二氧化碳教学设计

15教学过程最优化理论也认为：要选择在现有教学条件下最佳的教学途径和手段，根据具体的教学内容，合理地组织教学过程，设计最佳的教学方案，以期达到最好的教学效果。元素化合物知识在整个初中化学教材中占有较重要的地位，讲授元素化合物知识要突出让学生观察实物和亲自动手做实验，尽力以“性质”为线索，把元素化合物的制取、检验、用途等知识串在一起。二氧化碳是学生非常熟悉的气体，早在初中生物中学生就已学过二氧化碳是光合作用的原料，动、植物进行呼吸都要呼出二氧化碳，还知道了检验二氧化碳的方法。这些对二氧化碳的知识的初步了解，给学生建构“二氧化碳性质”的知识奠定了基础。而本节内容实验较多，联系生活和实际的内容也多，所以非常适合化学课程标准提倡的探究的学习方式。以上述的理念为指导，本人对“二氧化碳性质”一节教学设计如下：2．教学目标设计本节课由两部分内容构成：二氧化碳的性质及二氧化碳对生活和环境的影响。二氧化碳的性质，涉及二氧化碳的溶解性，状态包括三态，密度（主要的物理性质），不燃烧也不支持燃烧，与水反应和碳酸的分解反应，并引出“分解反应”和“化合反应”概念，使澄清石灰水变浑浊（主要的化学性质）。二氧化碳对生活和环境的影响，重点要使学生通过了解“温室效应”现象，认识到保护环境的重要性。基于本课题的教学内容，本课题教学目标设计如表2所示：表2教学目标设计课时内容知识点学习水平二氧化碳颜色，状态，气味了解物理性质密度，溶解性理解不燃烧也不支持燃烧掌握与水反应掌握二氧化碳化学性质使澄清的石灰水变浑浊掌握二氧化碳干冰理解用途温室效应理解概念：分解反应、化合反应了解元素化合物相关的化学方程式能书写本课题重点考察以下教学目标：（1）知识与技能目标：○1通过实验探究，了解二氧化碳的状态，溶解性和密度等物理性质；○2通过实验探究，理解二氧化碳能与水发生化学反应，知道二氧化碳不燃烧也不支持燃烧和检验二氧化碳的方法；14第三章、研究设计一、研究的目的通过对有效教学及教学策略理论的深入研究，依据“二氧化碳性质”的教学内容将情意，序进，活动，反馈四策略融洽运用，培养学生的探究学习的能力、重组知识的综合能力和运用知识解决问题能力，促进全体学生的进步和发展。二、研究的对象和方法本研究是关于化学课堂有效教学的策略实施研究，属于实践研究，以初中化学课程标准和有效教学的理念为基础，主要以行动研究和对比实验研究法，课堂观察法，学生课后感受问卷调查法，教师自评法等多种研究手段为主。选择吉林师范大学附中初三（6）班为实验班和（7）班为对比班共83名学生（见表1），通过前测在保证实验班与对比班同质的前提下，进行《二氧化碳》一课的教学策略实施研究。表1实验班和对比班学生基本情况班级6班7班人数40人43人注：化学教学工作是由两名教学经验比较丰富，教学能力相当的教师分别担任。三、研究过程（一）“二氧化碳性质”教学方案的设计以“人教”版义务教育课程标准实验教科书（上册），第六单元课题（3—1）二氧化碳为教学示例。1．设计理念义务教育阶段化学课程标准中指出：科学探究是学生积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的重要实践活动。学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发化学学习兴趣，增进对科学的情感，理解科学的态度，学习科学探究的方法，初步形成科学探究的能力。科学探究是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。