氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法（高錳酸鉀法）與工業(yè)制法——基于科學(xué)探究與模型認(rèn)知的深度學(xué)習(xí)一、教學(xué)內(nèi)容分析

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將“我們周圍的空氣”主題視為學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)和變化的起始。本課內(nèi)容處于從定性認(rèn)識空氣組成向定量、可控地獲取具體物質(zhì)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是學(xué)生首次接觸系統(tǒng)的氣體制備方法，承載著構(gòu)建“物質(zhì)制備”一般思路模型（原理裝置操作檢驗(yàn)）的奠基性任務(wù)。從核心素養(yǎng)視角看，高錳酸鉀制氧氣的實(shí)驗(yàn)探究是發(fā)展“科學(xué)探究與實(shí)踐”素養(yǎng)的關(guān)鍵載體，要求學(xué)生從藥品狀態(tài)、反應(yīng)條件出發(fā)，自主關(guān)聯(lián)并選擇反應(yīng)容器、收集方法，這一過程深度錘煉“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力。同時(shí)，氧氣的工業(yè)制法（分離液態(tài)空氣）作為物理變化的典范，與實(shí)驗(yàn)室化學(xué)變化形成鮮明對比，有助于學(xué)生從變化視角深化對“物理變化”與“化學(xué)變化”本質(zhì)的理解，并初步建立“實(shí)驗(yàn)室制法”與“工業(yè)制法”在目的、原理、規(guī)模、成本等方面的差異觀念，這正是“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的體現(xiàn)。本課知識結(jié)構(gòu)化程度高，承上（空氣組成、物質(zhì)變化）啟下（后續(xù)二氧化碳等氣體的制?。?，是典型的原理學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練融合課。

九年級學(xué)生正處于從形象思維向抽象邏輯思維過渡的關(guān)鍵期，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)懷有濃厚興趣，但常停留于“看熱鬧”層面，系統(tǒng)性思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮饕?guī)程意識尚在形成中。其已有基礎(chǔ)在于：知曉氧氣是空氣的組分之一，了解其助燃性；初步接觸了加熱固體、排水法收集氣體等基本操作。潛在障礙可能有三：一是對“加熱固體”與“固體加熱”裝置的選擇依據(jù)模糊；二是容易將實(shí)驗(yàn)操作步驟的先后順序視為教條記憶，而非基于安全、效率的原理性理解；三是對工業(yè)制法的“物理變化”本質(zhì)理解不深，可能與“分離”的具體過程產(chǎn)生認(rèn)知沖突。因此，教學(xué)需將“為什么這么做”置于“怎么做”之前，通過設(shè)計(jì)對比、追問、模擬等活動(dòng)，讓思維可視化，并準(zhǔn)備通過分組實(shí)驗(yàn)中的巡視指導(dǎo)、關(guān)鍵步驟的即時(shí)提問，動(dòng)態(tài)評估學(xué)生對原理的理解程度，為差異化指導(dǎo)提供依據(jù)。二、教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：學(xué)生能夠準(zhǔn)確復(fù)述高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)原理（文字表達(dá)式），并能從反應(yīng)物狀態(tài)和條件出發(fā)，推理出發(fā)生裝置的選擇依據(jù)；能系統(tǒng)闡述實(shí)驗(yàn)步驟（查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄）及每一步驟的目的；能對比說明工業(yè)制氧（分離液態(tài)空氣）的原理和物理變化本質(zhì)，初步歸納實(shí)驗(yàn)室制法與工業(yè)制法在目的和原理上的核心差異。

能力目標(biāo)：學(xué)生能在教師指導(dǎo)下，以小組合作形式基本規(guī)范地完成高錳酸鉀制取并收集氧氣的實(shí)驗(yàn)操作；能基于對氧氣性質(zhì)的已有認(rèn)識，自主設(shè)計(jì)并實(shí)施驗(yàn)滿和檢驗(yàn)方法；能從具體制取案例中，初步提煉出氣體制備的一般思路模型（原理→裝置→操作→檢驗(yàn)/驗(yàn)滿）。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過體驗(yàn)從原理到產(chǎn)出氧氣的完整探究過程，學(xué)生能感受到化學(xué)創(chuàng)造物質(zhì)的實(shí)用價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)；在小組實(shí)驗(yàn)中，通過分工協(xié)作、互檢操作，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和合作意識。

