初中化學“二氧化碳制取的研究”教學案例

袁東梅

摘 要：本文闡述了“二氧化碳制取的研究”探究式教學的過程，把教學內容設置成環環相扣、層層遞進、逐步緊逼的若干問題，變教材中直接呈現結論為學生“發現”結論，讓學生體驗學習的過程。

關鍵詞：探究式教學；二氧化碳制取；教學案例

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）22-047-2

《義務教育化學課程標準》（2011年版）課程內容提出“義務教育階段化學課程中的科學探究，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。”因此，提倡科學探究，激發學生積極主動地探索化學知識，體驗科學探究的過程與方法，享受科學探究的樂趣成為初中化學課堂教學的重要目標。

筆者在化學實驗教學中，注重探究式教學，引導學生自主探索。現以“二氧化碳制取的研究”為例與同仁分享教學的初衷與思考。

一、教學內容

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

二、學情分析

學生在前面學習了O2的實驗室制法，具備了一些氣體制備的實踐經驗，各項實驗技術也已經具備，此時，在課堂教學中體現以學生為主體，讓學生真正參與到教學過程中來正是時機。教師提出探究問題、引發學生思考。通過小組合作，表達交流、設計方案、實施方案、總結表達等環節完成整個探究。時間安排上重點放在實驗室制取CO2的裝置確定，事先讓學生預習課本并設計方案，鼓勵學生用自己設計的裝置來制取CO2。

三、教學目標

（一）知識與技能

1.能說出在實驗室里制取氣體的一般思路和方法；

2.掌握實驗室里制取二氧化碳的理想藥品和化學反應原理；

3.探究實驗室里制取二氧化碳的裝置；

4.培養學生研究和分析問題的能力，表達和交流的能力，動手操作的能力。

（二）過程與方法

1.初步學會運用比較、歸納、概括等方法對信息進行加工；

2.以啟發性的問題，創設實驗情境激發學生求知欲。

（三）情感態度與價值觀

1.通過實驗、問題的討論，感悟科學的認知過程。

2.通過對化學實驗的好奇心和探究欲，體驗探究，成功樂趣，激發學生的求知欲，培養創新精神。

四、教學重點與難點

（一）教學重點

實驗室制取CO2的化學反應原理和實驗裝置，探究能力的培養。

（二）教學難點

從二氧化碳制取裝置的探究過程中，提升實驗室里氣體制取裝置的設計思維水平。

五、教學過程

（一）創設情境，導入新課

師：泡騰片放到水里為什么會產生大量氣泡？

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酸和碳酸氫鈉（小蘇打）的混合物；但當泡騰片放入水中之后，有機酸和碳酸氫鈉在水的作用下電離，并發生復分解反應，產生大量二氧化碳，使片劑迅速崩解和融化，崩解時產生的二氧化碳部分溶解于飲水中，使飲水喝入口中時有汽水般的美感。

師：在第二單元我們已經學習了氧氣的制取方法，請同學們回顧實驗室制取氣體思路和方法，根據這一思路來探究二氧化碳的實驗室制法。

生：從藥品選擇、反應原理、發生裝置選擇、收集裝置選擇等幾個方面進行探究。

師：同學們想一想，哪幾種反應能生成二氧化碳？

生：列舉知道的能生成二氧化碳的反應，寫出化學方程式。

（這一環節我聯系生活常識，激發學生興趣，為引入新課作鋪墊。學生需要根據資料考慮：氣體的制備、反應原理以及原料的選擇在反應時是否容易控制；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格是否低廉；原料和產物是否有毒有害等，進而探究實驗室制取二氧化碳的理想原料。）

（二）探究發現，激勵創新

1.探究實驗室制取CO2的藥品

實驗一，實驗藥品：碳酸鈉和稀鹽酸；實驗現象：冒出大量氣泡、反應速率非常快；

實驗二，實驗藥品：石灰石和稀鹽酸；實驗現象：冒出大量氣泡、反應速率適中；

實驗三，實驗藥品：石灰石和稀硫酸；實驗現象：冒出少量氣泡、反應速率慢、且反應一會兒就結束。

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

生：查閱資料：因為石灰石和稀硫酸開始反應時會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，阻止反應繼續進行。

這一環節通過在實驗探究中發現問題，培養學生對比探究，深入剖析化學反應的內因，究竟選擇哪兩種物質相互反應制取二氧化碳，從而確定實驗室里制取二氧化碳的理想藥品。

2.探究反應原理

在這個探究教學環節中，我提前一天布置課下學習任務，學生通過查找有關資料獲得實驗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，實驗室制取二氧化碳的反應原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，從而使學生置身于真實的問題情景中。

3.探究制取二氧化碳的裝置

師：從反應原理、反應物的狀態、反應條件、氣體密度與空氣密度比較大小和是否與水反應等方面，比較二氧化碳和氧氣的實驗室制取。

生：學生完成教材中的表格。

師：實驗室里制取二氧化碳的實驗裝置和制取氧氣的裝置是否一樣？

生：學生討論交流，分析得出實驗室制取二氧化碳的裝置。

這一環節，我充分發揮學生的主動性和創造性，學生自己獨立思考確定制取氣體發生裝置和收集裝置時應該考慮的因素有哪些，即從反應物的狀態、反應條件、氣體本身的物理性質和化學性質等方面考慮，意圖通過學生交流討論比較二氧化碳和氧氣制取實驗及相關性質，分析制取二氧化碳和氧氣的發生裝置和收集裝置的異同點。

4.學生動手制取二氧化碳

這一環節，由學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，并進行收集、驗滿和檢驗二氧化碳氣體。我適時給予學生積極的評價，意圖通過學生親自動手成功地制取二氧化碳，初步學習運用簡單的裝置和方法制取二氧化碳的實驗技能，使學生體驗科學探究的樂趣，激發學習化學的興趣。

（三）歸納總結，鞏固知識

生：學完本課題我應該知道：制取二氧化碳的藥品，實驗室可用哪些裝置來制取、收集和檢驗二氧化碳，實驗室制取氣體的發生裝置和收集裝置的選取，制取二氧化碳各種裝置的優缺點等。

師：通過二氧化碳和氧氣的實驗室制取的研究，總結出實驗室制取氣體的一般思路和方法，選擇適當的反應，包括反應物和反應條件；選擇合適的實驗裝置，發生裝置的選擇依據：反應物的狀態和反應條件（是否需要加熱）；收集裝置的選擇依據：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；氣體能否與空氣中的氣體反應；驗證所制得的氣體。

（四）課后探究，啟迪升華

這一環節，我是把課堂探究延伸到學生的實際生活中，讓學生利用身邊的化學物質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，是課堂探究教學活動的延續，意圖通過學生親身體驗，感受到化學的重要性和應用價值，再次發現，激發學生探究的興趣，提高學生的化學科學素養。

本教學案例二氧化碳制取的探究，既是對實驗室制取O2的鞏固提升，又是對制取氣體知識體系的構建。教師應根據教學內容和學生的實際水平開展不同的探究活動。通過藥品選擇、裝置優化、操作步驟及其規范等問題的解決，讓學生主動地體驗探究過程，形成初中化學制取氣體的完整知識體系，在知識的形成和應用過程中培養科學的態度，獲得科學的方法，從而獲得探究成果。