二氧化碳的制备实验的活动设计研究

论文题目“二氧化碳的制备实验”的活动设计研究

目录论文题目论文摘要关键词一、教学内容分析二、学情分析三、教学目标四、教学重点五、教学难点六、教学策略七、教学用品八、实验活动设计结束语：

论文题目：“二氧化碳的制备实验”的活动设计研究论文摘要：化学是一门以实验为基础的学科。通过实验可以使学生获得生动的感性知识，从而更好地理解、巩固所学化学知识，促进观察、分析和解决问题等各方面能力的提高，并可激发学生的，学习兴趣。二氧化碳是人类生产生活中接触最多的重要物质之一，而二氧化碳的实验室制备也是初中化学的重要内容。二氧化碳的实验室制备是基于转化的观点认识物质，呼应前面学习过的氧气的实验室制法，两者形成互补之势，在原有的实验室制取气体认知基础上提升一个认知水平；较牢固和系统地形成实验室制取气体的一般思路和方法。在课堂教学中，结合学生实际能力和中考化学实验操作水平测试的要求，对教材内容进行了适当整合和重组，以二氧化碳的实验室制备的活动设计为研究对象设计问题组，培养学生的注意力，从而形成活动主线；以探究实验和实验微课等多媒体课件交互应用为活动主要手段，培养和提高学生的实验观察能力、设计能力、化学实验基本操作能力，培养学生的逻辑思维能力和小组合作能力。关键词：化学实验实验教学实验操作实验手段化学概念思维过程“身边的化学物质”是学习初中化学的重要载体，也是初中化学内容的重要组成部分。这些内容为学生学习化学核心概念、形成化学的基本观念提供了感性基础，也为学生了解化学与生活、化学与社会发展、化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富素材。二氧化碳就是其中的重要物质之一，而“二氧化碳的实验室制备”也是初中化学关于实验室气体制备的重要内容。一、教学内容分析化学是一门以实验为基础的学科。通过实验可以使学生直观的获得有用的知识，从而更好地理解、巩固所学化学知识，促进观察、分析和解决问题等各方面能力的提高，并可激发学生的，学习兴趣。二氧化碳是人类生产生活中接触最多的重要物质之一，而二氧化碳的实验室制备也是初中化学的重要内容。二氧化碳的实验室制备是基于转化的观点认识物质，呼应前面学习过的氧气的实验室制法，两者形成互补之势，在原有的实验室制取气体认知基础上提升一个认知水平；较牢固和系统地形成实验室制取气体的一般思路和方法。从课程标准的要求来看，在教学过程中不能把学习重心放在知识的记忆上，而是要放在探究实验室制取气体的基本思路、亲身体验探究活动的乐趣上。但教学实践表明，多数学生自己动手做实验的能力还较差。为此，在课堂教学中，结合学生实际能力和中考化学实验操作水平测试的要求，对教材内容进行了适当整合和重组，以二氧化碳的实验室制备的活动设计为研究对象设计问题组，培养学生的注意力，从而形成活动主线；以探究实验和实验微课等多媒体课件交互应用为活动主要手段，培养和提高学生的实验观察能力、设计能力、化学实验基本操作技能，培养学生的思维能力和合作探究能力。二、学情分析在《我们周围的空气》这一单元，学生已经学习了氧气的实验室制取，对氧气的实验室制取的反应原理、发生装置和收集装置、验满和检验、实验操作步骤等已经有了一定的认识，在此基础上通过对已有知识的复习和拓展，进一步研究二氧化碳的实验室制备，从而总结出实验室制取气体的一般思路和方法。学生已经认识了许多实验仪器和装置，同时又对仪器和装置的作用有自己的认识，对化学实验有着浓厚的兴趣。掌握了一定的实验操作基本技能，能正确的观察实验并对实验结果进行分析和评价。三、教学目标1.知识和技能初步学会实验室制取二氧化碳的反应原理、制备装置和验满、验证的方法。2.过程与方法（1）通过对有关产生二氧化碳的化学反应的分析，初步学会运用比较和归纳的方法对实验室制取二氧化碳气体的原理进行选择。（2）通过对实验仪器作用的分析与选择，对实验装置进行分析和选择，并对装置进行改进和完善。3.情感、态度、价值观通过二氧化碳制取装置的选择与改进，培养勤于思考、敢于创新的科学品质。四、教学重点1.实验室制取二氧化碳的原理、装置、验满和检验的方法。2.实验室制备气体的一般思路和方法。五、教学难点1.实验室制取二氧化碳发生装置的改进。2.实验室制备气体的一般思路和方法。六、教学策略1、密切联系实际，调用已有的学习经验，基于转化的观点认识二氧化碳的实验室制备，激发学生学习兴趣。2.设计问题组，引导学生主动探究，形成活动主线，在实验探究中获取知识和实验技能。3.设计合作探究实验及装置改进，培养学生的实验观察能力、化学实验基本操作能力、逻辑思维能力、实验方案设计能力和创新能力。4.