二氧化碳的制取性質實驗的創新設計研究

亓佳佳

摘 要：主要以初中化學中涉及“二氧化碳性質”的教學素材、課標要求及教學大綱為例，針對二氧化碳物理性質進行相關實驗設計，力求探索出以簡約化的實驗步驟就能有效突出化學概念的科學實驗，提高學生概念現象理解能力和實踐能力，為其今后的化學學習奠定良好基礎，具體如下所示。

關鍵詞：二氧化碳；制取；性質；實驗；創新設計

根據現今初中化學教材編排來看，除去大量的概念、文字描述以外，還伴隨有大量的實驗性課程規劃來提高學生化學的理解能力及綜合素質水平[1]。本文筆者現以二氧化碳的制取與性質實驗為例，大體闡述其傳統實驗性教學中的缺點，并結合自身教學經驗提出相應的創新設計，在提高學生學習效率的同時提升教師實驗課堂教學質量，僅供參考。

一、二氧化碳的制取性質實驗的教學目標

指導學生對CO2的化學性質及部分物理性質進行大致了解。利用演示實驗來幫助學生掌握實驗操作的基本流程步驟，以培養其實驗活動開展的創新性思維。結合上述措施來提高學生求知欲和調動其學習的積極性，為提升學生化學綜合水平奠定基礎。

二、二氧化碳性質實驗在教材中的重要性

“二氧化碳的性質”作為初中化學教材中的單元教學重點，其單元內容中囊括了大量的化合物知識和學習元素，教師在開展此類單元內容教學活動中均是以實驗為主來指導學生進行學習，因此如何演示好二氧化碳的性質實驗來提高學生學習質量和效率是現今教師所需解決的重點課堂問題之一，同時為學生今后酸堿鹽章節內容的學習奠定基礎[2]。

三、傳統原實驗的缺點

初中化學教師針對二氧化碳的制取性質實驗均是以多個實驗演示操作來開展教學活動，分別是二氧化碳與水、澄清石灰水及燃燒的蠟燭間產生的化學反應，雖其化學實驗步驟詳細，但是根據大量課堂現象反應，此類實驗步驟流程繁瑣，教師課前準備時間長，二氧化碳氣體耗量大，實驗時間長且實驗失敗率高，不利于課堂活動的有序開展。

四、優化方案對策

以二氧化碳的制取性質實驗教學目標為前提，筆者現結合自身教學經驗，為初中教師課堂化學實驗方案優化提出一己之見，具體對策如下：

1.課前準備

教師課前需將導管、活蝗蟲、木條、鑷子、新汽水瓶、小試管、毛玻璃片、火柴、單孔橡皮塞、小集氣瓶等實驗用品準備好。

2.CO2的物理性質實驗操作

教師取一瓶新汽水瓶，打開瓶蓋后等待氣壓降低會發現有大量無色氣泡冒出現象，然后立即取帶導管的橡皮塞來收集CO2，直至2個小集氣瓶滿為止，并將瓶子標記好a、b，瓶子a正放，瓶子b倒放，后點燃木條，并迅速深入裝滿CO2的a、b瓶中，我們會發現瓶子b中的木條燃燒現狀未出現變化，而瓶子a的木條火光卻早早熄滅。由此類現象可以推斷出二氧化碳氣體存在無色無味、與水相溶（溶解量與壓力變化呈正比關系）及密度大于空氣（一般情況下）的物理性質，并根據空氣瓶子a、b木條燃燒現象充分推理出采用向上排空氣法來收集CO2最為適宜[3]。

3.CO2的化學性質實驗操作

教師取2支小試管，并標記好c、d，分別放入兩只活蝗蟲，試管c的蝗蟲在充入二氧化碳后沒多久就出現死亡現象。此類實驗現象對比就能有效得出CO2不具備呼吸供給性質的理論。

五、優化、簡約方案的優點

1.大幅度提高實驗的成功率

現今大部分教師針對如何突出CO2的物理性質均是以“傾倒二氧化碳滅階梯狀蠟燭火焰”來展開實驗教學，根據其實驗現象來得出二氧化碳不具備可燃、助燃和密度大于空氣的結論。但實際課堂實驗中，常有學生或教師反應此類實驗失敗率較高，大部分教師在開展演示實驗過程中只存在理論認知，卻無法掌握“傾倒法滅火”正確的實驗技巧來準確撲滅蠟燭，一定程度上會對教師課堂教學效率和教學質量造成影響[4]。而上述實驗活動中以瓶子“正放、倒放”形式來放入燃燒的木條，此類實驗操作的簡單便捷性均能有效提高教師實驗的成功率。

2.提高實驗普及率和降低實驗成本

選擇新汽水瓶來收集CO2的方法，并取規模小的試管和集氣瓶作為氣體容納儀器來驗證CO2性質，不僅化學反應現象顯著，且較低的實驗成本同樣有利于為學生分組展開實驗提供便捷性。

3.增強學生化學概念的理解層面

現今大部分初中化學課堂均是以教科書或參考資料中的文字描述來展開教學，實驗課堂均是文字說明寥寥帶過，如二氧化碳不具備呼吸供給的特性，因此設計上述實驗操作來彌補教材缺漏處，以進一步豐富學生知識框架。

綜上所述，以九年級化學實驗中二氧化碳的制取與性質問題為例，筆者認為需遵循現行新課標和綠色化學理念來進一步優化其實驗模式，力求以最簡單的實驗步驟、最低的實驗成本及最為直觀的實驗現象來指導學生學習化學，將抽象化的化學內容淺顯化，是提高學生化學學習效率和理解程度的有效措施，以達到教師課堂實驗教學高效性的最終目的，望采納。

參考文獻：

[1]金怡.有關二氧化碳制備及性質的三個創新實驗[J].化學教學，2016（5）：65-67.

[2]謝丹敏，楊玉琴.二氧化碳制取與系列性質實驗裝置的設計[J].化學教學，2016（1）：64-66.

[3]王睿.二氧化碳的制取和性質整合實驗設計[J].實驗教學與儀器，2016（5）：36-37.

[4]鐘田，鐘平，孫宮義，等.二氧化碳的制取與性質實驗的創新設計[J].實驗教學與儀器，2016（Z1）：67-68.