科學(xué)（學(xué)科）思維目標(biāo)：重點(diǎn)發(fā)展“模型認(rèn)知”與“證據(jù)推理”思維。通過對比實(shí)驗(yàn)室制法與工業(yè)制法的決策差異，學(xué)生能初步建立“根據(jù)需求（目的、規(guī)模、經(jīng)濟(jì)性）選擇轉(zhuǎn)化路徑”的決策模型；通過分析“為何試管口要略向下傾斜”、“為何要等氣泡連續(xù)均勻冒出再收集”等問題，鍛煉基于物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)原理進(jìn)行推理的思維能力。

評價(jià)與元認(rèn)知目標(biāo)：學(xué)生能夠依據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)操作評價(jià)量規(guī)，進(jìn)行小組內(nèi)的互評與自評，反思操作中的得失；能在課堂小結(jié)時(shí)，用結(jié)構(gòu)化圖示（如流程圖、概念圖）梳理本課知識脈絡(luò)，并口頭闡釋各部分間的邏輯關(guān)系，提升知識整合與表達(dá)能力。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置（發(fā)生與收集）的選擇依據(jù)及操作步驟。確立依據(jù)：從課標(biāo)要求看，該內(nèi)容是“學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)技能”“完成基礎(chǔ)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)”的典型體現(xiàn)，是構(gòu)建“物質(zhì)制備”模型的核心實(shí)例，屬于學(xué)科大概念“物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”下的關(guān)鍵技能。從學(xué)業(yè)評價(jià)看，該內(nèi)容是中考化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的高頻考點(diǎn)，不僅考查操作記憶，更側(cè)重對原理和設(shè)計(jì)思想的深度理解，是體現(xiàn)能力立意的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

教學(xué)難點(diǎn)：對“制取一種氣體”形成系統(tǒng)化思維，理解各操作步驟的內(nèi)在邏輯與安全考量；理解工業(yè)制氧（分離液態(tài)空氣）的原理及“物理變化”的本質(zhì)。預(yù)設(shè)依據(jù)：學(xué)生首次接觸系統(tǒng)的氣體制備，容易將“查裝定點(diǎn)收離熄”當(dāng)作孤立步驟記憶，難以形成“目的行動(dòng)”關(guān)聯(lián)。工業(yè)制氧涉及低溫、加壓等抽象概念，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識，且與實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)變化反差大，易產(chǎn)生“哪個(gè)是更好的方法”的困惑。突破方向在于將實(shí)驗(yàn)步驟拆解為基于安全（如防炸、防倒吸）、效率（如收集純凈氣體）的系列決策，并用模擬動(dòng)畫或類比（如分離芝麻和綠豆）化解工業(yè)制法的抽象性。四、教學(xué)準(zhǔn)備清單

1.教師準(zhǔn)備

1.1媒體與教具：多媒體課件（含工業(yè)制氧原理模擬動(dòng)畫、錯(cuò)誤操作后果演示）；高錳酸鉀制氧氣完整實(shí)驗(yàn)視頻（分步驟、可暫停）；板書設(shè)計(jì)框架圖。

1.2實(shí)驗(yàn)器材（分組與演示）：鐵架臺（帶鐵夾）、試管、單孔橡膠塞、導(dǎo)管、膠皮管、水槽、集氣瓶、毛玻璃片、酒精燈、藥匙、棉花、高錳酸鉀粉末；火柴、木條；工業(yè)制氧原理簡易模型（可選）。

1.3學(xué)習(xí)材料：學(xué)習(xí)任務(wù)單（含探究引導(dǎo)問題、實(shí)驗(yàn)記錄表格、分層鞏固練習(xí)）；實(shí)驗(yàn)操作評價(jià)量規(guī)（自評互評用）。

2.學(xué)生準(zhǔn)備

2.1知識準(zhǔn)備：復(fù)習(xí)氧氣的物理性質(zhì)（溶解性、密度）和化學(xué)性質(zhì)（助燃性）；預(yù)習(xí)教材相關(guān)部分。

