實驗探究驅(qū)動下的科學(xué)課堂教學(xué)

齊亞坤　李學(xué)海　陳小明

摘要：日常生活中學(xué)生已經(jīng)對CO2有了一些基本的了解，但是這些知識相對比較零散不夠系統(tǒng)，學(xué)生缺乏對C02的一個整體認(rèn)知。同時八年級學(xué)生正處在身心迅速成長的時期，他們對科學(xué)的興趣逐步由知覺興趣向具有概括性的認(rèn)知興趣遷移，所以在教學(xué)過程中嘗試通過一些創(chuàng)造性的探究實驗、演示實驗和小視頻并結(jié)合小組合作討論等方式來學(xué)習(xí)CO2的性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知興趣；小組討論；二氧化碳

一、教材地位及學(xué)情分析

“二氧化碳的性質(zhì)”是浙教版《科學(xué)》八年級下冊第三章第3節(jié)的內(nèi)容，是在第1節(jié)學(xué)習(xí)完氧氣之后，認(rèn)知的又一種氣體，能很好地鞏固學(xué)生對氧氣的性質(zhì)等知識理解，同時也為學(xué)生今后學(xué)習(xí)其他碳氧化合物、生物的光合作用和呼吸作用及自然界的碳氧循環(huán)打下基礎(chǔ)，可以說本節(jié)內(nèi)容是這一章的重點，也是整個初中科學(xué)的重點，起著承前啟后的紐帶作用。學(xué)生對二氧化碳比較熟悉，知道它能滅火，它是植物進行光合作用的原料等，但學(xué)生頭腦里的這些知識比較零散不夠系統(tǒng)，沒有一個對CO2的整體認(rèn)識。本節(jié)課嘗試用一系列的實驗探究來引領(lǐng)課堂教學(xué)，讓學(xué)生能夠參與實驗，觀察現(xiàn)象，分析討論，得出結(jié)論，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中初步掌握科學(xué)探究的思維方法。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能

知道CO2的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及相關(guān)化學(xué)方程式的書寫，了解相關(guān)的基本實驗操作。

2.過程與方法

通過一系列的實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計實驗?zāi)芰?、觀察能力和語言表達(dá)能力，讓學(xué)生能體會到知識的形成過程及科學(xué)探究的基本過程。

3.情感態(tài)度與價值觀

通過開展一系列的實驗探究活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，認(rèn)識到生活中處處有科學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任感。

三、教學(xué)重難點

1.重點：二氧化碳的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。

2.難點：設(shè)計一系列實驗來探究CO2的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

四、教學(xué)過程

1.情境導(dǎo)入，激發(fā)興趣

教師拿出一瓶可樂，旋開蓋子，聽到砰的一聲輕響，問學(xué)生釋放出來的是什么氣體。學(xué)生回答出二氧化碳之后，教師在黑板上寫出今天的課題名稱二氧化碳，同時教師進一步發(fā)問：“你怎么知道是二氧化碳呢？”學(xué)生會有很多的答案，例如這是生活常識、是從書上看來的或是從可樂的配方表看出來的等等。針對學(xué)生的各種回答，教師順勢把課堂引入到如何設(shè)計簡單的實驗來驗證可樂中釋放出來的氣體是二氧化碳。

設(shè)計意圖：用可樂來引入新課，可以激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，同時又可以告訴學(xué)生科學(xué)就在我們身邊。簡單的過渡，又可以把課堂引入到接下來的課堂實驗探究，一舉多得。

2.實驗探究，獲取新知

（1）設(shè)計實驗檢驗可樂中釋放的氣體

通過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道二氧化碳的檢驗需要澄清石灰水，但是如何把可樂中的二氧化碳?xì)怏w收集起來并導(dǎo)入到澄清石灰水中，這是學(xué)生需要思考和設(shè)計的地方。教師請學(xué)生表述自己的方案，并進行總結(jié)。然后請學(xué)生用教師事先準(zhǔn)備好的器材選取一種方案進行演示：把可樂瓶中的可樂倒出少量到試管中，再用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊，搖晃試管把氣體導(dǎo)入盛有澄清石灰水的燒杯中。學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象并描述，然后請一名學(xué)生在黑板上板書出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。

設(shè)計意圖：通過設(shè)計實驗來檢驗可樂中釋放出的氣體是否是二氧化碳，一方面可以讓學(xué)生再次熟悉基本的化學(xué)實驗儀器操作，另一方面又可以培養(yǎng)學(xué)生思維。

（2）自制簡易汽水檢驗二氧化碳的溶解性

提供給學(xué)生一瓶二氧化碳、純凈水，請學(xué)生利用給的材料自制簡易汽水。學(xué)生給出自己方案：倒部分水到盛有二氧化碳的瓶子中，蓋緊瓶蓋并搖晃瓶子即可。請一位學(xué)生上臺演示實驗，其他學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)束后請其他學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象，并說出出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因。教師最后進行總結(jié)：二氧化碳易溶于水，通常情況下CO2與水的溶解體積比是1：1。同時教師板書出：CO2易溶于水（體積比1：1），并拋出問題：你覺得二氧化碳溶于水是一個物理變化過程還是化學(xué)變化過程。

