二氧化碳的制取和性質分組實驗課的探究分析

洪彥芬

【摘要】化學是以實驗為基礎的一門科學，“實驗與探究”是初中化學核心素養(yǎng)的重要組成部分。學生分組實驗有利于培養(yǎng)學生的實驗操作、實驗分析和設計等方面的能力，同時它也可以激發(fā)學生對化學這門學科的學習興趣。實驗教學中應當重視和強調學生的主體地位，倡導民主、合作、討論的學習方法，教師發(fā)揮引導和輔助作用，才能有效完成教學任務，達到教學目的。

【關鍵詞】初中化學；學生分組實驗；實驗分析和設計

初中化學是化學教育的啟蒙階段，擔負著啟發(fā)學生對化學的學習興趣，培養(yǎng)學生基本的化學知識和技能的任務。學生分組實驗是中學化學教材中一個重要組成部分，怎樣利用有限的實驗器材和藥品，組織和引導好每一節(jié)實驗課，讓學生安全有效地完成實驗，具有重要的現(xiàn)實意義。九年級化學中二氧化碳的實驗室制取及性質實驗是重點和難點之一，它可以作為很好的素材來培養(yǎng)學生，訓練學生如何選擇藥品、設計裝置、采用恰當?shù)膶嶒灧椒ǖ确矫?。同時，也能促使學生把對二氧化碳的相關知識從感性認識上升到理性認識，利用學到的化學知識理解和解釋日常生活中的化學問題，從而提高他們的科學素養(yǎng)水平。因此，上好這一單元的知識內容對學生掌握元素化合物知識、化學基本實驗及實驗探究能力都有深遠的影響。

一、漸進式的分組實驗設計

2018年廣東省出臺了中考改革實施辦法，化學實驗操作納入考試范圍單列考試，考試成績不低于化學總分的10%。韶關、汕頭已經(jīng)在2017年啟動，廣州、深圳、佛山、東莞、中山、湛江6市也在2018年啟動，而相對比較晚的地區(qū)如潮州也將于2020年啟動?；谶@樣的新形勢下，如何上好學生分組實驗課顯得尤為重要。

1.做好教材中的基礎實驗

從第二單元《我們周圍的空氣》的學習中，學生掌握了制取氧氣的原理、裝置及操作步驟和注意事項之后，再到第六單元學習二氧化碳的制法和性質，進行分組實驗，這個過程循序漸進，順理成章，學生能夠很好的接受并掌握。人教版六年級化學課本P125-P126安排了《實驗活動2 二氧化碳的實驗室制取與性質》這一節(jié)分組實驗課，設計了二氧化碳的制取收集，并分步檢驗性質的實驗裝置和實驗方法，能夠初步鍛煉學生的實驗技能，加強學生對二氧化碳制法和性質的理解和掌握。在認真做好演示實驗，充分做好實驗前的分工安排，以及安全管理之后，學生分組實驗能夠很順利的開展。但是實驗設計相對簡單，縱觀歷屆中考很多實驗題目都是圍繞二氧化碳制法及性質展開，而且經(jīng)常是綜合性的題目較多，占很大分數(shù)比例。為了學生能夠適應中考更為復雜的綜合實驗題型，我認為可以讓學生根據(jù)已學知識，再收集資料，進行二氧化碳制取和性質的綜合實驗設計，多設一兩節(jié)學生分組實驗課。

2.開展學生自主分組實驗綜合設計和探究

為此，我事先調查了學生對實驗原理、裝置、操作步驟和注意事項等方面的掌握情況，評估了這個想法的可行性，得到了大多數(shù)學生的歡迎和老師支持，用一個星期的時間從學生提供的設計方案中進行挑選，在課堂中進行討論。學生設計這套裝置的想法：他們認為選擇A裝置可以制取較多的二氧化碳氣體，裝置B能夠通過干燥和濕潤的石蕊試紙加熱的前后變化對比說明二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸容易分解的性質，而且操作更加簡便，通過C裝置能夠檢驗出二氧化碳和澄清石灰水的反應，最后收集氣體，再檢驗不燃燒不支持燃燒及密度比空氣大這個性質，這樣設計綜合了二氧化碳的制法和性質內容，而且操作過程連貫可以更加節(jié)約藥品，更加環(huán)保。最終選擇的實驗方案裝置圖如下圖。