2.2物品準(zhǔn)備：課本、筆記本、學(xué)習(xí)任務(wù)單。

3.環(huán)境布置

學(xué)生46人一組，實(shí)驗(yàn)室座位呈小組合作式排列；黑板劃分為原理區(qū)、裝置區(qū)、步驟區(qū)、對比區(qū)。五、教學(xué)過程第一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)

1.情境激疑，提出問題：“同學(xué)們一定在電視上看到過這樣的畫面：醫(yī)療急救、高原登山、甚至航天員出艙，都離不開一瓶至關(guān)重要的氣體——氧氣。那么，當(dāng)我們需要在實(shí)驗(yàn)室里研究它的性質(zhì)，或者工廠需要大規(guī)模生產(chǎn)它時(shí)，這些氧氣是從哪里來的呢？難道是從空氣里‘現(xiàn)取’嗎？”（停頓，引發(fā)思考）?！敖裉欤覀兙突頌橐蝗骸鯕庵圃鞄煛?，來探究兩種截然不同的制氧之道?！?/p>

1.1喚醒舊知，明確路徑：“要‘制造’氧氣，首先得找到含有氧元素的原料。請大家回憶，哪些物質(zhì)含有氧元素？（引導(dǎo)學(xué)生說出水、空氣、過氧化氫、高錳酸鉀等）。很好，原料很多，但選擇哪個(gè)？怎么把它變成氧氣？這取決于我們的‘生產(chǎn)需求’。本節(jié)課，我們將沿著‘工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)’和‘實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制取’兩條線索，學(xué)習(xí)如何根據(jù)不同的目的，選擇不同的原料和方法?！钡诙?、新授環(huán)節(jié)

本環(huán)節(jié)圍繞“制取氧氣”的核心問題，通過搭建“工業(yè)制法—實(shí)驗(yàn)室制法”的對比認(rèn)知框架，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀需求出發(fā)，理解微觀原理與具體方法的選擇。采用支架式教學(xué)，設(shè)計(jì)以下五個(gè)遞進(jìn)任務(wù)。任務(wù)一：揭秘工業(yè)制氧——基于物理變化的“分離術(shù)”

教師活動(dòng)：首先，拋出問題：“假設(shè)你是一家氧氣廠的工程師，需要日產(chǎn)萬噸氧氣，你會選擇高錳酸鉀作原料嗎？為什么？”引導(dǎo)學(xué)生從成本、儲量角度思考，自然聚焦空氣這一廉價(jià)、巨量的原料。隨后，播放分離液態(tài)空氣的模擬動(dòng)畫，同時(shí)配合講解：“大家看，空氣經(jīng)過降溫加壓變成液態(tài)，就像水蒸氣變成水一樣。然后，像給混合物加熱一樣，稍微升溫，由于液氮和液氧的沸點(diǎn)不同（液氮196℃，液氧183℃），氮?dú)庀取堋鰜?，剩下的主要是液態(tài)氧?！边@里可以打個(gè)比方：“這就像煮一鍋沸點(diǎn)不同的混合液體，誰沸點(diǎn)低誰先變成氣體跑掉。”最后，關(guān)鍵提問：“這個(gè)過程，是生成了新物質(zhì)嗎？它屬于什么類型的變化？”

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生基于教師提問進(jìn)行成本分析，意識到工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模和經(jīng)濟(jì)性要求。觀看動(dòng)畫，努力理解“降溫液化”和“升溫分餾”的過程。針對教師最后的提問，結(jié)合“物理變化”和“化學(xué)變化”概念進(jìn)行辨析、討論，并得出結(jié)論：工業(yè)制氧是利用沸點(diǎn)差異進(jìn)行分離，沒有新物質(zhì)生成，是物理變化。

即時(shí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：①能否清晰說出工業(yè)選用空氣為原料的主要原因（廉價(jià)、易得、量大）。②能否用自己的語言描述分離液態(tài)空氣的大致過程。③能否準(zhǔn)確判斷該過程的變化類型并說明依據(jù)（有無新物質(zhì)生成）。

