二氧化碳的制取性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究

亓佳佳

摘 要：主要以初中化學(xué)中涉及“二氧化碳性質(zhì)”的教學(xué)素材、課標(biāo)要求及教學(xué)大綱為例，針對(duì)二氧化碳物理性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，力求探索出以簡(jiǎn)約化的實(shí)驗(yàn)步驟就能有效突出化學(xué)概念的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生概念現(xiàn)象理解能力和實(shí)踐能力，為其今后的化學(xué)學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，具體如下所示。

關(guān)鍵詞：二氧化碳；制取；性質(zhì)；實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)今初中化學(xué)教材編排來(lái)看，除去大量的概念、文字描述以外，還伴隨有大量的實(shí)驗(yàn)性課程規(guī)劃來(lái)提高學(xué)生化學(xué)的理解能力及綜合素質(zhì)水平[1]。本文筆者現(xiàn)以二氧化碳的制取與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例，大體闡述其傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)性教學(xué)中的缺點(diǎn)，并結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提出相應(yīng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的同時(shí)提升教師實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量，僅供參考。

一、二氧化碳的制取性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)

指導(dǎo)學(xué)生對(duì)CO2的化學(xué)性質(zhì)及部分物理性質(zhì)進(jìn)行大致了解。利用演示實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作的基本流程步驟，以培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)展的創(chuàng)新性思維。結(jié)合上述措施來(lái)提高學(xué)生求知欲和調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性，為提升學(xué)生化學(xué)綜合水平奠定基礎(chǔ)。

二、二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)在教材中的重要性

“二氧化碳的性質(zhì)”作為初中化學(xué)教材中的單元教學(xué)重點(diǎn)，其單元內(nèi)容中囊括了大量的化合物知識(shí)和學(xué)習(xí)元素，教師在開(kāi)展此類(lèi)單元內(nèi)容教學(xué)活動(dòng)中均是以實(shí)驗(yàn)為主來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此如何演示好二氧化碳的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率是現(xiàn)今教師所需解決的重點(diǎn)課堂問(wèn)題之一，同時(shí)為學(xué)生今后酸堿鹽章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[2]。

三、傳統(tǒng)原實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)

初中化學(xué)教師針對(duì)二氧化碳的制取性質(zhì)實(shí)驗(yàn)均是以多個(gè)實(shí)驗(yàn)演示操作來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，分別是二氧化碳與水、澄清石灰水及燃燒的蠟燭間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，雖其化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟詳細(xì)，但是根據(jù)大量課堂現(xiàn)象反應(yīng)，此類(lèi)實(shí)驗(yàn)步驟流程繁瑣，教師課前準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，二氧化碳?xì)怏w耗量大，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)且實(shí)驗(yàn)失敗率高，不利于課堂活動(dòng)的有序開(kāi)展。

四、優(yōu)化方案對(duì)策

以二氧化碳的制取性質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)為前提，筆者現(xiàn)結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為初中教師課堂化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化提出一己之見(jiàn)，具體對(duì)策如下：

1.課前準(zhǔn)備

教師課前需將導(dǎo)管、活蝗蟲(chóng)、木條、鑷子、新汽水瓶、小試管、毛玻璃片、火柴、單孔橡皮塞、小集氣瓶等實(shí)驗(yàn)用品準(zhǔn)備好。

2.CO2的物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作

教師取一瓶新汽水瓶，打開(kāi)瓶蓋后等待氣壓降低會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量無(wú)色氣泡冒出現(xiàn)象，然后立即取帶導(dǎo)管的橡皮塞來(lái)收集CO2，直至2個(gè)小集氣瓶滿為止，并將瓶子標(biāo)記好a、b，瓶子a正放，瓶子b倒放，后點(diǎn)燃木條，并迅速深入裝滿CO2的a、b瓶中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)瓶子b中的木條燃燒現(xiàn)狀未出現(xiàn)變化，而瓶子a的木條火光卻早早熄滅。由此類(lèi)現(xiàn)象可以推斷出二氧化碳?xì)怏w存在無(wú)色無(wú)味、與水相溶（溶解量與壓力變化呈正比關(guān)系）及密度大于空氣（一般情況下）的物理性質(zhì)，并根據(jù)空氣瓶子a、b木條燃燒現(xiàn)象充分推理出采用向上排空氣法來(lái)收集CO2最為適宜[3]。

3.CO2的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作

教師取2支小試管，并標(biāo)記好c、d，分別放入兩只活蝗蟲(chóng)，試管c的蝗蟲(chóng)在充入二氧化碳后沒(méi)多久就出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比就能有效得出CO2不具備呼吸供給性質(zhì)的理論。

五、優(yōu)化、簡(jiǎn)約方案的優(yōu)點(diǎn)

1.大幅度提高實(shí)驗(yàn)的成功率

現(xiàn)今大部分教師針對(duì)如何突出CO2的物理性質(zhì)均是以“傾倒二氧化碳滅階梯狀蠟燭火焰”來(lái)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)得出二氧化碳不具備可燃、助燃和密度大于空氣的結(jié)論。但實(shí)際課堂實(shí)驗(yàn)中，常有學(xué)生或教師反應(yīng)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)失敗率較高，大部分教師在開(kāi)展演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只存在理論認(rèn)知，卻無(wú)法掌握“傾倒法滅火”正確的實(shí)驗(yàn)技巧來(lái)準(zhǔn)確撲滅蠟燭，一定程度上會(huì)對(duì)教師課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量造成影響[4]。而上述實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中以瓶子“正放、倒放”形式來(lái)放入燃燒的木條，此類(lèi)實(shí)驗(yàn)操作的簡(jiǎn)單便捷性均能有效提高教師實(shí)驗(yàn)的成功率。

2.提高實(shí)驗(yàn)普及率和降低實(shí)驗(yàn)成本

選擇新汽水瓶來(lái)收集CO2的方法，并取規(guī)模小的試管和集氣瓶作為氣體容納儀器來(lái)驗(yàn)證CO2性質(zhì)，不僅化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象顯著，且較低的實(shí)驗(yàn)成本同樣有利于為學(xué)生分組展開(kāi)實(shí)驗(yàn)提供便捷性。

3.增強(qiáng)學(xué)生化學(xué)概念的理解層面

現(xiàn)今大部分初中化學(xué)課堂均是以教科書(shū)或參考資料中的文字描述來(lái)展開(kāi)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課堂均是文字說(shuō)明寥寥帶過(guò)，如二氧化碳不具備呼吸供給的特性，因此設(shè)計(jì)上述實(shí)驗(yàn)操作來(lái)彌補(bǔ)教材缺漏處，以進(jìn)一步豐富學(xué)生知識(shí)框架。

綜上所述，以九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中二氧化碳的制取與性質(zhì)問(wèn)題為例，筆者認(rèn)為需遵循現(xiàn)行新課標(biāo)和綠色化學(xué)理念來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化其實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，力求以最?jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)步驟、最低的實(shí)驗(yàn)成本及最為直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)，將抽象化的化學(xué)內(nèi)容淺顯化，是提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)效率和理解程度的有效措施，以達(dá)到教師課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)高效性的最終目的，望采納。

參考文獻(xiàn)：

[1]金怡.有關(guān)二氧化碳制備及性質(zhì)的三個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[J].化學(xué)教學(xué)，2016（5）：65-67.

[2]謝丹敏，楊玉琴.二氧化碳制取與系列性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2016（1）：64-66.

[3]王睿.二氧化碳的制取和性質(zhì)整合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2016（5）：36-37.

[4]鐘田，鐘平，孫宮義，等.二氧化碳的制取與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2016（Z1）：67-68.