實驗探究驅動下的科學課堂教學

齊亞坤　李學海　陳小明

摘要：日常生活中學生已經對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，學生缺乏對C02的一個整體認知。同時八年級學生正處在身心迅速成長的時期，他們對科學的興趣逐步由知覺興趣向具有概括性的認知興趣遷移，所以在教學過程中嘗試通過一些創造性的探究實驗、演示實驗和小視頻并結合小組合作討論等方式來學習CO2的性質。

關鍵詞：認知興趣；小組討論；二氧化碳

一、教材地位及學情分析

“二氧化碳的性質”是浙教版《科學》八年級下冊第三章第3節的內容，是在第1節學習完氧氣之后，認知的又一種氣體，能很好地鞏固學生對氧氣的性質等知識理解，同時也為學生今后學習其他碳氧化合物、生物的光合作用和呼吸作用及自然界的碳氧循環打下基礎，可以說本節內容是這一章的重點，也是整個初中科學的重點，起著承前啟后的紐帶作用。學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，但學生頭腦里的這些知識比較零散不夠系統，沒有一個對CO2的整體認識。本節課嘗試用一系列的實驗探究來引領課堂教學，讓學生能夠參與實驗，觀察現象，分析討論，得出結論，讓學生在學習知識的過程中初步掌握科學探究的思維方法。

二、教學目標

1.知識與技能

知道CO2的物理性質、化學性質及相關化學方程式的書寫，了解相關的基本實驗操作。

2.過程與方法

通過一系列的實驗探究，培養學生的設計實驗能力、觀察能力和語言表達能力，讓學生能體會到知識的形成過程及科學探究的基本過程。

3.情感態度與價值觀

通過開展一系列的實驗探究活動，激發學生的學習興趣，培養學生的科學探究精神，認識到生活中處處有科學，培養學生社會責任感。

三、教學重難點

1.重點：二氧化碳的物理性質、化學性質。

2.難點：設計一系列實驗來探究CO2的物理性質和化學性質。

四、教學過程

1.情境導入，激發興趣

教師拿出一瓶可樂，旋開蓋子，聽到砰的一聲輕響，問學生釋放出來的是什么氣體。學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，同時教師進一步發問：“你怎么知道是二氧化碳呢？”學生會有很多的答案，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。針對學生的各種回答，教師順勢把課堂引入到如何設計簡單的實驗來驗證可樂中釋放出來的氣體是二氧化碳。

設計意圖：用可樂來引入新課，可以激發學生的興趣和求知欲，同時又可以告訴學生科學就在我們身邊。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）設計實驗檢驗可樂中釋放的氣體

通過之前的學習，學生已經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氣體收集起來并導入到澄清石灰水中，這是學生需要思考和設計的地方。教師請學生表述自己的方案，并進行總結。然后請學生用教師事先準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，再用帶導管的單孔橡皮塞塞緊，搖晃試管把氣體導入盛有澄清石灰水的燒杯中。學生觀察實驗現象并描述，然后請一名學生在黑板上板書出反應的化學方程式：

Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。

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

（2）自制簡易汽水檢驗二氧化碳的溶解性

提供給學生一瓶二氧化碳、純凈水，請學生利用給的材料自制簡易汽水。學生給出自己方案：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。請一位學生上臺演示實驗，其他學生觀察實驗現象。實驗結束后請其他學生描述觀察到的現象，并說出出現這個現象的原因。教師最后進行總結：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變化過程。

設計意圖：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，激發學生的興趣，體會知識形成的過程。

（3）實驗探究：二氧化碳溶于水后，是否發生化學反應

學生依據自己的經驗和學過的知識猜想：物質的溶解性是物理性質，那CO2溶于水應該是一個物理變化過程，沒有發生化學反應。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，請學生描述現象。學生觀察到試管中液體變紅，然后得出結論：CO2溶于水是一個化學變化過程。教師追問：真的能得出這個結論嗎，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？請學生小組討論，設計實驗來證明。學生討論后給出自己的方案，教師進行總結?？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），學生發現濕潤的石蕊試紙變紅，得出結論：CO2溶于水發生了化學反應，生成了某種化學物質使得紫色石蕊試液變紅。教師進行總結并板書出：CO2+H2O=H2CO3。

設計意圖：通過探究使得紫色石蕊試液變色的原因，學生能了解對照實驗在科學探究中的重要作用，初步學會設計相關的對照實驗。

（4）實驗探究：碳酸受熱易分解

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

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

（5）觀看視頻，得出結論

教師播放意大利死狗洞的視頻，請學生仔細觀看并回答從中你能發現二氧化碳的哪些性質。教師對學生的回答進行總結并板書出二氧化碳的性質：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。

設計意圖：實驗設計之后播放視頻，學生在這個過程中可以較為輕松，同時也可以培養學生歸納總結的能力。

（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，我們總結出二氧化碳的密度比空氣大，那你能設計實驗來證明嗎？請學生小組討論并說出自己的方案，學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量即可。教師對學生的方案進行總結，最后演示滅蠟燭實驗，請學生仔細觀察并分析（如圖4）。

設計意圖：死狗洞視頻中的內容離學生生活相對較遠，再設計實驗來驗證，培養學生嚴謹的科學態度。

3.小組討論，學以致用

教師拿出兩個集氣瓶，告訴學生在兩個瓶子中，分別裝有氧氣和二氧化碳，請學生回答如何把它們區別出來。學生小組討論，給出方案，教師最后進行總結：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。

設計意圖：一個思考題，一方面可以讓學生對氧氣和二氧化碳這兩種氣體的性質有更好的理解，另一方面可以培養學生歸納總結的能力。

五、教學反思

科學就在我們身邊，本節課從一瓶可樂開始，巧妙地把學生的注意力引到本節課的主題上來，用生活化的事物可以很好地把學生的學習欲望和問題意識激發出來，進而通過引導學生設計一系列環環相扣的實驗，帶領學生深入學習，培養學生嚴謹的科學態度，樹立學生“學科學、用科學”的意識。但是實際教學中在引導學生進行實驗設計和課堂教學節奏的把握等方面還存在不足，需要在今后的教學中慢慢領悟并提高。