3. 組織做好實驗各個環(huán)節(jié)的工作

通過學生的自主設計，學生對實驗課的熱情很高漲，可以適當利用課間組織學生到實驗室中準備儀器和藥品，進一步加深學生對實驗原理和裝置的認識，加強實驗操作和實驗步驟的掌握，再進行細致的分工，最后再開展分組實驗。

二、重視實驗過程中出現(xiàn)特殊情況的處理和反思

第一，實驗過程中特殊情況的及時分析處理。在實驗過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊的情況，往往是教師過于高估學生的實驗操作能力，除了做好演示實驗，詳細講解實驗步驟以外，還要及時引導學生解決出現(xiàn)的問題，否則就會嚴重地打擊學生的自信心和探究化學的興趣，使他們懷疑自己解決問題的能力。在第一節(jié)二氧化碳的制法和性質分組實驗中，部分學生往階梯放置的兩根燃燒著的蠟燭的燒杯中傾倒二氧化碳時，出現(xiàn)了兩種異常情況：上層蠟燭的先熄滅和兩只蠟燭全部沒有熄滅，這種情況下，應當及時從學生的實驗操作過程反饋信息中，分析原因：有的同學傾倒氣體時集氣瓶口方向對著蠟燭，燃燒產(chǎn)生上升的熱氣流將二氧化碳挾帶擴散到空氣中，沒有進入燒杯中，從而無法使蠟燭熄滅；有的同學則是先把集氣瓶上方的玻璃片取開，直接拿起集氣瓶往燒杯中傾倒，用力太大，將集氣瓶中的氣體直接擴散到空氣中；有的則可能是收集后放置時間太長，二氧化碳擴散而濃度降低。

第二，引導學生巧妙改進實驗。通過分析引導，有一些學生提出了這樣的設計：（1）防止二氧化碳受到熱氣流的影響，采用漏斗、干燥管或者底部破損的試管輔助傾倒二氧化碳；（2）用廢棄的礦泉水瓶代替集氣瓶收集氣體，由于瓶口較小，不容易擴散到空氣中。實驗改進之后，成功率大大提高了，學生從中體會到了成功的喜悅和巨大的成就感，使他們更加自信和產(chǎn)生濃厚的學習興趣，同時實驗設計和操作能力也得到了鍛煉和提升。具體設計如下圖。

第三，聯(lián)系生活中的化學知識。這兩節(jié)實驗課稀鹽酸消耗較多，實驗室一時無法提供足夠的分組實驗試劑，一個班級的分組實驗課部分學生沒辦法做實驗了，部分學生受到課本P126問題與交流第二小題的啟發(fā)，提議用可樂雪碧等飲料來收集二氧化碳氣體，也可以完成檢驗二氧化碳氣體性質實驗，并且還從生活經(jīng)驗中找到一種加速產(chǎn)生二氧化碳氣體的速度方法——加入少量的食鹽，也順利的收集到二氧化碳并完成了性質檢驗。

通過以上實踐，學生通過自由交流討論、自主設計方案，再親自操作，驗證實驗結果，教師引導輔助，師生有效互動，讓學生在具體的活動與探究中動手實踐、互相合作，學生既充分掌握二氧化碳的制取和性質的相關知識，同時也擴展了生活中的化學知識，鍛煉了他們的化學分析、實驗設計和探究能力。學生們的情感態(tài)度、價值觀也得到全面發(fā)展，在期末考試中，面對復雜綜合的實驗題型的時候很多學生得心應手了，取得了良好的教學效果。