蘇教版小學(xué)科學(xué)“制取二氧化碳”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

李紅靜

利用日常生活中的礦泉水瓶、塑料盆、輸液管、醋精等常見物品，對教材中的“小蘇打和醋反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)教學(xué)效果，方便學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在家里也能完成本次實(shí)驗(yàn)。

小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，讓學(xué)生通過親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)，獲得知識，對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生動手能力、觀察能力、思維能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。因此，在科學(xué)教學(xué)中，加強(qiáng)并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，無疑是培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新能力的最好途徑。

“認(rèn)識二氧化碳”是小學(xué)科學(xué)（蘇教版）四年級上冊“空氣中有什么”一課的重要內(nèi)容，其教學(xué)目標(biāo)是學(xué)會制取二氧化碳，知道二氧化碳比空氣重且能使澄清石灰水變渾濁。教材上安排的實(shí)驗(yàn)過程如下：在一集氣瓶瓶子里放入一些小蘇打，再倒進(jìn)一些醋，瓶里出現(xiàn)的泡泡就是二氧化碳，再加上帶有玻璃管的橡膠塞，并通過乳膠管把二氧化碳通人到另一集氣瓶中，收集二氧化碳。在進(jìn)行本節(jié)課的教學(xué)時，筆者遇到了一些困難，對它進(jìn)行了一些改進(jìn)。

一、教材中實(shí)驗(yàn)存在的問題

“小蘇打和醋反應(yīng)生成二氧化碳”是小學(xué)科學(xué)四年級下冊“空氣中有什么”的內(nèi)容，在進(jìn)行這個實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，遇到了以下一些困難：

1.實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)室沒有三角銼刀和乳膠管，無法截取一節(jié)玻璃管，適合集氣瓶大小的橡膠塞數(shù)量不夠，制取和收集二氧化碳都成了困難。

2.收集氣體的方法。教材上采用向上排空氣法收集產(chǎn)生的二氧化碳，二氧化碳和空氣都是無色無味的氣體，用向上排空氣法收集二氧化碳，學(xué)生判斷二氧化碳何時收集滿，需要進(jìn)行檢驗(yàn)是否收集滿。這對于四年級的孩子來說，增加了操作的難度。

3.實(shí)驗(yàn)效果。醋的濃度太低，利用集氣瓶實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生和收集的二氧化碳的速度比較慢，產(chǎn)生的二氧化碳的量不夠。一集氣瓶的二氧化碳進(jìn)行蠟燭熄滅的實(shí)驗(yàn)時，很難看到兩支蠟燭都熄滅的效果。為了能順利進(jìn)行“二氧化碳比空氣重”和“二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁”兩個實(shí)驗(yàn)，需要多次放人小蘇打和醋，多次收集二氧化碳?xì)怏w，這在無形中就增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的難度。

4.二氧化碳的保存。集氣瓶保存二氧化碳的效果不是很好，相同量的二氧化碳，用課前收集好的，進(jìn)行“二氧化碳比空氣重”的實(shí)驗(yàn)效果沒有現(xiàn)場制取的二氧化碳效果好。

二、改進(jìn)措施

根據(jù)在教學(xué)過程中遇到的困難，對本實(shí)驗(yàn)做了如下改動，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置圖如下：

圖1改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置

1.實(shí)驗(yàn)原料。用醋精代替醋和小蘇打進(jìn)行反應(yīng)，制取二氧化碳。醋精的濃度比醋高，相同體積的情況下，醋精可以產(chǎn)生更多的二氧化碳。

2.實(shí)驗(yàn)器材。用兩個350mL的飲料瓶（可樂瓶或礦泉水瓶）分別代替集氣瓶，作為反應(yīng)器，以及收集氣體。用輸液管代替乳膠管，臉盆代替水槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.收集氣體方法。用排水集氣法收集產(chǎn)生的二氧化碳。盡管二氧化碳能夠溶解在水中，也能和水進(jìn)行反應(yīng)生成碳酸，但是，用這個收集方法有它的優(yōu)點(diǎn)。學(xué)生通過氣泡的冒出，很容易看見產(chǎn)生的二氧化碳，通過瓶子中水位的下降，很容易判斷二氧化碳何時收集滿。

三、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的效果

利用上述材料和方法反復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，效果比較好，和教材上的實(shí)驗(yàn)相比，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出如下優(yōu)點(diǎn)。

1.課本上的這個實(shí)驗(yàn)是用集氣瓶、乳膠管、玻璃管和橡膠塞等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材不容易獲得，并且玻璃儀器屬于易碎品。改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)器材是塑料制品不易碎，從另一個角度說，使用飲料瓶和輸液管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，都是廢物的再利用。

2.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中使用的器材都是生活中常見物品，很容易得到，學(xué)生不需要購買相關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器，在家利用廚房用品也可以制取二氧化碳，解除了實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的束縛，同時，實(shí)驗(yàn)的成本比較低。

3.比起在橡膠塞上打孔和把乳膠管套在玻璃管上，用剪刀在瓶蓋上鉆個小孔就顯得容易得多，用橡皮筋固定反應(yīng)器可以防止反應(yīng)器倒下，用排水集氣法很容易判斷二氧化碳是否收集滿。

4.原實(shí)驗(yàn)不僅產(chǎn)生的二氧化碳的量少，一集氣瓶的二氧化碳也很難進(jìn)行“二氧化碳比空氣重”實(shí)驗(yàn)，往往是高的蠟燭沒有熄滅。將飲料瓶用作集氣瓶，一次可以收集更多的二氧化碳，可以進(jìn)行蠟燭熄滅的實(shí)驗(yàn)。也可以在課前制取一些二氧化碳，通過擰緊瓶蓋可以將制好的二氧化碳長期保存，攜帶，避免利用大量的課堂時間制取二氧化碳。將飲料瓶作為反應(yīng)器，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以通過擠壓飲料瓶，使瓶中殘留的二氧化碳進(jìn)入石灰水，研究二氧化碳的性質(zhì)，提高二氧化碳的利用率。