形成知識、思維、方法清單：★工業(yè)制法原理：分離液態(tài)空氣，利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分餾?！兓举|(zhì)：屬于物理變化，沒有新物質(zhì)生成。★工業(yè)與實(shí)驗(yàn)室制法的核心差異（初步）：目的不同（大規(guī)模生產(chǎn)vs.小量研究），導(dǎo)致原料和原理的選擇截然不同。教師提示：此處不必深究具體工藝參數(shù)，重點(diǎn)在于建立“大規(guī)模、低成本→物理分離”的決策模型。任務(wù)二：聚焦實(shí)驗(yàn)室制氧——化學(xué)變化的“轉(zhuǎn)化術(shù)”與反應(yīng)原理

教師活動(dòng)：承接任務(wù)一，話鋒一轉(zhuǎn)：“好，我們先按下實(shí)驗(yàn)室制法不表，把目光投向更宏大的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。但當(dāng)我們回到實(shí)驗(yàn)室，只為獲得幾瓶氧氣進(jìn)行研究時(shí)，剛才的工業(yè)方法還適用嗎？”引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)室對操作簡便性、快速性的需求。自然引出用含氧物質(zhì)（如高錳酸鉀）通過化學(xué)變化制氧的思路。板書高錳酸鉀加熱分解的文字表達(dá)式：高錳酸鉀→加熱→錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。強(qiáng)調(diào)反應(yīng)條件“加熱”和氣體符號“↑”。提問：“從反應(yīng)物和生成物的種類看，這屬于什么變化？與工業(yè)制法有何根本不同？”

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生比較實(shí)驗(yàn)室與工廠的需求差異，理解選擇化學(xué)方法的原因。觀看教師書寫反應(yīng)原理，跟讀并記憶。思考并回答教師的對比提問，鞏固對化學(xué)變化本質(zhì)（生成新物質(zhì)）的認(rèn)識，并與工業(yè)的物理變化形成清晰對比。

即時(shí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：①能否準(zhǔn)確書寫高錳酸鉀制氧的文字表達(dá)式，并標(biāo)注條件和氣體符號。②能否清晰說明該反應(yīng)屬于化學(xué)變化的判斷依據(jù)。③能否從目的上簡要解釋實(shí)驗(yàn)室為何不采用分離空氣的方法。

形成知識、思維、方法清單：★實(shí)驗(yàn)室制法（高錳酸鉀法）原理：高錳酸鉀→（加熱）→錳酸鉀+二氧化錳+氧氣（文字表達(dá)式必須規(guī)范）。★變化本質(zhì)：屬于化學(xué)變化，有新物質(zhì)生成?！锖诵膶Ρ人季S：根據(jù)制取目的（規(guī)模、成本、速度）選擇不同的變化路徑（物理分離或化學(xué)分解）。教學(xué)提示：此為后續(xù)所有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的邏輯起點(diǎn)，務(wù)必讓學(xué)生理解透徹。任務(wù)三：建構(gòu)發(fā)生裝置——從原理到儀器的推理

教師活動(dòng)：“原理有了，接下來我們要把它實(shí)現(xiàn)。請大家當(dāng)一回裝置設(shè)計(jì)師：反應(yīng)物是高錳酸鉀固體，條件是加熱。你會選擇哪些儀器來組裝這個(gè)‘反應(yīng)發(fā)生裝置’？為什么？”引導(dǎo)學(xué)生回顧給固體藥品加熱的常用儀器（試管、酒精燈等）。展示幾種儀器圖片（試管、燒瓶、錐形瓶等），讓學(xué)生選擇并說明理由。在學(xué)生選擇試管后，追問細(xì)節(jié)：“試管如何固定？試管口朝向有什么講究？為什么？”通過討論，明確“鐵架臺固定”、“試管口略向下傾斜（防冷凝水倒流炸裂試管）”等關(guān)鍵點(diǎn)。用動(dòng)畫演示試管口向上傾斜加熱固體時(shí)，水回流導(dǎo)致試管破裂的情景，強(qiáng)化認(rèn)知。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生以小組為單位討論，根據(jù)“固體+加熱”的條件，從儀器圖片中選擇合適的反應(yīng)容器（試管）和熱源（酒精燈）。思考并討論試管口的朝向問題，結(jié)合已有物理知識（冷凝）和生活經(jīng)驗(yàn)，嘗試解釋“略向下傾斜”的原因。觀看錯(cuò)誤操作動(dòng)畫，加深理解。