建构主义认为：知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境，即社会背景下，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习材料，通过意义建构的方式而获得。建构主义对教师与学生的作用有了重新的定位：学生不是知识的被动接受者，而是知识的主动建构者，外界施加的信息只有通过学生的主动建构才能变成自身的知识。因此在学习过程中学生要将新旧知识联系起来认真思考，收集并分析有关的信息和资料，用探究、发现、体验的方式去建构知识。17CO2（气态）CO2（液态）CO2（固态）（图1）（对比班的教学思路，这些事例会放在学习了新知识作为应用题来思考。在实验班把它作为探究的问题提出来，一是因为这些问题是现实生活中的现象，容易激起学生的探究欲望，二是把知识的应用过程改为探究过程，有利于培养学生的分析思维能力。）（2）交待目标，动手实验，引导探究在导入新课之后，教师首先简单交待本节课的教学目标，让学生清楚地知道本节课要学些什么。在教学过程中培养学生发散式思维，从不同的学习路径，可以建构出相同的结果。性质一：二氧化碳气体不能支持燃烧提出问题：如果将一根点燃的火柴伸入到装有二氧化碳的瓶中，火柴会怎么样？学生的推想假设：火柴可能继续燃烧。火柴可能慢慢熄灭。讲述：为了让实验现象比较明显，你会怎样设计实验？设计方案：学生们会想到用对比实验，即先点燃一根火柴伸进空瓶子中（其实有空气），再将点燃的火柴伸入到二氧化碳瓶中。操作实践：学生进行分组实验。得出结论：学生们会看到这样的现象，点燃的火柴在空瓶子中继续燃烧，而在二氧化碳瓶中则慢慢熄灭，从而说明二氧化碳气体不能支持燃烧。性质二：二氧化碳比空气重提出问题：请同学们想办法将一高一矮的两支蜡烛粘在烧瓶底部，点燃它们，再把一瓶二氧化碳象倒水一样往烧瓶中倒去，哪支蜡烛会先灭/由此你会想到二氧化碳有什么性质？学生的推想假设：高蜡烛先灭，矮蜡烛后灭。矮蜡烛先灭，高蜡烛后灭。两支蜡烛同时灭。实验操作：学生们做此实验时结果可能与事实相反，这时应引导学生分析产生这种结果的原因。得出结论：很多学生会看到矮蜡烛会先灭，高蜡烛后灭，因为二氧化碳能够像水一样倒，从而想到二氧化碳比空气重。性质三：二氧化碳的溶解性提出问题：有一瓶汽水，两个盛有同体积水的塑料可乐瓶，用什么方法证明二氧18化碳是易溶于水？难溶于水？设计方案：采用对比方式判断操作实验：学生分组选择方法进行实验。得出结论：学生会观察到注入或吹入二氧化碳的可乐瓶瘪的程度非常明显，说明二氧化碳易溶于水。性质四：二氧化碳与水反应提出问题：紫色石蕊试液和蓝色石蕊试纸，遇到酸溶液都可以变红。如果我们向盛有少量石蕊试液试管吹气，会看到什么现象？（变红，会是什么物质使石蕊试液变红？加热红色消失又为什么？）学生的推想假设：是二氧化碳可能是水可能是二氧化碳与水反应生成的一种酸设计方案：采用对比方式判断（此处可以培养学生创新思维：实验设计判断加热产生的气体是二氧化碳）操作实验：学生分组进行实验得出结论：使石蕊变红的不是二氧化碳也不是水，而是二氧化碳与水反应生成的一种酸——碳酸。并且碳酸是一种不稳定的物质，常温或受热时，易分解。性质五：二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊提出问题：有一瓶二氧化碳气体、一瓶澄清的石灰水、一根吸管，谁能想些什么办法使澄清的石灰水气体溶入到水中？设计方案：可以用吸管往石灰水中吹，因为人体呼出的气体是二氧化碳。可以将石灰水往二氧化碳瓶中倒去。因为二氧化碳比空气重，可以将二氧化碳往石灰水瓶中倒去。操作实验：学生分组选择方法进行实验。得出结论：学生会看到澄清的石灰水变成白色。（对比班任课教师按以往授课习惯：物理性质——化学性质——用途教学）（3）围绕目标，巩固练习学生的学习是建立在一系列带有大量认知特点的已有基础上的，每一项学习任务都必须以某些已有的学习作基础。