初中化學(xué)“二氧化碳制取的研究”教學(xué)案例

袁東梅

摘 要：本文闡述了“二氧化碳制取的研究”探究式教學(xué)的過程，把教學(xué)內(nèi)容設(shè)置成環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)、逐步緊逼的若干問題，變教材中直接呈現(xiàn)結(jié)論為學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”結(jié)論，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué)；二氧化碳制??；教學(xué)案例

中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2018）22-047-2

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）課程內(nèi)容提出“義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的科學(xué)探究，是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動(dòng)?！币虼耍岢茖W(xué)探究，激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地探索化學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程與方法，享受科學(xué)探究的樂趣成為初中化學(xué)課堂教學(xué)的重要目標(biāo)。

筆者在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主探索?，F(xiàn)以“二氧化碳制取的研究”為例與同仁分享教學(xué)的初衷與思考。

一、教學(xué)內(nèi)容

《二氧化碳制取的研究》選自人教版（2012）九年級(jí)化學(xué)教科書上冊(cè)第六單元課題2。本課題主要研究實(shí)驗(yàn)室中如何制取CO2。教材首先要學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)室制取O2的方法，然后給出了實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的反應(yīng)原理，接著采取探究的方式來研究實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的裝置，并利用設(shè)計(jì)的裝置來制取二氧化碳。教材在處理這部分內(nèi)容時(shí)，首先歸納了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素，然后讓學(xué)生從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度的大小關(guān)系以及是否與水反應(yīng)等方面，來比較實(shí)驗(yàn)室中制取CO2和O2的異同。在此基礎(chǔ)上，給出了一些儀器，由學(xué)生自己來組裝制取CO2的裝置，然后利用設(shè)計(jì)的裝置來制取CO2，以此幫助學(xué)生形成實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法。

二、學(xué)情分析

學(xué)生在前面學(xué)習(xí)了O2的實(shí)驗(yàn)室制法，具備了一些氣體制備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)也已經(jīng)具備，此時(shí)，在課堂教學(xué)中體現(xiàn)以學(xué)生為主體，讓學(xué)生真正參與到教學(xué)過程中來正是時(shí)機(jī)。教師提出探究問題、引發(fā)學(xué)生思考。通過小組合作，表達(dá)交流、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、總結(jié)表達(dá)等環(huán)節(jié)完成整個(gè)探究。時(shí)間安排上重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)室制取CO2的裝置確定，事先讓學(xué)生預(yù)習(xí)課本并設(shè)計(jì)方案，鼓勵(lì)學(xué)生用自己設(shè)計(jì)的裝置來制取CO2。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1.能說出在實(shí)驗(yàn)室里制取氣體的一般思路和方法；

2.掌握實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的理想藥品和化學(xué)反應(yīng)原理；

3.探究實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的裝置；

4.培養(yǎng)學(xué)生研究和分析問題的能力，表達(dá)和交流的能力，動(dòng)手操作的能力。

（二）過程與方法

1.初步學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納、概括等方法對(duì)信息進(jìn)行加工；

2.以啟發(fā)性的問題，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境激發(fā)學(xué)生求知欲。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過實(shí)驗(yàn)、問題的討論，感悟科學(xué)的認(rèn)知過程。

2.通過對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的好奇心和探究欲，體驗(yàn)探究，成功樂趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

（一）教學(xué)重點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)室制取CO2的化學(xué)反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置，探究能力的培養(yǎng)。

（二）教學(xué)難點(diǎn)

從二氧化碳制取裝置的探究過程中，提升實(shí)驗(yàn)室里氣體制取裝置的設(shè)計(jì)思維水平。

五、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

師：泡騰片放到水里為什么會(huì)產(chǎn)生大量氣泡？

生：觀察泡騰片放到水里。

師：泡騰片是含有泡騰崩解劑的一種片劑。所謂泡騰崩解劑通常是有機(jī)酸和碳酸氫鈉（小蘇打）的混合物；但當(dāng)泡騰片放入水中之后，有機(jī)酸和碳酸氫鈉在水的作用下電離，并發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量二氧化碳，使片劑迅速崩解和融化，崩解時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳部分溶解于飲水中，使飲水喝入口中時(shí)有汽水般的美感。

師：在第二單元我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣的制取方法，請(qǐng)同學(xué)們回顧實(shí)驗(yàn)室制取氣體思路和方法，根據(jù)這一思路來探究二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法。

生：從藥品選擇、反應(yīng)原理、發(fā)生裝置選擇、收集裝置選擇等幾個(gè)方面進(jìn)行探究。

師：同學(xué)們想一想，哪幾種反應(yīng)能生成二氧化碳？

生：列舉知道的能生成二氧化碳的反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式。

（這一環(huán)節(jié)我聯(lián)系生活常識(shí)，激發(fā)學(xué)生興趣，為引入新課作鋪墊。學(xué)生需要根據(jù)資料考慮：氣體的制備、反應(yīng)原理以及原料的選擇在反應(yīng)時(shí)是否容易控制；速率是否適中；生成氣體是否純凈；條件是否容易滿足；原料是否容易獲得且價(jià)格是否低廉；原料和產(chǎn)物是否有毒有害等，進(jìn)而探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的理想原料。）