即時(shí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：①能否根據(jù)“固體反應(yīng)物、需要加熱”的條件，正確選擇試管作為主要反應(yīng)容器。②能否解釋試管口略向下傾斜的原因（防冷凝水倒流）。③小組討論時(shí)，能否傾聽并整合組員意見，形成一致結(jié)論。

形成知識、思維、方法清單：★發(fā)生裝置選擇依據(jù)：主要根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件。固體+加熱型，典型裝置如圖（試管、鐵架臺、酒精燈組合）?！镪P(guān)鍵操作細(xì)節(jié)及原理：試管口應(yīng)略向下傾斜，防止冷凝水回流至熱的試管底部，引起炸裂?！Ｐ徒?gòu)：這是氣體制備模型“原理→裝置”環(huán)節(jié)的核心思維，為后續(xù)學(xué)習(xí)其他氣體（如O?用H?O?、CO?）裝置選擇打下基礎(chǔ)。任務(wù)四：設(shè)計(jì)收集與檢驗(yàn)方案——基于氣體性質(zhì)的遷移應(yīng)用

教師活動(dòng)：“反應(yīng)裝置解決了‘生產(chǎn)’問題，氧氣生產(chǎn)出來了，我們?nèi)绾巍占坑秩绾巫C明收集到的就是氧氣呢？”引導(dǎo)學(xué)生回憶氧氣的物理性質(zhì)（不易溶于水、密度比空氣略大）。提問：“根據(jù)這些性質(zhì)，你能想到幾種收集方法？分別叫什么？”（引出排水法和向上排空氣法）。展示兩種方法示意圖，并組織小型辯論：“你認(rèn)為哪種方法更好？說說你的理由?！币龑?dǎo)學(xué)生從純度（排水法更純）、干燥度（排空氣法更干）、操作簡便性等角度討論。隨后，聚焦驗(yàn)滿和檢驗(yàn)：“用這兩種方法收集時(shí)，如何知道氧氣已經(jīng)集滿？集滿后，如何檢驗(yàn)它確實(shí)是氧氣？”引導(dǎo)學(xué)生利用氧氣助燃的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生回顧氧氣性質(zhì)，推理出兩種收集方法。參與小型辯論，從不同角度闡述兩種收集方法的優(yōu)缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)驗(yàn)滿方案：用向上排空氣法收集時(shí)，將帶火星木條放在集氣瓶口；用排水法時(shí)，觀察瓶口有大氣泡冒出。設(shè)計(jì)檢驗(yàn)方案：將帶火星木條伸入集氣瓶內(nèi)，觀察是否復(fù)燃。

即時(shí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：①能否根據(jù)氧氣性質(zhì)正確說出兩種收集方法及其名稱。②能否清晰表述兩種收集方法下不同的驗(yàn)滿操作及現(xiàn)象。③能否獨(dú)立、規(guī)范地描述氧氣的檢驗(yàn)方法（帶火星木條伸入瓶內(nèi)，復(fù)燃）。

形成知識、思維、方法清單：★收集方法選擇依據(jù)：根據(jù)氣體的溶解性和密度。氧氣不易溶于水，可用排水法；密度比空氣略大，可用向上排空氣法?！矧?yàn)滿與檢驗(yàn)：驗(yàn)滿（排空氣法：帶火星木條放瓶口，復(fù)燃則滿；排水法：瓶口有大氣泡冒出）。檢驗(yàn)：將帶火星木條伸入集氣瓶內(nèi)，木條復(fù)燃，則為氧氣?！再|(zhì)決定用途：將氣體的性質(zhì)（物理、化學(xué)）與應(yīng)用（收集、檢驗(yàn)）緊密關(guān)聯(lián)，是化學(xué)學(xué)科的重要思維方式。任務(wù)五：整合與模擬——梳理實(shí)驗(yàn)步驟及其邏輯