設(shè)計意圖：通過一個自制簡易汽水的活動，引出二氧化碳易溶于水的物理性質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的興趣，體會知識形成的過程。

（3）實驗探究：二氧化碳溶于水后，是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

學(xué)生依據(jù)自己的經(jīng)驗和學(xué)過的知識猜想：物質(zhì)的溶解性是物理性質(zhì)，那CO2溶于水應(yīng)該是一個物理變化過程，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。教師取出少量剛才的自制汽水到試管中，滴兩滴紫色石蕊試液后振蕩搖勻，請學(xué)生描述現(xiàn)象。學(xué)生觀察到試管中液體變紅，然后得出結(jié)論：CO2溶于水是一個化學(xué)變化過程。教師追問：真的能得出這個結(jié)論嗎，有沒有可能是紫色石蕊試液本來遇水就變色，或是CO2遇到紫色石蕊就會變色？請學(xué)生小組討論，設(shè)計實驗來證明。學(xué)生討論后給出自己的方案，教師進行總結(jié)?？梢园炎仙镌囈旱蔚秸麴s水中，看是否變色來驗證紫色石蕊試液遇水會不會變色。然后取出兩個集滿二氧化碳的集氣瓶，同時投入干燥的石蕊試紙和濕潤的石蕊試紙（如圖2），學(xué)生發(fā)現(xiàn)濕潤的石蕊試紙變紅，得出結(jié)論：CO2溶于水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了某種化學(xué)物質(zhì)使得紫色石蕊試液變紅。教師進行總結(jié)并板書出：CO2+H2O=H2CO3。

設(shè)計意圖：通過探究使得紫色石蕊試液變色的原因，學(xué)生能了解對照實驗在科學(xué)探究中的重要作用，初步學(xué)會設(shè)計相關(guān)的對照實驗。

（4）實驗探究：碳酸受熱易分解

教師指出，依據(jù)之前我們學(xué)過的知識和生活經(jīng)驗，當(dāng)溫度升高的時候，氣體的溶解度會下降，人喝碳酸飲料后容易嗝氣，請學(xué)生猜想對之前變紅了的自制汽水加熱會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。教師演示：加熱剛才變紅了的自制汽水（如圖3），學(xué)生仔細(xì)觀察并描述實驗現(xiàn)象：自制汽水由紅變成紫色。教師總結(jié)：碳酸在加熱的情況下容易分解，并板書出化學(xué)方程式：H2CO3=H2O+CO2↑。

設(shè)計意圖：用變紅的自制汽水實驗，整個實驗設(shè)計成一個體系，可以讓學(xué)生對知識的理解和掌握更有幫助。

（5）觀看視頻，得出結(jié)論

教師播放意大利死狗洞的視頻，請學(xué)生仔細(xì)觀看并回答從中你能發(fā)現(xiàn)二氧化碳的哪些性質(zhì)。教師對學(xué)生的回答進行總結(jié)并板書出二氧化碳的性質(zhì)：1、二氧化碳的密度比空氣大；2、二氧化碳是無色無味的氣體；3、二氧化碳不支持燃燒也不供給呼吸。

設(shè)計意圖：實驗設(shè)計之后播放視頻，學(xué)生在這個過程中可以較為輕松，同時也可以培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。

（6）實驗探究：二氧化碳密度比空氣大

教師過渡：通過剛才的視頻，我們總結(jié)出二氧化碳的密度比空氣大，那你能設(shè)計實驗來證明嗎？請學(xué)生小組討論并說出自己的方案，學(xué)生可能會給出這樣的方案：分別各收集一滿瓶二氧化碳和空氣，用電子秤稱量出各自的質(zhì)量即可。教師對學(xué)生的方案進行總結(jié)，最后演示滅蠟燭實驗，請學(xué)生仔細(xì)觀察并分析（如圖4）。

設(shè)計意圖：死狗洞視頻中的內(nèi)容離學(xué)生生活相對較遠(yuǎn)，再設(shè)計實驗來驗證，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

3.小組討論，學(xué)以致用

教師拿出兩個集氣瓶，告訴學(xué)生在兩個瓶子中，分別裝有氧氣和二氧化碳，請學(xué)生回答如何把它們區(qū)別出來。學(xué)生小組討論，給出方案，教師最后進行總結(jié)：可以用（1）濕潤的石蕊試紙；（2）帶火星的木條（燃著的木條）；（3）澄清的石灰水等等來鑒別，并請一個小組上臺來演示他們的方案。

設(shè)計意圖：一個思考題，一方面可以讓學(xué)生對氧氣和二氧化碳這兩種氣體的性質(zhì)有更好的理解，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。

五、教學(xué)反思

科學(xué)就在我們身邊，本節(jié)課從一瓶可樂開始，巧妙地把學(xué)生的注意力引到本節(jié)課的主題上來，用生活化的事物可以很好地把學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和問題意識激發(fā)出來，進而通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計一系列環(huán)環(huán)相扣的實驗，帶領(lǐng)學(xué)生深入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，樹立學(xué)生“學(xué)科學(xué)、用科學(xué)”的意識。但是實際教學(xué)中在引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計和課堂教學(xué)節(jié)奏的把握等方面還存在不足，需要在今后的教學(xué)中慢慢領(lǐng)悟并提高。