀現(xiàn)象的分析，推知實驗原理，再幫助學(xué)生理解裝置中氣體壓強變化是由于裝置中溫度、氣體的量的變化或者施加了外部壓強引起的。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考實驗裝置中溫度變化和氣體量增減的原因、這種變化和實驗中發(fā)生的化學(xué)變化的內(nèi)在關(guān)聯(lián)以及外加壓強的改變對實驗的影響。借助視頻動畫引導(dǎo)學(xué)生對氣壓變化進(jìn)行微觀探析，培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，由表及里地分析問題。該設(shè)計從宏觀到微觀，進(jìn)而理解現(xiàn)象和事物本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系，并在分析實驗原理中滲透化學(xué)符號表征，既促進(jìn)了學(xué)生宏微結(jié)合的學(xué)科思維也深化了學(xué)生對物質(zhì)變化的認(rèn)識發(fā)展。環(huán)節(jié)三：知識應(yīng)用化（怎么用？）——實驗改進(jìn)，拓展探究片段1.補充實驗，尋找規(guī)律［分組實驗1］要求學(xué)生根據(jù)桌面上提供的儀器和水，利用氣壓變化原理檢查“固液不加熱型”裝置的氣密性。［活動5］學(xué)生分析、討論并設(shè)計出如圖6和圖7實驗方案，利用氣壓變化原理，預(yù)測實驗現(xiàn)象，再實驗探究匯報。教師提出問題：根據(jù)實驗結(jié)果，分析壓強改變后氣體、液體的流動方向的規(guī)律。圖6拉注射器圖7推注射器［教學(xué)評析］此實驗設(shè)計為氣壓問題的辨析應(yīng)用，學(xué)生發(fā)現(xiàn)推或拉注射器引起壓強變化時，所伴隨的實驗現(xiàn)象是不同的。當(dāng)氣密性良好時，學(xué)生如圖6拉注射器，觀察到長頸漏斗下端有氣泡冒出；學(xué)生如圖7推注射器，觀察到長頸漏斗下端形成一段水柱。學(xué)生通過辨析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象雖不同，但氣體或者液體流動的方向相同，都遵循朝著氣壓變小的方向流動的規(guī)律。學(xué)生通過自主科學(xué)探究的過程，學(xué)會判斷壓強發(fā)生變化引發(fā)流體的流動方向，也突破了其認(rèn)識的障礙點，能夠依據(jù)氣體壓強變化的規(guī)律，準(zhǔn)確描述實驗現(xiàn)象。片段2.優(yōu)化實驗，運用規(guī)律［活動6］學(xué)生分析、評價常見的“固液不加熱”的發(fā)生裝置存在的問題，思考實驗過程中，氣體或者液體的流動方向，并描述實驗現(xiàn)象。［分組實驗2］根據(jù)提供的實驗改進(jìn)裝置（如圖8），以及大理石和稀鹽酸等藥品，討論、設(shè)計實驗方案實現(xiàn)二氧化碳?xì)怏w“隨時制取隨時停止”。圖8優(yōu)化后的裝置示意圖［教學(xué)評析］該實驗是氣體壓強問題的遷移應(yīng)用，目的是讓學(xué)生嘗試分析和評價實驗裝置，并能利用壓強變化的原理來控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。幫助學(xué)生理清氣壓改變和流體流動的因果關(guān)系，并能通過控制氣體或液體流動的方向，優(yōu)化相關(guān)的實驗裝置。同時，也培養(yǎng)學(xué)生在理解物質(zhì)變化實質(zhì)過程中的抽象思維和調(diào)控實驗的能力。片段3.改進(jìn)實驗，提煉方法［活動7］學(xué)生根據(jù)提供的裝置和用品設(shè)計噴泉實驗，教師演示改進(jìn)后的熱水浴酒精增壓噴泉（裝置如圖9）和二氧化碳減壓噴泉實驗（裝置如圖10）。圖9圖10［教學(xué)評析］該片段是氣體壓強問題的趣味拓展，先由學(xué)生利用氣壓差的原理，設(shè)計出“水往高處流”的噴泉效果，再由教師演示改進(jìn)后的熱水浴酒精增壓噴泉和二氧化碳減壓噴泉實驗，分析噴泉效果產(chǎn)生的原因，進(jìn)而預(yù)測和驗證物質(zhì)的性質(zhì)。兩個改進(jìn)實驗分別從實驗原理設(shè)計實驗方案，或是從實驗現(xiàn)象來分析實驗原理。利用改進(jìn)后的實驗裝置，設(shè)置連續(xù)性問題，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)識沖突，啟發(fā)學(xué)生的逆向發(fā)散思維，不僅可以使學(xué)生更深刻理解實驗原理，提升了實驗評價能力，也經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題/解決問題的認(rèn)識發(fā)展過程，同時激發(fā)學(xué)生改進(jìn)實驗的創(chuàng)新意識。［活動8］反思總結(jié)：關(guān)于氣壓那些事，今天你有什么收獲？你能歸納出解決實驗中氣體壓強變化相關(guān)問題的基本思路嗎？圖11分析“有關(guān)氣壓實驗問題”的基本思路［教學(xué)評析］最后，由學(xué)生暢談收獲，關(guān)于氣壓的那些事，總結(jié)歸納出氣壓變化的實驗原理：由于氣體量增減或者溫度的升降引起，并常常伴隨著一些現(xiàn)象，比如形狀的改變，流體的流動，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)氣體或者液體的流動的規(guī)律，為準(zhǔn)確描述實驗現(xiàn)象提供了依據(jù)，使學(xué)生既能通過實驗現(xiàn)象分析氣壓變化的原因，也能通過實驗原理預(yù)測實驗現(xiàn)象。此活動的設(shè)計目的是促進(jìn)學(xué)生思考、歸納和總結(jié)，梳理知識的同時，提煉解題方法，反思學(xué)習(xí)過程，總結(jié)分析和解決氣壓變化問題的基本思路［2］（如圖11），以此為工具，幫助學(xué)生習(xí)得解決實際問題的方法和策略，優(yōu)化學(xué)生認(rèn)識思路。