教師活動(dòng)：在完成裝置設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)方案后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維整合：“現(xiàn)在，原理、裝置、收集檢驗(yàn)方法我們都明確了，接下來需要把它們串成一套可操作的行動(dòng)順序。請大家小組討論，如果讓你動(dòng)手做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，從連接儀器開始，到停止加熱結(jié)束，你會分幾步？每一步的目的是什么？”教師巡視，聽取各小組的初步方案。然后播放規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作視頻（可分段），讓學(xué)生對照自己的方案進(jìn)行修正。視頻播放中，在關(guān)鍵步驟（如“檢查裝置氣密性”、“預(yù)熱”、“連續(xù)均勻氣泡產(chǎn)生時(shí)開始收集”、“先移導(dǎo)管后熄燈”）暫停，進(jìn)行重點(diǎn)提問和講解，尤其是“先移后熄”的防倒吸原理。

學(xué)生活動(dòng)：小組合作，嘗試排列實(shí)驗(yàn)步驟順序，并討論每一步的目的。觀看視頻，修正和完善自己的步驟列表，并記憶關(guān)鍵要點(diǎn)。針對教師的關(guān)鍵提問，思考并回答，理解“查氣密性”是為防漏氣、“預(yù)熱”是為均勻受熱、“連續(xù)均勻收集”是為保證純度、“先移后熄”是為防水倒吸。

即時(shí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：①小組能否合作梳理出基本正確的操作順序。②能否對關(guān)鍵步驟（查、定點(diǎn)、收、離熄）的目的做出合理解釋。③能否復(fù)述“先移導(dǎo)管后移酒精燈”的原因。

形成知識、思維、方法清單：★實(shí)驗(yàn)步驟口訣與目的：查（氣密性，防漏氣）→裝（藥品，注意平鋪或斜鋪）→定（固定儀器，試管口略下傾）→點(diǎn)（加熱，先預(yù)熱）→收（等氣泡連續(xù)均勻時(shí)收集）→離（先移導(dǎo)管出水面）→熄（后熄滅酒精燈，防水倒吸）。★安全操作邏輯：實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)核心是安全（防炸、防倒吸）和效果（制得純凈氣體）?！到y(tǒng)化思維：將零散的知識點(diǎn)（原理、裝置、操作、檢驗(yàn)）整合成一個(gè)完整的、有邏輯的實(shí)驗(yàn)方案，是完成綜合性實(shí)驗(yàn)任務(wù)的關(guān)鍵能力。第三、當(dāng)堂鞏固訓(xùn)練

設(shè)計(jì)分層練習(xí)，以任務(wù)單形式發(fā)放，學(xué)生獨(dú)立完成后，進(jìn)行小組互評和教師講評。

基礎(chǔ)層（全體必做）：1.寫出高錳酸鉀制氧的文字表達(dá)式。2.選擇題：實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧，選擇發(fā)生裝置的依據(jù)是（）；收集一瓶較純凈的氧氣，最好用（）法；檢驗(yàn)氧氣的方法是（）。3.連線題：將實(shí)驗(yàn)操作（如試管口略向下傾斜、先移導(dǎo)管后滅燈、用帶火星木條放瓶口驗(yàn)滿）與其主要目的相連。

綜合層（多數(shù)學(xué)生完成）：1.情境應(yīng)用題：右圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的制氧裝置圖，請找出其中的三處錯(cuò)誤并說明改正方法。2.推理題：已知氯酸鉀（固體）加熱在二氧化錳催化下也能制氧氣。若要用此原理制氧，發(fā)生裝置與高錳酸鉀制氧裝置是否相同？為什么？收集裝置可以選擇哪些？為什么？

挑戰(zhàn)層（學(xué)有余力選做）：1.微型項(xiàng)目設(shè)計(jì)：請為學(xué)校的化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)一份“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣（高錳酸鉀法）”的安全操作規(guī)程手冊（提綱即可），需包含從準(zhǔn)備到結(jié)束清理的全流程及安全注意事項(xiàng)。2.跨學(xué)科思考：工業(yè)制氧的“分離液態(tài)空氣”過程，主要應(yīng)用了混合物組分的什么性質(zhì)的差異？這個(gè)過程與你所學(xué)的哪種物理分離方法（如過濾、蒸餾）原理上更接近？

反饋機(jī)制：基礎(chǔ)層答案較統(tǒng)一，采用全班齊答或投影答案快速核對。綜合層第1題（找錯(cuò)誤）選取有代表性的學(xué)生答案投影，由其他學(xué)生評價(jià)和補(bǔ)充；第2題請不同學(xué)生闡述推理過程。挑戰(zhàn)層作品可作為課后延伸展示，鼓勵(lì)學(xué)生課后完善。第四、課堂小結(jié)