布卢姆把这种先决条件称之为“认知输入特征”，将其看作是决定学生能够学到和掌握的特定内容和技能，因而它是可变的，如缺少的可以学到，忘记的可以复习，学习水平较低的可以达到掌握程度。基于这一点，巩固练习是解决这一问题的措施之一。巩固练习主要是练重点内容，练易错，易忘，易混淆的东西，课堂练习的题目主要是课本后的练习题，具体做法是将每道练习题分别放在密切相关的教学内容之后处理，既自然，又立即起到巩固新知识的作用，还便于根据学生练习时出现的问题及时纠正，更有利于教师16○3能正确书写相关的化学方程式；○4了解化合反应和分解反应的概念；（2）过程与方法目标：○1通过探究活动，初步学习：观察——分析，假设——验证，交流——归纳，理解——运用的科学方法；○2通过课堂活动，初步体验对二氧化碳性质实验的科学探究过程；（3）情感态度与价值观目标：○1认识二氧化碳对人类生活和环境的影响，形成环保意识；○2知道二氧化碳在日常生活中的重要用途，并能运用有关二氧化碳性质的知识加以解释；3．教学用具仪器：集气瓶、可乐瓶、烧杯、试管、吸管。药品：二氧化碳、水、紫色石蕊试剂、蓝色石蕊试纸、澄清的石灰水。其他：火柴、蜡烛、汽水。4．教学程序设计：二氧化碳的“性质”在科学上是早有定论的，之所以要安排学生去探索，去发现，是想让学生去体验和领悟科学的思想观念，能像科学家那样用科学探究的方式去学习。因此“二氧化碳性质”的教学过程设计为：（1）创设问题情境，确定主题，激发学生求知欲把学习设置到新奇、有趣、有意义的问题情境中，不但可以激发学生的学习动机，而且通过让学习者合作来解决问题，还可以形成解决问题的技能。因此，在引入二氧化碳性质的学习时，采取了以科学小故事来引入学习。如：以三则材料来引入二氧化碳的的密度，状态（三态），不支持呼吸，不能燃烧也不支持燃烧的二个性质。材料一：在意大利某峡谷有一个山洞叫做“屠狗洞”，当人牵着狗进入山洞时，狗会晕倒在地，人却安然无恙，但当人弯腰救狗时，人也会晕倒。经检验，山洞里的气体中含有较多的二氧化碳。材料二：我国北方农村曾有一农民，一次到一个久未开启的菜窖里去干活，不久就窒息在窖里，其儿子下窖救父亲，也同样发生窒息。其实，像这样的悲剧是可以避免的，人们在进入久未开启的地窖或山洞时，可以通过灯火实验来检验洞中的二氧化碳的浓度。材料三：同学们都看过西游记，其中孙悟空腾云驾雾，仙女们在云中轻盈漫舞的景象你一定感觉非常神奇。其实是固态的二氧化碳——干冰的“杰作”。任何物质都有三态：（见图1）19和学生从繁重的作业负担中解放出来。课后第4题放在二氧化碳比空气重实验后练；第6，7，8题放在二氧化碳使澄清石灰水浑浊实验后练。（对比班则将书后习题做为课后作业）（4）联系实际，了解二氧化碳的的用途物质的性质和用途是联系在一起的，当学习了二氧化碳的性质之后，可以给学生提供资料（投影图片）或书本上提供的阅读材料来了解二氧化碳在实际生活中的用途，加深对二氧化碳性质的进一步理解。“干冰的妙用”，“常用的灭火器”，“二氧化碳用于粮食的贮藏”，“温室效应对生活和环境的影响”等等。同时合作学习的伙伴不只限于教师和同学，还可以是书籍和电脑，为学生提供网址让同学了解更多的二氧化碳的信息。（5）归纳总结，扩展提高利用学生已经学过“氧气”的性质，让学生用自己的语言对二氧化碳的性质做一下描述，培养学生的比较，分类，归纳，总结的科学方法和交流表达能力。课堂练习应依据课程标准和学习任务的要求，统一标准，尤其是基础练习，一定要面向中等生，并激励差生完成练习达到标准。5．