三、教學(xué)的建議與反思

1.整合實驗，促進(jìn)認(rèn)識方式的拓展。顏色的變化、沉淀和氣泡的產(chǎn)生等，這些實驗現(xiàn)象是學(xué)生通過感官就能獲知的宏觀表象。而化學(xué)研究就是從看得見的宏觀世界到肉眼看不見的微觀世界，引導(dǎo)人們更深入地認(rèn)識整個物質(zhì)世界和本質(zhì)。因此，“宏觀—微觀”的認(rèn)識方式轉(zhuǎn)變更加依賴于化學(xué)實驗手段的介入。［3］所以，通過化學(xué)實驗實踐過程將學(xué)生所思所想的隱性發(fā)展顯現(xiàn)出來，是檢驗學(xué)生認(rèn)識發(fā)展水平的一種重要途徑。比如，上文中筆者整合已學(xué)的關(guān)于氣壓變化的實驗，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生分析氣壓變化的實驗現(xiàn)象“是什么”，啟發(fā)學(xué)生從微觀角度分析“為什么”會發(fā)生氣壓變化，并嘗試解釋“為什么”。這就要求學(xué)生能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì)，從而實現(xiàn)從宏觀到微觀的認(rèn)識方式拓展。2.改進(jìn)實驗，促進(jìn)認(rèn)識思路的優(yōu)化。知識網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)過程正是學(xué)生優(yōu)化認(rèn)識思路的重要過程，設(shè)置階梯性的問題情境，啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識來解決實際問題，經(jīng)過動手實踐、反思評價、總結(jié)歸納的探索和思維過程，自主地建構(gòu)出更加完整的知識網(wǎng)絡(luò)。只有學(xué)生理解自己所學(xué)的“是什么”“為什么”以及“怎么用”時，其在面對實際問題時才能迅速調(diào)取相關(guān)的信息以此類推、舉一反三來解決問題。如文中借助注射器的“推”“拉”來檢查裝置氣密性的實驗，探究流體流向的規(guī)律，學(xué)生就是通過辨析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象雖不同，但氣體或者液體的流向都遵循朝著氣壓變小的方向流動的規(guī)律。

參考文獻(xiàn)：

［1］金新華.基于發(fā)展核心素養(yǎng)的初中化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)嘗試——以化學(xué)實驗與氣體壓強復(fù)習(xí)課為例［J］.化學(xué)教與學(xué),2016(11).

［2］何彩霞,仇永紅.圍繞學(xué)科本質(zhì)與思維方法展開復(fù)習(xí)——以“初中化學(xué)實驗中的壓強問題”為例［J］.教育與裝備研究,2016(7).

［3］張寒之.基于學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的化學(xué)實驗教學(xué)實踐研究［D］.南京：南京師范大學(xué),2015.

作者:施秀美 單位:福州則徐中學(xué)