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二氧化碳的实验室制取教学设计
摘要
九年级化学教学在化学学习体系中有着承前启后的重要作用。其前接小学科学课程，后启高中化学课程。实验作为化学教学最具吸引力和说服力的教学手段，它的设计成功与否将直接影响到学生学习化学的兴趣和对化学原理的感知。本节课作为初中阶段第二个学生实验活动，在学生实验理论和实验操作方面是非常重要的，它是第一次采用固液体不加热装置制取气体，与前面所学过氧化氢在二氧化锰的催化下制取氧气形成了呼应，同时也为后续金属与酸反应制取氢气做了一定的铺垫。
本节课的设计以九年级学生认知特点为出发点，以学生对实验的浓厚兴趣为重点，依据九年级化学教学新课程标准，以过程完整化教学模式进行完整设计。力求从初学摆脱实验“照方抓药”的困境，既让学生锻炼了基本操作和技能，也要给学生留出一定的思维空间和实验空间进行安全的、合理的实验探究。同时也要对实验课做一些延伸，为学生的“家庭实验”做一些科学合理的引导。
关键词：二氧化碳制取 过程完整化 动手能力 自主探究
前言
学生是教学主体无可厚非，学生的可持续发展是教学的首要目标。但是在教学过程中，也不能忽略了教师的主导地位。从本质上讲教学主体的判定仅仅从课堂师生各自发言时间来断定主体是不够严谨的，教学主体的体现应该从课堂参与度层面进行评价。学生的参与方式有着丰富的形式，诸如：聆听、思考、讨论合作和提问等；而教师的参与方式也有诸多形式，如：讲述、启发、组织和答疑等。从参与层面来看二者不但不冲突而且是具有一定的因果和承接关系的。初中二氧化碳的制取和性质实验教学具有很强的学生操作规范化特点，学生多以模仿为主，其教学主要目的是使学生掌握基本的操作，初步感悟实验设计的基本思路，对前期学习进行一定的回顾性总结和对后续学习进行一定程度的启发。
教学目标
① 知识与技能
了解二氧化碳的的性质。能够从二氧化碳与空气的密度差别理解采用向上排空气法收集气体的原理；理解二氧化碳一般不采用排水法收集的原因；理解二氧化碳与水反应产物的酸碱性检验原理。
② 过程与方法
通过二氧化碳的制取探究，体验固液制取气体的操作方法和装置确定的一般方法；体验收集气体的常用方法：排水法和排空气法的选择依据。
③ 情感态度价值观
通过二氧化碳制取与性质验证实验的过程体验，提高学生学习化学兴趣；使学生对科学探究的一般步骤有初步感悟；促使学生能够在生活中应用所学知识解决相关问题。
学情分析
① 学生已有知识
学生在学习本节课之前已经学习了近三个月的初中化学，具备了一定的自主探究能力，同时在小学科学课已经对二氧化碳有所了解，从知识的易接受程度来看，学生在学习本节课并不存在接受障碍。
学生已有知识比较丰富，学生已经具备物质的变化、物质的性质、空气中氧气的性质、氧气的制取、水的性质、质量守恒定律等相关基础知识。
学生技能较为单一，在此之前学生仅仅具备氧气的实验室制取（高锰酸钾）基本操作，对于液体-固体制取气体装置仅仅停留在课本和演示实验阶段。
② 学生最近发展区
学生通过对二氧化碳制取的探究，结合已学过的氧气的制取，可以达到初步掌握液体-固体制取气体的实验操作。通过实验原理的探究，学生能够初步接触复分解反应。通过仪器操作和原理感悟，可以达到学生能够初步设计简单实验并完成。
教学过程
① 教学准备
本节课准备过程分为两个部分即实验准备和师生准备，首先基础实验准备部分为：二氧化碳制取实验的所有仪器准备，所涉及到的仪器和药品为：锥形瓶、单孔橡胶塞、导管、集气瓶、镊子、胶头滴管、稀盐酸、大理石（块状）。拓展实验准备部分为：碳酸钠（食用）、碳酸氢钠（食用）、白醋（食用）、白糖/红糖（食用）、矿泉水（学生自备）。其次学生准备需要自主复习氧气制取（以过氧化氢和二氧化锰为例）过程以及制备原理；回顾二氧化碳的物理性质和化学性质；熟记二氧化碳的制备原理（CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O）。最后教师准备需要设计引人入胜层层递进的学案，以学案引导学生逐步探究，分层体会；同时设计较为合理简单的生活实验以激发学生的学习兴趣。
② 教学实施
课堂“引入”部分
由于本节课属于实验课，实验课本身对于学生来说非常具有吸引力。所以本节课的重点并非让学生“入”实验，而是让学生在做实验之前“出”实验，回归知识。目的在于促进学生对课堂的“脑”参与，避免“照方抓药”式的“学徒”参与。
教师规定5分钟时间完成学案第一部分基础知识回顾内容，要求整个过程必须保持安静、独立完成。如下图：