知識整合：“同學(xué)們，經(jīng)過今天的探索，我們掌握了兩種制取氧氣的‘兵法’。現(xiàn)在，請大家不要看書，嘗試用你喜歡的方式（比如畫一張流程圖、思維導(dǎo)圖或者列一個(gè)對比表格），把‘工業(yè)制法’和‘實(shí)驗(yàn)室高錳酸鉀制法’的核心要點(diǎn)梳理出來?！毖?2位學(xué)生上臺展示或口述其結(jié)構(gòu)。

方法提煉：“回顧整個(gè)過程，我們從哪里入手開始學(xué)習(xí)制取一種新氣體？（引導(dǎo)學(xué)生說出：先明確目的和原理）對，這就是我們初步建立的氣體制備模型：明確目的→選擇原理→確定裝置（發(fā)生、收集）→規(guī)劃操作→設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。這個(gè)模型就像我們的導(dǎo)航地圖，以后學(xué)習(xí)制取其他氣體時(shí)，它依然會指引我們?！?/p>

作業(yè)布置：必做作業(yè)：1.規(guī)范書寫高錳酸鉀制氧反應(yīng)原理三遍。2.默寫實(shí)驗(yàn)七大步驟（查裝定點(diǎn)收離熄）并注明每一步的關(guān)鍵目的。選做作業(yè)：1.（拓展性）查閱資料，了解家庭或醫(yī)療用的便攜式“制氧機(jī)”通常采用什么原理制氧，與今天學(xué)習(xí)的兩種方法有何異同？寫一段簡要說明。2.（探究性/創(chuàng)造性）利用生活中的常見材料（如飲料瓶、吸管、蠟燭等），設(shè)計(jì)一個(gè)能模擬向上排空氣法或排水法收集氣體的簡易裝置模型，并拍照或畫圖記錄。六、作業(yè)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)性作業(yè)（全體必做）：1.完成教材本節(jié)后基礎(chǔ)練習(xí)題。2.繪制高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置圖（含發(fā)生和收集），并用箭頭標(biāo)注氣體流動(dòng)方向。3.整理課堂筆記，用紅筆標(biāo)出本節(jié)課的核心概念（如：化學(xué)變化與物理變化、發(fā)生裝置的選擇依據(jù)、驗(yàn)滿與檢驗(yàn)的區(qū)別）。

拓展性作業(yè)（建議大多數(shù)學(xué)生完成）：1.情境寫作：假如你是一名科普講解員，請撰寫一段約200字的講解詞，向小學(xué)生介紹“為什么醫(yī)院里的大氧氣瓶和實(shí)驗(yàn)室里的小氧氣瓶，制作方法可能完全不同”。2.錯(cuò)題分析：收集一道關(guān)于本課內(nèi)容的易錯(cuò)題（可以是教輔書或自己想象的），分析其錯(cuò)誤原因并給出正確解答。

探究性/創(chuàng)造性作業(yè)（學(xué)有余力學(xué)生選做）：1.家庭小探究：尋找家中可能存在的含氧物品（如雙氧水消毒液、某些食品干燥劑），在家長陪同下（強(qiáng)調(diào)安全?。?，查閱其安全數(shù)據(jù)單（MSDS）或產(chǎn)品說明，了解其成分，并思考理論上是否可能通過它們獲得氧氣。撰寫一份簡短的調(diào)研報(bào)告。2.設(shè)計(jì)一個(gè)對比實(shí)驗(yàn)方案，探究用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，如何初步判斷所得氧氣的純度高低？（提示：可考慮用相同時(shí)間收集，比較使帶火星木條復(fù)燃的劇烈程度等）。七、本節(jié)知識清單及拓展

★1.高錳酸鉀制氧氣反應(yīng)原理：文字表達(dá)式為“高錳酸鉀→（加熱）→錳酸鉀+二氧化錳+氧氣”。此為化學(xué)變化的根本依據(jù)，必須熟記，書寫時(shí)注意條件（加熱）和氣體符號（↑）。