板书设计投影：二氧化碳1、颜色：无色2、气味：无味（无毒但不支持呼吸）一、物理性质3、状态：常温气体（固体：干冰）4、溶解性：易溶于水5、密度：比空气大（可倾倒）二、化学性质1、不燃烧也不支持燃烧2、与水反应：CO2+H2O=H2CO3（使紫色石蕊试剂变红）H2CO3=H2O+CO2（碳酸不稳定）3、与石灰水反应：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O（检验CO2的重要方法）三、二氧化碳的用途1、光合作用2、灭火3、化工产品的原料4、气体化肥5、温室效应（危害大于用途）6．课堂练习设计练习题（A—我能完成；B—试一试；C—思维拓展）A：（1）写出下列反应的化学方程式（）22是的8041.9有一点204.69．你认为老师这样上课，锻炼了你的动手能力了吗？没有053.5更深刻了9046.5还可以1032.610．你认为这样上课使你对知识的理解难理解020.9通过对学生知识测验以及学生课堂上的表现、课后的感受的结果分析，实验班的学生优于对比班的学生具体表现在以下几方面：（1）知识与技能目标——学会了通过课堂观察，实验班的学生在课堂分层练习中绝大多数能完成基础题，这样给学生能学好化学很大的自信心。课后的测验实验班的成绩明显高于对比班，而对比班的成绩之所以低，从“标准差”的值可以看出是因为低分较多造成的，说明全班学生发展不均衡。在对“你认为这样上课使你对知识的理解”的回答中，实验班有85%的学生选择了“更深刻了”，而对比班仅有46.5%。当学生在平等、民主、和谐的教学活动氛围中，通过在“做中学”所掌握的知识自然会更深刻。（2）过程与方法目标——会学了在对“你认为化学知识多是通过背才能记住吗？”的回答中，对比班有53.5%选择“是”明显高于实验班的12.5%。在课堂上实验班的学生更多地是对老师提出的问题进行观察、假设、推理、讨论、表达的方式来学习，在学习过程中体验科学家那种科学探究方法，因此在学习化学时也就不会死记硬背。（3）情感态度与价值观目标——学的有情趣了在实验班实施的教学中，没有采用以往在教学开始部分总要先进行复习“铺垫”的习惯形式，而是以新课的内容作探究的开始，有利于激起学生的学习兴趣和探究欲望。而以往那种“铺垫”容易限制学生的思路，把学生引到了老师事先预设的轨道上。因为学生头脑中的相关知识只有在解决问题的时候检索和提取出来，才最有意义，否则就变成老师强加的，学生缺乏主动性，没有了学习的兴趣和探究的心向。以有效教学理念设计的教学模式得到实验班92.5%的学生及任课的张秀杰老师肯定。这堂课从创设问题情境入手，从而确定主题，激发学生的求知欲。在交待目标的同时，引导学生动手实验，主动探究。即在导入新课之后，教师首先简单交待本节课的教学目标，让学生清楚地知道本节课要学些什么。在教学过程中培养学生发散思维，从不同的学习路径，建构出相同的结果。突破以往传统的由物理性质——化学性质——用途教学的授课习惯。将对比班的应用题作为实验班的探究问题提出来，激发学生的探究欲望，把知识的应用过程改为探究过程，也培养了学生的分析问题、解决问题的科学方法。在巩固效果时，做分层的课堂练习以满足不同水平学生的学习需要。这些有别于以往教学的理念和方法的提出及运用完全是按照有效教学的目标、依据进行的。最为重要的是，最终对比结果20○1二氧化碳溶于水○2使澄清的石灰水变浑浊○3碳酸不稳定分解（2）二氧化碳不能用排水法收集，原因是（）○1比空气密度大○2易溶于水○3溶于水变成干冰（3）检验二氧化碳常用的方法是（）○1通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊○2将燃着的木条伸入气体中○3通入紫色石蕊溶液中（4）填写书中实验（6—6）的现象并分析原因B：设计鉴别CO2、N2、O2实验方法C：石灰水可以藏蛋保鲜。