利用微课等多媒体课程资源，对实验优化设计进行分析，提高课堂效率。七、教学用品1.微课：二氧化碳的收集、验满和检验。2.实验用品：酒精灯、锥形瓶、烧杯、试管、铁架台（带铁架或铁圈）、普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗、带导管的单孔橡皮塞、带导管的双控橡皮塞、广口瓶、注射器、平底烧瓶、集气瓶、玻璃片、止水夹、火柴、水槽等；碳酸钠（Na2CO3）、大理石或石灰石（主要成分是CaCO3）等；酸：稀盐酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）、澄清石灰水等。八、实验活动设计1.调用已有的学习经验，基于转化的观点认识二氧化碳的实验室制备。知识转化的过程，并不是单一的，而是呈螺旋向上的模式。在这种知识螺旋上升的过程中，显性知识与隐性知识相互作用，相互更替，不断深化，知识水平也就上升至更高水平。[1]学生们在前面已经学习过实验室制取氧气的反应原理、发生装置和收集方法、验满和检验、实验操作步骤和注意事项等知识，并经过了一段时间的知识沉淀和内化，在此基础上再学习二氧化碳的实验室制备，实际上是基于转化的观点认识新的物质。氧气的实验室制备为研究二氧化碳的实验室制法提供了思路。实验教学的活动设计呼应前面学习过的氧气的实验室制法，两者形成互补之势，从而达成形成实验室制取气体的一般思路和方法的目标。2.设计问题组，激发学生兴趣和注意，形成活动主线。兴趣是最好的老师。有了兴趣，学生的注意力就能集中起来。注意是人人都熟悉的一种心理现象。学生注意听课，他们的心理活动就指向和集中于教师的讲述；学生注意观察实验，他们的心理活动就指向和集中于教师的示范操作上，学生就能专心致致地获取知识。引起注意，学习兴趣盎然，产生探求知识的强大动力。在教学过程中，教师善于培养学生的注意力，是使教学取得良好效果的重要条件。[2]问题组设计：问题1：实验室制取二氧化碳的反应原理是怎样的？问题2：应采用什么样的发生装置和收集方法制取二氧化碳？问题3：制备二氧化碳的实验步骤主要有几步？如何检验和验满二氧化碳气体？思考这些问题和实验室氧气的制备过程的思考是一样的。通过对上述问题的思考和解决，引起了学生的注意，激发了学生学习兴趣，并形成了二氧化碳的制备实验的活动主线，做到了教学目标定向，使学生在原有的实验室制取气体认知基础上提升一个认知水平；较牢固和系统地形成实验室制取气体的一般思路和方法。3.设计小组合作探究实验，培养学生的思维能力。反应原理的合作探究对照实验（1）.实验信息给与：①含碳酸根离子（CO2-3）的物质和酸反应能得到二氧化碳。②常见的含碳酸根离子的物质有：碳酸钠（Na2CO3）、大理石或石灰石（主要成分是CaCO3）等；酸：稀盐酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）等。（2）合作探究对照实验：①实验A：碳酸钠粉末和稀盐酸；②实验B：石灰石和稀硫酸；③实验C：石灰石和稀盐酸。通过对比实验，学生观察到不同反应产生气泡的多少、反应的快慢，进而分析反应物价格和来源等，得出最合适的药品是石灰石和稀盐酸。结合学生已有知识：动植物的呼吸作用、木炭燃烧、蜡烛燃烧等都能产生二氧化碳，但产物不纯净，条件复杂等，从而进一步归纳得出实验原理选择主要考虑的四个因素：反应速率适中，目标产物要纯净，反应条件简单，反应物易获得。让学生亲身进行实验探究操作，可以使学生从中直观的获得需要的知识，从而加深了对所学化学知识的理解，提高学生的实验观察能力、比较分析能力和解决问题能力，同时激发了学生对实验探究的浓厚兴趣。化学实验活动，是培养学生动手能力的重要手段。学生通过亲自体验，加快了实验操作技能的形成和提高；巩固和完善了他们所学得的理论知识。实验探究的过程就是从理论到实践，再从实践到理论的过程。因此，对二氧化碳制备的实验活动设计，要做到实验主线清晰，要求具体明确，操作性强。同时，结合化学实验基本操作基本要求，使学生学会规范的操作技术。如，试管的使用方法，规范的拿取试管，夹持试管，用试管进行实验，洗刷试管等。块状固体药品的取用和液体药品的取用，要使学生掌握操作要领，培养动手能力。4.实验装置的设计和装置的改进完善，是学生进行实验方案设计能力和创新能力培养的关键。按照气体制备实验装置的用途，我们一般把实验装置分为气体发生装置和收集装置。通过学生的比较分析，思考归纳出装置选择的主要依据，从而培养学生思考问题、解决问题的能力。同时，结合学生个人生活实践经验，可以拓展学生视野，进而利用身边的材料，对实验装置进行改进和创新，培养学生的创新能力。