武 剑

（深圳市龙岗区嘉联学校，广东 深圳）

一、问题的提出

在旧人教版本（2001年第1版）教材中，CO还原CuO的实验装置图如图1所示，该实验的设计能够较准确地反映CO具有还原性、有毒性和可燃性的特征。从理论上来看，本实验设计具有很强的合理性，但是在实际操作中却存在着一定不足和缺陷。这些缺陷主要表现在一方面CO的制取和存储的操作不便，另一方面直接点燃尾气易引起洗气瓶爆炸。目前，在新人教版本（2012年第1版）教材中该实验的装置图已经删除。同时，在新版教材中由CO的还原性拓展到工业炼铁的应用。由于CO在冶金行业的重要应用，教辅资料、模拟试题中考试题中不断出现，不少化学教学同仁对“一氧化碳还原氧化铜”的讲授都不惜笔墨。CO的还原性是九年级化学第六单元《碳和碳的氧化物》中有关“二氧化碳和一氧化碳”教学的重点和难点，同时也是高中化学必修1第二章《化学物质及其变化》中有关“氧化还原反应”学习的重要支撑和衔接。出于学生安全和环保问题的考虑，兼顾实验操作和化学探究的实际，我们不妨借助现代科技通信有段，把微课引入课堂，将课堂延伸至课外，便于学生的自主学习，打造开放式的教学模式。

图1 CO还原CuO的实验装置图

查阅中国基础教育全文数据库的资料，发现对“一氧化碳还原氧化铜”教学的研究主要集中在两个方面。一是对一氧化碳还原氧化铜实验的改进和创新设计；实验的改进主要从CO制备的化学药品、装置和方法等角度进行。二是对一氧化碳还原氧化铜反应的教学体会和反思；反思和体会主要从实验的安全和实验的必要性、环保意识和创新能力等方向进行阐述。而对把“微课”应用于教学，开展一氧化碳还原氧化铜教学设计与实施的研究暂未发现。

本节课的设计中引入“微课”教学探讨3个方面的问题：（1）对一氧化碳还原性的探究和理解；（2）对一氧化碳有毒性的认识；（3）对尾气处理和环保意识的探究和认识。实验教学的改进利用多媒体展示微视频，课堂导入，帮助学生回顾一氧化碳的性质特点，激发学生的学习兴趣，此外笔者对一氧化碳还原氧化铜的实验原始视频做了重新编辑，以呈现实验关键信息的捕捉，有助于课堂效果的提升。本节还改进了课堂教学组织方式，引入小组合作探究，充分调动了学生参与学习的积极性和主动性，是合作探究在实际课堂教学的积极应用。

二、教学理念与设计

（一）教学思想

本节课以“实验和微课”为教学手段，用实验仪器的组装，实验现象分析、探究和预测，培养学生的动手操作能力、自主思考的意识，拓展学生的综合思维能力；用微课教学，在课前作为预习资料，在课中作为探讨对象，让学生的合作探究更充分、更积极、更有效。本节课主要以小组合作探究的方式，让学生亲身参与到科学探究的过程，每次探究都经历提出问题（创设情境）、分析问题（做出猜想）、实验探究（微课探究）和总结反思四个环节，突破教学重点和难点，提升学生实验探究能力和环境保护意识。