★2.發(fā)生裝置選擇模型：核心依據(jù)是反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件。對于“固體+加熱”型（如高錳酸鉀、氯酸鉀制氧），典型裝置為：鐵架臺（帶鐵夾）固定、試管（口略向下傾斜）、酒精燈加熱組合。

★3.收集裝置選擇模型：核心依據(jù)是氣體的溶解性和密度。氧氣不易溶于水，可用排水法（收集較純）；密度比空氣略大，可用向上排空氣法（收集較干）。

★4.實(shí)驗(yàn)操作步驟（七字訣）及其核心目的：查（裝置氣密性，防漏）→裝（藥品，平鋪）→定（儀器，試管口略下傾防冷凝水倒流）→點(diǎn)（加熱，先預(yù)熱防試管炸裂）→收（氣泡連續(xù)均勻時(shí)再收集，保證純度）→離（實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先將導(dǎo)管移出水面）→熄（后熄滅酒精燈，防水倒吸入試管）。

★5.驗(yàn)滿與檢驗(yàn)方法辨析：驗(yàn)滿是證明氣體已收集滿。向上排空氣法：將帶火星木條放在集氣瓶口，若復(fù)燃則滿。排水法：當(dāng)瓶口有大氣泡冒出時(shí)則滿。檢驗(yàn)是證明該氣體是氧氣：將帶火星木條伸入集氣瓶內(nèi)，若木條復(fù)燃，則為氧氣。

▲6.工業(yè)制法——分離液態(tài)空氣：原理是利用液態(tài)氮（沸點(diǎn)196℃）和液態(tài)氧（沸點(diǎn)183℃）的沸點(diǎn)不同，通過控制溫度（分餾）將氮?dú)庀日舭l(fā)分離出去。本質(zhì)是物理變化。

★7.實(shí)驗(yàn)室制法與工業(yè)制法的核心對比：目的不同（小量研究vs.大規(guī)模生產(chǎn)）決定了原理（化學(xué)分解vs.物理分離）、原料（化學(xué)藥品vs.空氣）、裝置（簡單儀器vs.大型設(shè)備）和成本效益的根本差異。這是“技術(shù)應(yīng)用需考慮社會需求”的生動(dòng)例證。

▲8.催化劑（前瞻性認(rèn)識）：在本反應(yīng)生成的二氧化錳，在氯酸鉀制氧反應(yīng)中能大大加快反應(yīng)速率而本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，此為催化劑的初步印象，為下節(jié)課深入學(xué)習(xí)鋪墊。

教學(xué)提示：清單中★標(biāo)記內(nèi)容為必須掌握的核心知識與技能，是后續(xù)學(xué)習(xí)和評價(jià)的基礎(chǔ)；▲標(biāo)記內(nèi)容為了解或拓展內(nèi)容，旨在開闊視野、建立聯(lián)系。教學(xué)時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生理解條目間的邏輯關(guān)聯(lián)，而非孤立記憶。八、教學(xué)反思

（一）預(yù)設(shè)與生成評估：本設(shè)計(jì)以“需求導(dǎo)向”對比為主線，意圖打破按部就班講解實(shí)驗(yàn)步驟的傳統(tǒng)模式。從假設(shè)的課堂實(shí)施看，預(yù)計(jì)“任務(wù)一”的工程師角色扮演能有效激發(fā)興趣，將工業(yè)制法從“知識點(diǎn)”轉(zhuǎn)化為“解決方案”。然而，“任務(wù)三”中關(guān)于裝置選擇的討論，可能需要準(zhǔn)備更多反面案例（如使用燒瓶為何不便），以應(yīng)對學(xué)生可能提出的非常規(guī)想法。在“任務(wù)五”整合步驟時(shí)，學(xué)生自編的順序可能與標(biāo)準(zhǔn)口訣有出入，這正是寶貴的教學(xué)契機(jī)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生辯論其順序的合理性與安全性，讓知識在思辨中內(nèi)化，而非強(qiáng)行灌輸口訣。

（二）差異化關(guān)照的實(shí)效性分析：學(xué)習(xí)任務(wù)單中的引導(dǎo)問題設(shè)計(jì)了從事實(shí)性（是什么）到解釋性（為什么）的梯度，試圖照顧不同思維起點(diǎn)