一是因为石灰水可以杀菌，另外，它还能在鲜蛋的表面形成一层保护膜。试说明这层保护膜的成因。（提示：鲜蛋具有生命力，有呼吸作用）（实验班的课堂练习分层次设计，A组题是针对基础差的学生，要求他们完成一定数量的基础题，加强基本功的训练，并鼓励他们在完成后，尝试向高一层次练习冲刺，以发展智力，逐步缩小差距；B组题是针对大多数学生的，要求他们完成适量的巩固练习题；C组题是为满足尖子学生的求知欲，发展个体能力而设计的难度较大的综合题。对比班则不做分层的课堂练习）7．依据课堂评价维度设计（1）学生课后感受问卷调查表附录一（2）课堂观察记录表附录二（3）教师自评表附录三（二）“二氧化碳性质”教学方案的实施1．前测：本学期期中化学考试2．实验班采用设计的教案及以实验探究式为主的教学策略教学；对比班采用传统的教案和教学法。（笔者深入课堂，以感受教学实施过程中学生的表现，并做观察记录）3．后测：在完成教学任务后用二氧化碳性质的检测题进行检测；学生课后感受问卷调查；授课教师的课后自评访谈。4．对结果进行分析。（三）“二氧化碳性质”教学实施效果分析1．前测结果与分析（见表3）表3实验班、对比班学生化学期中考试成绩比较班级人数平均分标准差Z值显著性实验班40人51.64.80.96=Z<Z0.05=1.960.96P>0.05对比班43人52.64.7差异不显著21由此可以做出推论：实验班和对比班的学生在研究前的学习水平没有显著的差异，两个班可以认为是同质的，满足研究条件，可以进行研究。2．后测结果与讨论：在实验结束后，为使研究的问题有一个比较全面的、清晰的了解和认识，本人从定量和定性两方面进行分析。在教学实施后，针对本节的内容对两班学生进行的知识测验做为定量分析的依据。同时以《课堂观察记录》、《学生课后感受问卷调查》及教师自评的结果进行定性分析。表4实验班、对比班学生《二氧化碳》知识测验成绩比较班级人数平均分标准差Z值显著性实验班40人56.93.24.3=Z>Z0.05=1.964.3P<0.05对比班43人52.25.6差异显著表5学生课后感受问卷调查统计（%）项目实验班对比班喜欢87.574.4还可以12.5141．你喜欢上化学课吗？不喜欢011.6会52.544有时会27.5212．没有人督促，你会主动看化学吗？不会2035会77.546.5有时会22.523.33．你会在化学课堂上主动发言吗？不会030.2会67.551.2有时会32.523.34．遇到化学上的难题，你会设法弄懂它吗？不会025.5喜欢9569.8还可以518.65．你喜欢自己动手做实验吗？不喜欢011.6不是87.546.5是12.553.56．你认为化学知识多是要背才能记得住吗？喜欢92.546.5还可以7.530.27．你喜欢这节课老师的教学方式吗？不喜欢023.3减少了8546.5有一点109.38．这种教学形式减少了你的课后复习压力吗？没有544.2结论通过对“二氧化碳性质”有效教学策略的研究，得出以下结论：一、按照有效教学策略体系进行设计的“二氧化碳性质”的教学，能够激发学生的好奇心和求知欲。如：在导入新课时选用了三个科学故事素材，让学生形成迫切学习的心理，使学生在掌握二氧化碳的密度、三态变化、不支持呼吸、不能燃烧也不支持燃烧等几个性质印象深刻，容易理解。同时，也使学生产生可持续的学习动机，为下面的学习做好准备。二、按照有效教学策略体系进行设计的“二氧化碳性质”的教学，培养了学生的探究学习能力，提高了学生课堂学习效率。如；围绕二氧化碳气体不能燃烧也不支持燃烧、比空气重等性质设计探究活动，转变了学生的学习方式，理解了科学过程和方法。对课堂练习进行分层设计，减轻了学习“困难生”的压力，使全体学生都能得到提高。尤·康·巴