（二）探究發(fā)現(xiàn)，激勵(lì)創(chuàng)新

1.探究實(shí)驗(yàn)室制取CO2的藥品

實(shí)驗(yàn)一，實(shí)驗(yàn)藥品：碳酸鈉和稀鹽酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：冒出大量氣泡、反應(yīng)速率非?？?；

實(shí)驗(yàn)二，實(shí)驗(yàn)藥品：石灰石和稀鹽酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：冒出大量氣泡、反應(yīng)速率適中；

實(shí)驗(yàn)三，實(shí)驗(yàn)藥品：石灰石和稀硫酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：冒出少量氣泡、反應(yīng)速率慢、且反應(yīng)一會(huì)兒就結(jié)束。

師：為什么一般不用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制CO2？為什么不選用反應(yīng)速度很快的稀鹽酸與碳酸鈉的反應(yīng)？

生：查閱資料：因?yàn)槭沂拖×蛩衢_始反應(yīng)時(shí)會(huì)生成微溶于水的硫酸鈣薄膜，附著在石灰石的表面，使它不能接觸到稀硫酸，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

這一環(huán)節(jié)通過在實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比探究，深入剖析化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)因，究竟選擇哪兩種物質(zhì)相互反應(yīng)制取二氧化碳，從而確定實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的理想藥品。

2.探究反應(yīng)原理

在這個(gè)探究教學(xué)環(huán)節(jié)中，我提前一天布置課下學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過查找有關(guān)資料獲得實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳藥品是石灰石（或大理石）和稀鹽酸，石灰石和大理石的主要成分均為碳酸鈣，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，從而使學(xué)生置身于真實(shí)的問題情景中。

3.探究制取二氧化碳的裝置

師：從反應(yīng)原理、反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度比較大小和是否與水反應(yīng)等方面，比較二氧化碳和氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取。

生：學(xué)生完成教材中的表格。

師：實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置和制取氧氣的裝置是否一樣？

生：學(xué)生討論交流，分析得出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置。

這一環(huán)節(jié)，我充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，學(xué)生自己獨(dú)立思考確定制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)該考慮的因素有哪些，即從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體本身的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等方面考慮，意圖通過學(xué)生交流討論比較二氧化碳和氧氣制取實(shí)驗(yàn)及相關(guān)性質(zhì)，分析制取二氧化碳和氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置的異同點(diǎn)。

4.學(xué)生動(dòng)手制取二氧化碳

這一環(huán)節(jié)，由學(xué)生小組合作選擇最后確定的最佳裝置，選取的藥品來制取二氧化碳，并進(jìn)行收集、驗(yàn)滿和檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w。我適時(shí)給予學(xué)生積極的評(píng)價(jià)，意圖通過學(xué)生親自動(dòng)手成功地制取二氧化碳，初步學(xué)習(xí)運(yùn)用簡單的裝置和方法制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)技能，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

（三）歸納總結(jié)，鞏固知識(shí)

生：學(xué)完本課題我應(yīng)該知道：制取二氧化碳的藥品，實(shí)驗(yàn)室可用哪些裝置來制取、收集和檢驗(yàn)二氧化碳，實(shí)驗(yàn)室制取氣體的發(fā)生裝置和收集裝置的選取，制取二氧化碳各種裝置的優(yōu)缺點(diǎn)等。

師：通過二氧化碳和氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取的研究，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法，選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，包括反應(yīng)物和反應(yīng)條件；選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置，發(fā)生裝置的選擇依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件（是否需要加熱）；收集裝置的選擇依據(jù)：氣體的密度與空氣密度的比較、氣體的溶解性、氣體能否與水反應(yīng)；氣體能否與空氣中的氣體反應(yīng)；驗(yàn)證所制得的氣體。

（四）課后探究，啟迪升華

這一環(huán)節(jié)，我是把課堂探究延伸到學(xué)生的實(shí)際生活中，讓學(xué)生利用身邊的化學(xué)物質(zhì)和各種廢舊物品制取二氧化碳。例如：雞蛋殼和貝殼可以代替大理石，食醋可以代替稀鹽酸，利用塑料瓶，吸管，自制一套制取CO2的裝置，是課堂探究教學(xué)活動(dòng)的延續(xù)，意圖通過學(xué)生親身體驗(yàn)，感受到化學(xué)的重要性和應(yīng)用價(jià)值，再次發(fā)現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，提高學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。

本教學(xué)案例二氧化碳制取的探究，既是對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取O2的鞏固提升，又是對(duì)制取氣體知識(shí)體系的構(gòu)建。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際水平開展不同的探究活動(dòng)。通過藥品選擇、裝置優(yōu)化、操作步驟及其規(guī)范等問題的解決，讓學(xué)生主動(dòng)地體驗(yàn)探究過程，形成初中化學(xué)制取氣體的完整知識(shí)體系，在知識(shí)的形成和應(yīng)用過程中培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度，獲得科學(xué)的方法，從而獲得探究成果。