（二）教学目标

1.知识与技能

（1）掌握一氧化碳还原氧化铜的化学反应方程式、实验现象和注意事项；

（2）分析氧化还原反应的特征，理解一氧化碳还原性的应用。

2.过程与方法

（1）培养学生实验装置组装的方法、实验分析设计的能力和分析解决问题的能力；

（2）体验“实验和微课”教学，应用科学研究“对比推理、归纳推理”的基本方法。

3.情感态度与价值观

（1）经历实验探究和微课学习的过程，体会小组合作、自主探究和自主分析的乐趣；

（2）认识一氧化碳还原性的应用和有毒性，让学生能够客观地认识事物，提高环保意识。

（三）教学流程（见图2）

图2 教学流程图

三、教学问题解决实施

（一）一氧化碳还原性的初步认识——微视频展示和小组合作讨论

教材中对一氧化碳的认识部分的编写内容包括：一氧化碳的物理性质、有毒性、还原性以及一氧化碳还原性在冶金工业的应用。对于一氧化碳有毒性和还原氧化铜的反应仅通过文字和化学反应方程式的形式来讲解和展示。教师对该部分的设计以微视频引入，在通过学生小组合作分析讨论进一步认识和巩固一氧化碳的相关性质，有助于对一氧化碳的有毒性和还原性的认知。（见表1）

表1 一氧化碳还原性的初步认识教学主要过程

在帮助学生初步认知一氧化碳还原性的过程中，教师采用播放生活中的安全教育微视频——“自采暖需注意，谨防一氧化碳中毒”，激发学生的学习兴趣。接着让学生简单回顾CO的物理性质和有毒性，引入CO的还原性。根据类比“木炭还原CuO”，结合“CO还原CuO”的相关资料，分小组合作分析讨论。

陆九渊说：“恻隐，仁之端也；羞恶，义之端也；辞让，礼之端也；是非，智之端也。此即是本心。”[4]“孟子曰‘所不虑而知者，其良知也。所不学而能者，其良能也’……此吾之本心也。”[3]“仁义者，人之本心也。”[3]

（二）一氧化碳还原氧化铜的实验探究——实验分析探究和小组合作讨论

新人教版九年级化学中对一氧化碳还原氧化铜的讲解，利用简单与碳还原氧化铜的类比和简单文字描述及化学方程式的展现（如图3）。但仅用这些方式不足以让学生充分理解一氧化碳的还原性，特别是对原氧化铜的实验及其操作的认识。

图3 教材中对一氧化碳还原氧化铜的编写

教师在对教学实施的设计中，组织6个小组，让学生从CO的有毒性和CO的还原性两条主线进行问题的分析和实验探究（见表2）。6个小组分别从装置的气密性、尾气处理、环境保护、CO还原CuO的原理、装置的设计组装和实验现象的预测6个不同方向进行小组合作分析探究。

表2 一氧化碳还原氧化铜的实验探究教学主要过程

图4 实验装置挂图

图5 第（5）小组实验装置组装展示

在分析探究和实验探究的过程中，不仅能够让学生充分地参与到具体的小组探究环节，提高学生学习化学学科的积极性，而且还能够培养学生的合作探究能力，同时提升了学生的语言表达和动手实践的能力，从而让学生更加深入透彻地理解和掌握一氧化碳还原氧化铜的实验及其CO尾气处理的重要意义。

（三）一氧化碳还原氧化铜的微课探究——实验微课分析和小组合作讨论

教材中直接给出了一氧化碳还原氧化铜结论——化学反应方程式（见图6）。对于该反应，教师引导学生先在分析讨论和实验探究的基础上，再结合实验微课的探究，以便更加深入地理解一氧化碳还原氧化铜实验和相关性质。

图6 教材中对一氧化碳还原氧化铜化学方程式的展示

【实验微课突破一氧化碳还原氧化铜的过程】

在实验探究的基础上用微课实验的形式重点突破实验操作的流程、实验现象、注意事项等相关预测的验证和再认识。

【教师】播放实验微课（见图7），让学生在学习中关注以下的两个问题：

1.实验操作的具体流程？一些实验操作环节能不能颠倒？

2.实验过程中可以观察到现象？实验现象和预测现象是否一致？

接着提出3个问题，让小组合作讨论：

（1）反应开始前为什么是先通入CO气体再点燃酒精灯加热？

（2）反应结束后为什么是冷却后停止通入CO气体？

图7 实验微课截图 CO还原CuO

【学生】在实验微课的学习后，展开小组合作讨论，然后让小组代表分享各自的讨论成果。

反应开始前要先通入CO气体再点燃酒精灯加热，如果顺序颠倒可能因CO与空气混合点燃引发的试管爆炸等危险。

反应结束后要冷却后再停止通入CO气体，以防止未冷却的Cu再次被氧化。

【教师】（引导）学生分享，实验现象和与实验现象预测的吻合度。

【学生】第（6）小组先分享（见图8）：黑色的氧化铜粉末成红色（说明CuO被还原为Cu）；洗气瓶中的澄清石灰水变浑浊（说明CO被氧化为CO2）。实验现象和现象的预测基本一致。

