論證教學(xué)難點(diǎn) 促進(jìn)學(xué)生理解

游愛艷

摘要：本文是通過實(shí)驗(yàn)論證教學(xué)難點(diǎn)的一個(gè)生動(dòng)例子，以過氧化氫制氧氣實(shí)驗(yàn)中二氧化錳是否是催化劑教學(xué)為例，教學(xué)中教師不是直接告知學(xué)生二氧化錳是催化劑，而是通過實(shí)驗(yàn)論證得出二氧化錳并不是反應(yīng)物，是過氧化氫制氧氣實(shí)驗(yàn)的催化劑。希通過本文拋磚引玉，引起讀者更大的思考，也希望能夠有更多的發(fā)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)論證；教學(xué)難點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G632.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2020）07-0118

在初中科學(xué)教學(xué)中，使大多數(shù)學(xué)生感到困難的內(nèi)容即為教學(xué)中的教學(xué)難點(diǎn)，對(duì)教學(xué)難點(diǎn)的分析有時(shí)單純地靠講授很難讓學(xué)生明白，更談不上理解，但通過實(shí)驗(yàn)不僅能讓學(xué)生看到事實(shí)，而且更容易理解其原理。如實(shí)驗(yàn)室制氧氣實(shí)驗(yàn)中對(duì)二氧化錳是否為催化劑的探究就是一個(gè)生動(dòng)的例子。

一、背景說明

制氧氣實(shí)驗(yàn)是浙教版初中科學(xué)八年級(jí)下第三章第一節(jié)的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)原理是分解過氧化氫制氧氣，其具體操作步驟如下。

1.如圖，在分液漏斗中加入20～50毫升15%的H2O2，在燒瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2。

2.轉(zhuǎn)動(dòng)分液漏斗的活塞，滴加過氧化氫，待裝置中排凈空氣后，用排水法收集氣體并驗(yàn)證收集的氧氣。

在實(shí)驗(yàn)中看似過氧化氫與二氧化錳發(fā)生反應(yīng)生成氧氣，但在教材中直接介紹了二氧化錳作為催化劑不參與反應(yīng)，只是改變反應(yīng)速率，反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變。學(xué)生對(duì)這點(diǎn)表示不解，卻只能生硬地接受，而沒有真正地理解。如何突破呢？

二、難點(diǎn)論證

1.提出問題

在分解雙氧水制氧氣這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)物是什么？生成物是什么？二氧化錳起什么作用？是反應(yīng)物嗎？

生1：反應(yīng)物是過氧化氫和二氧化錳，生成物是氧氣、水及其他。

生2：反應(yīng)物是過氧化氫，生成物是氧氣和水。

2.建立假設(shè)

猜想一：二氧化錳是反應(yīng)物。

猜想二：二氧化錳不是反應(yīng)物，是催化劑。

如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明？學(xué)生討論設(shè)計(jì)方案，在這之前可適當(dāng)給予一些提示：二氧化錳如果是反應(yīng)物，那么沒有二氧化錳整個(gè)反應(yīng)就無法進(jìn)行，就得不到氧氣；其次，如果是反應(yīng)物，反應(yīng)之后二氧化錳的質(zhì)量一定減少了；再者，如果是反應(yīng)物，反應(yīng)生成新的物質(zhì)，那么化學(xué)性質(zhì)也就隨之改變。

3.小組討論并設(shè)計(jì)方案

方案1：通過比較二氧化錳反應(yīng)前后的質(zhì)量是否減少進(jìn)行判斷。反應(yīng)前，先在托盤天平上稱出二氧化錳的質(zhì)量，加入過氧化氫中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后再把水分蒸干，冷卻至室溫，再稱其質(zhì)量，看前后質(zhì)量有沒有變化。如果是反應(yīng)物，質(zhì)量應(yīng)該會(huì)減少。

方案2：通過比較反應(yīng)前后二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行判斷。如果二氧化錳是反應(yīng)物，反應(yīng)后化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，把充分反應(yīng)后的二氧化錳結(jié)晶提取出來之后，加入過氧化氫溶液，看是否還會(huì)發(fā)生反應(yīng)。

方案3：通過比較有無二氧化錳是否會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行判斷。在實(shí)驗(yàn)過程中，不將二氧化錳放入容器中反應(yīng)，采用加熱的方法，觀察過氧化氫溶液是否會(huì)產(chǎn)生氧氣，如果也有氧氣產(chǎn)生，可能就是產(chǎn)生氧氣的速度慢了一些，這樣就可以說明二氧化錳不是反應(yīng)物，而是改變反應(yīng)速率的催化劑。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)假設(shè)

（1）首先用托盤天平稱取一定質(zhì)量的二氧化錳固體，記錄數(shù)據(jù)m1。

（2）然后加入一定量的過氧化氫溶液，用帶火星的木條檢驗(yàn)生成的氣體。

（3）反應(yīng)結(jié)束后將二氧化錳固體進(jìn)行過濾、洗滌、干燥。

（4）冷卻至室溫后，稱量反應(yīng)后的二氧化錳固體質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)m2。

（5）再次將過氧化氫溶液加入反應(yīng)后的二氧化錳固體中，用帶火星的木條檢驗(yàn)生成的氣體。

5.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及得出結(jié)論

（1）稱量反應(yīng)前后的二氧化錳質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)m1=m2，二氧化錳在這個(gè)反應(yīng)中前后質(zhì)量保持不變。

（2）用帶火星的木條檢驗(yàn)生成的氣體時(shí)兩次均使木條復(fù)燃，生成氧氣。說明反應(yīng)前后二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生變化。

6.交流與表達(dá)

在分解過氧化氫制氧氣的實(shí)驗(yàn)中，二氧化錳在反應(yīng)中并不是反應(yīng)物，只是起催化作用的催化劑。催化劑是在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有改變的物質(zhì)。

三、成效反思

1.利用本實(shí)驗(yàn)教學(xué)較好地幫助學(xué)生理解了催化劑在實(shí)驗(yàn)中的作用與表現(xiàn)出來的特點(diǎn)，避免了學(xué)生死記硬背的教學(xué)弊端，體現(xiàn)了科學(xué)需要論證，科學(xué)需要實(shí)證的理念。

2.本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大大鍛煉了學(xué)生的思維能力，提升了學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)。

3.本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔易理解，操作簡(jiǎn)單方便，對(duì)難點(diǎn)的突破效果顯著。

4.通過這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)處理后，還可引導(dǎo)學(xué)生深入探究新的問題，如二氧化錳催化劑能否催化所有的反應(yīng)？不同的反應(yīng)催化劑是否一樣？如何證明等，從而不斷提升學(xué)生的探究能力。

5.在實(shí)際教學(xué)中，筆者也發(fā)現(xiàn)在課堂上完整地做本實(shí)驗(yàn)很耗時(shí)，建議在課前提前拍實(shí)驗(yàn)視頻，將視頻進(jìn)行合理地處理，省去了中間的一些等待時(shí)間。然后將實(shí)驗(yàn)視頻在課中播放，這樣的教學(xué)效果非常顯著，大大提高了教學(xué)成效。

可見，巧妙利用實(shí)驗(yàn)不僅有效的突破了教學(xué)重難點(diǎn)，更重要的是讓學(xué)生體會(huì)到實(shí)驗(yàn)是探究問題、解決問題的有效方法。“知識(shí)需要科學(xué)地論證”的觀點(diǎn)也對(duì)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生重大影響。

（作者單位：浙江省玉環(huán)市實(shí)驗(yàn)學(xué)校317600）