基础实验部分
本实验在实验之前可采取策略为教师首先对实验中容易出现问题的部分进行解释和示范，学生的主要任务则为模仿和熟悉基本操作。
在基础知识部分完成后，随后进行5分钟的讲解，主要讲解发生装置的选择依据和收集装置的选择依据，同时对固液体的取用、仪器的连接等操作进行简单示范。学生则完成如下图所示内容（20分钟）：
实验拓展部分
本部分在学生完成基础实验之后进行，主要设计意图为学生练习并熟悉二氧化碳的制取和性质验证实验操作，同时利用身边常见物质能够简单进行设计并实验。教师在选择该部分时，以化学生活化为主要原则，选择必须利于学生学习和操作，同时必须能够激发学生学习渴望和探究欲望。本节课具体设计内容如下图（6分钟）：
实验提升部分
课堂的提升部分教师主要以引导、启发的方式进行，学生则为思考和总结。本部分虽仅4分钟时间，但涉及总结提升内容较多，主要启发学生思考以下两个问题：
实验室利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气所采用的装置与本实验基本相同，请结合本实验思考：⑴是否固液体不加热制取气体都可以选用本装置。⑵二氧化碳的收集并未采用排水法收集，请思考排水法能否收集到二氧化碳？如能够为什么不采取？。⑶已知氢气密度小于空气且不易溶于水，实验室可以使用稀硫酸和锌反应制取氢气（无反应条件），请结合本节课内容初步设计该实验。
教学后测
本阶段主要采用限时作业的方式对本节内容做较为细致全面的考查，考查时间为课后定时。考查内容如下：
☆1. 实验室制取二氧化碳所用的药品是________和________，收集方法采用_________________，这是因为①_____________，②______________。验满的方法是 。
2. 写出实验室制二氧化碳的化学方程式：
☆1. 下列四瓶气体存放方法正确的是（ ）
☆2. 检验集气瓶中的CO2是否收集满的正确方法是（ ）
A. 向瓶内倒入澄清石灰水振荡 B. 在瓶口闻其气味
C. 将带火星的木插入瓶里 D. 将燃着的木条放在瓶口
★3. 实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸制取二氧化碳气体。由此得出的合理结论是（ ）
A. 能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关
B. 反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行
C. 块状大理石与大理石粉末的化学性质不同
D. 块状大理石与大理石粉末的组成不同
★☆4.实验室里制取并收集二氧化碳气体时一般有以下操作步骤：①检查装置的气密性；②连接装置；③加入大理石；④加入稀盐酸；⑤收集；⑥验满。其中排列顺序正确的是（ ）
A. ①②③④⑤⑥ B. ②①④③⑤⑥
C. ②①③④⑤⑥ D. ②③④①⑤⑥
★☆5. 要鉴别空气、O2、CO2三瓶气体最简便的方法是（ ）
A. 将带火星的木条分别伸入集气瓶内
B. 分别通入澄清石灰水中
C. 将燃着的木条分别伸入集气瓶内
D. 测定和比较三种气体的密度
★6.为证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，可在鸡蛋壳上滴加 （ ）
A. 酒精 B. 水 C. 石灰水 D. 稀盐酸
★★★7. 集气瓶被誉为“万能瓶”，如下图装置是其中的一种。当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。现若将被收集的气体从b口进入，则它可收集的气体为：①H2 ②O2 ③CO2 （ ）
A. 只有① B. 只有①和② C. 只有③ D. ①②③均可
教学反思
化学作为科学基础课程之一，其特点鲜明，理论与实践并重，拓展性较强。本节课以新课标为本，以过程完整化教学模式为依据，结合本校学生实际情况进行设计。在教学过程中发现以下几个问题：
1、学生动手能力要超过教师预期，体现出对化学学科的热爱和对化学探究方式的认可，后期改进略加大探究设计。
2、基础知识方面学生掌握情况并不是很好，诸如：化学方程式的书写方面略欠缺，后期改进需要加强。
3、学生对生活化学兴趣极高，后期实验课设计尽量加大生活化学教学的比重。

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