其他小组补充分享：CO的尾气处理改为点燃的方式，可以看到蓝色的火焰。

图8 第（6）小组分享

在实验微课学习中是学生是主导者，教师是引导者，充分发挥学生主观能动性，让学生积极参与讨论，积极分享成果。让学生自己主动来回答其他学生的问题，实现解决问题能力的自我提升，有利于实现学生情感态度和价值观的目标维度。

（四）课堂总结与归纳——兼顾知识与方法

课堂学习的总结部分从知识和方法两个方面进行归纳（见表3），思路清晰，目标明确，为学生今后对氧化还原反应的学习打下良好的基础。

表3 课堂总结与归纳教学主要过程

四、教学问题解决成效分析

（一）问题研究方法

教学完成后，采用学生问卷调查法对本节课进行反馈与评价。调查问卷共15题，采用李克特式5点量表计分法，选项包括：非常同意、同意、一般、不同意和非常不同意，分别记 5、4、3、2、1分，分别从“知识与技能”“过程与方法”和“情感态度与价值观”三个方面进行评价。2017年11月，选取深圳市某中学45名九年级学生作为测试对象，发放问卷45份，回收问卷45份，回收率100%。

表4 学生调查问卷各题平均分

（二）调查结果分析

根据学生问卷调查结果（见表4）分析，本节课的三维目标平均分均在4.85分以上，说明本次教学较好地落实了三维目标，其中，第9、10题全卷得分最高为4.956分，说明基于“实验和微课”探究的教学模式深受学生喜欢和认可。

结合第1、2、4题分析可知，得分均在4.90分以上，说明实验微课探究CO还原CuO的教学取得了较好的教学效果。化学是一门以实验为基础的科学，通过实验探究活动和设计和实施可以帮助学生养成科学严谨的态度，增强学生化学的学科素养。此外，CO还原CuO是本节的教学重难点，实验活动设计了小组合作和实验装置的组装，在一定程度上培养了学生的合作精神，提高了学生动手实践的能力。

此外，本卷第8题“通过此节课的学习，我学会一定的‘归纳推理’方法”得分4.800分与第7题“通过此节课的学习，我学会一定的‘对比推理’方法”得分4.844分，属于得分较低的两项，说明学生科学研究“对比推理”和“归纳推理”的基本方法的培养不是一蹴而就的，需要教师在日常教学中潜移默化地引导和针对性地强化训练，这样才能取得更好的效果。

五、教学反思与建议

（一）教学反思

“微课”作为全新的教学理念和手段，帮助教师把微课引入课堂，将课堂延伸至课外，便于学生的自主学习，打造开放式的教学模式。将“微课”和“实验”的探究模式应用于“CO还原CuO”的教学，笔记经历“选题—文件综述—一次备课—听课交流—二次交流—正式上课—教学效果调查—教学论文撰写”八个环节，虽然取得令人满意的教学效果，但是“微课”和“实验”的探究模式的教学实践的路还很长，还需要更多的实践来检验和完善。

（二）教学建议

“微课和实验”教学给学生提供了充分动手实践体验的机会，同时也可以让学生学习的课堂向课外延伸，有利于学生对化学学科知识复习和巩固，提高学生对化学学科的学习兴趣。

“微课和实验”教学的研究和实践对化学教学发展特别是对一些不宜现场演示或分组实验的教学具有重要积极的意义。