论证教学难点 促进学生理解

游爱艳

摘要：本文是通过实验论证教学难点的一个生动例子，以过氧化氢制氧气实验中二氧化锰是否是催化剂教学为例，教学中教师不是直接告知学生二氧化锰是催化剂，而是通过实验论证得出二氧化锰并不是反应物，是过氧化氢制氧气实验的催化剂。希通过本文抛砖引玉，引起读者更大的思考，也希望能够有更多的发现。

关键词：实验论证；教学难点；实验教学

中图分类号：G632.0文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）07-0118

在初中科学教学中，使大多数学生感到困难的内容即为教学中的教学难点，对教学难点的分析有时单纯地靠讲授很难让学生明白，更谈不上理解，但通过实验不仅能让学生看到事实，而且更容易理解其原理。如实验室制氧气实验中对二氧化锰是否为催化剂的探究就是一个生动的例子。

一、背景说明

制氧气实验是浙教版初中科学八年级下第三章第一节的内容，实验原理是分解过氧化氢制氧气，其具体操作步骤如下。

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

2.转动分液漏斗的活塞，滴加过氧化氢，待装置中排净空气后，用排水法收集气体并验证收集的氧气。

在实验中看似过氧化氢与二氧化锰发生反应生成氧气，但在教材中直接介绍了二氧化锰作为催化剂不参与反应，只是改变反应速率，反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不变。学生对这点表示不解，却只能生硬地接受，而没有真正地理解。如何突破呢？

二、难点论证

1.提出问题

在分解双氧水制氧气这个实验中，反应物是什么？生成物是什么？二氧化锰起什么作用？是反应物吗？

生1：反应物是过氧化氢和二氧化锰，生成物是氧气、水及其他。

生2：反应物是过氧化氢，生成物是氧气和水。

2.建立假设

猜想一：二氧化锰是反应物。

猜想二：二氧化锰不是反应物，是催化剂。

如何设计实验证明？学生讨论设计方案，在这之前可适当给予一些提示：二氧化锰如果是反应物，那么没有二氧化锰整个反应就无法进行，就得不到氧气；其次，如果是反应物，反应之后二氧化锰的质量一定减少了；再者，如果是反应物，反应生成新的物质，那么化学性质也就随之改变。

3.小组讨论并设计方案

方案1：通过比较二氧化锰反应前后的质量是否减少进行判断。反应前，先在托盘天平上称出二氧化锰的质量，加入过氧化氢中进行反应，反应结束后再把水分蒸干，冷却至室温，再称其质量，看前后质量有没有变化。如果是反應物，质量应该会减少。

方案2：通过比较反应前后二氧化锰的化学性质进行判断。如果二氧化锰是反应物，反应后化学性质会发生变化，把充分反应后的二氧化锰结晶提取出来之后，加入过氧化氢溶液，看是否还会发生反应。

方案3：通过比较有无二氧化锰是否会发生化学反应进行判断。在实验过程中，不将二氧化锰放入容器中反应，采用加热的方法，观察过氧化氢溶液是否会产生氧气，如果也有氧气产生，可能就是产生氧气的速度慢了一些，这样就可以说明二氧化锰不是反应物，而是改变反应速率的催化剂。

4.进行实验，检验假设

（1）首先用托盘天平称取一定质量的二氧化锰固体，记录数据m1。

（2）然后加入一定量的过氧化氢溶液，用带火星的木条检验生成的气体。

（3）反应结束后将二氧化锰固体进行过滤、洗涤、干燥。

（4）冷却至室温后，称量反应后的二氧化锰固体质量，记录数据m2。

（5）再次将过氧化氢溶液加入反应后的二氧化锰固体中，用带火星的木条检验生成的气体。

5.实验现象及得出结论

（1）称量反应前后的二氧化锰质量，发现m1=m2，二氧化锰在这个反应中前后质量保持不变。

（2）用带火星的木条检验生成的气体时两次均使木条复燃，生成氧气。说明反应前后二氧化锰的化学性质没有发生变化。

6.交流与表达

在分解过氧化氢制氧气的实验中，二氧化锰在反应中并不是反应物，只是起催化作用的催化剂。催化剂是在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。

三、成效反思

1.利用本实验教学较好地帮助学生理解了催化剂在实验中的作用与表现出来的特点，避免了学生死记硬背的教学弊端，体现了科学需要论证，科学需要实证的理念。

2.本实验设计大大锻炼了学生的思维能力，提升了学生的科学思维品质。

3.本实验设计简洁易理解，操作简单方便，对难点的突破效果显著。

4.通过这样的实验教学处理后，还可引导学生深入探究新的问题，如二氧化锰催化剂能否催化所有的反应？不同的反应催化剂是否一样？如何证明等，从而不断提升学生的探究能力。

5.在实际教学中，笔者也发现在课堂上完整地做本实验很耗时，建议在课前提前拍实验视频，将视频进行合理地处理，省去了中间的一些等待时间。然后将实验视频在课中播放，这样的教学效果非常显著，大大提高了教学成效。

可见，巧妙利用实验不仅有效的突破了教学重难点，更重要的是让学生体会到实验是探究问题、解决问题的有效方法。“知识需要科学地论证”的观点也对学生以后的学习和生活产生重大影响。

（作者单位：浙江省玉环市实验学校317600）