（1）发生装置的选择：A装置：固体受热型装置；B装置和C装置：固、液不加热型装置。（2）收集装置的选择：D排水集气法；E向下排空气法；F向上排空气法。学生通过观察、分析，可以比较选择出正确的发生装置和收集装置，在教师的引导下，能根据具体的反应物的状态和反应的条件来选择发生装置；能根据生成气体的溶解性和密度、是否与水反应，是否有污染来确定选择哪种收集装置。（3）仪器的选择和装置的改进：学生对装置的选择过程有利于学生知识的认知和对知识的归纳提升，使学生感悟到设计实验装置的思路，但对培养学生的创造性思维和创新能力是不够的。因此，学生活动可以设计为：选择仪器或代用品自主设计一套符合一下任意一个要求的实验室二氧化碳的制备装置，并说明选择的依据。这样让学生带着问题进行实验装置的选择和改进，组装出多种制取二氧化碳的实验装置。这对锻炼和培养学生的学习习惯、实验探究能力的作用是巨大的。实验设计要求：①用最简单的实验装置制取一瓶二氧化碳气体；②如果需要在实验过程中补充酸液，装置需要做怎样的选择或改进；③如果要求在实验过程中，能够随时控制反应的发生和反应的停止，装置需要进行怎样的设计？。④如果在实验过程中能控制反应的快慢，装置又可以怎样改进？。实验室提供的仪器：酒精灯、锥形瓶、烧杯、试管、铁架台（带铁架或铁圈）、普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗、带导管的单孔橡皮塞、带导管的双控橡皮塞、广口瓶、注射器、平底烧瓶、集气瓶、玻璃片、止水夹、火柴、水槽等。其他仪器：学生自备仪器、代用品等。学生通过讨论、交流，选出合适的仪器用品组成装置，教师引导学生对不同典型装置进行评价，分析优缺点，选出最佳装置并提出表扬。在这一探究过程中，学生的兴趣浓厚，积极动脑思考，去想象、去钻研问题，学生回顾学过的知识，并认真归纳整理，发现问题并解决问题，根据实验反应的原理，设计不同风格甚至各具特色的组合方案，小组内、甚至小组间积极合作交流甚至争论，真正达到化学实验的目的。几乎所有的学生在不同程度上都创造性地运用知识，提高了学生的合作探究能力和实验方案的设计能力，培养了创新能力，这对培养学生的智力和创造力，为将来学生进一步发展打下了良好的基础。5.利用微课视频对实验优化设计进行分析，提高课堂效率。微课的制作主要是为了破解二氧化碳的制取、验满和检验，分析探究过程用时较长，而课堂时间有限；不同学生实验水平参差不齐，可能实验的完成度不好。为了提高学习效率，给学生留出充足的分组实验时间，可以对实验优化设计的典型事例制成微课视频等多媒体课件。如，微课：二氧化碳的收集、验满和检验。微课具有时间短、内容精炼、主题突出、指向明确、相对完整的特点，在教学中作为一种比较有效的辅助工具，可以扩充课堂教学容量，优化课程资源，培养学生的学习态度等方面具有很大的优势。老师在今后的教学研究中，应该加大该方面的研究力度，推进微课在初中化学教学设计中的应用与发展，这对相关教师而言意义重大。6.规划设计好学生的分组实验，检验学生动手能力和实验方案设计水平。分组实验是学生最愿意进行的教学实践活动。也是检验和训练学生动手能力和实验方案设计能力的重要手段。这种实验的最大好处是，学生人人都参与实验，都必须进行必要的动手操作，有利于激发学习热情高，有利于提高实验技能，对实验现象观察明显，对实验过程中的一切都会有亲身体验。学生通过分组实验，能加快对实验操作技能形成和提升；从而巩固验证实验规范，加快同学们对所学得的理论知识的理解和巩固。学生分组实验过程中，教师要及时巡查，对发现的群体性不规范的实验操作，必须集体矫正，防止发生实验室安全事故，对规范操作的学生及时提出表扬。同样，引导学生认真观察实验现象，实事求是的及时记录实验结果，对培养学生养成良好的实验习惯是十分重要的。特别是气体的产生、导出、收集，二氧化碳的验满和放置，二氧化碳的检验及详细等。但是，观察本身不是教学的最终目的，分组实验教学的关键是引导学生对观察到的现象进行分析，使学生由感性认识逐步上升到理性认识，从而获得实验室制取气体的一般思路和方法。学生分组：4个大组：A组、B组、C组、D组A、B两个大组各分7个小组，每小组2人；C、D两个大组各分6个小组，每小组2人。学生总数52人。A组任务：组装简单实验装置，制取少量（一瓶）二氧化碳气体。B组任务：组装能在实验过程中添加液体药品的实验装置，制取少量（一瓶）二氧化碳气体。C组任务：组装能控制反应发生和停止的实验装置，制取少量（一瓶）二氧化碳气体。D组任务：组装能控制反应发生、停止的实验装置，制取多量（两瓶）二氧化碳气体。通过二氧化碳的实验室制备的分组实验，绝大多数