探索性学生实验:《CO2的实验室制法》的教学设计与课后反思

深圳实验学校初中部   张  琳

关键词：实验探究、主体地位、诱思探究、师生互动、合作创新

教材分析

1、第五章碳和碳的化合物安排在空气、氧、分子、原子、水、氢、化学方程式之后，铁、溶液以及酸、碱、盐之前，具有承上启下的作用。其中CO₂的实验室制法和性质是学好本章的关键。

2、教材的编写是讨论模式。从已学过的O₂和H₂实验室制法的内容中，启发、引导学生归纳和总结出气体的实验室制法的设计思路和方法，这些思路和方法包括以下三点：

⑴、在实验室里，如何选择药品，通过什么原理来制取这种气体？

⑵、如何根据反应物的状态、反应条件和生成气体的性质来设计实

验室制取装置。

⑶、通过什么方法和实验来验证制得的气体就是所要制的气体。

3、本节是培养学生实验探究、归纳、总结、分析和解决问题能力的

较好章节。

学情分析

10班是初三年级的重点班，学生思维敏捷、活跃，特别喜欢动手做实验。根据学生这一特点，从上第一堂化学课就以学生实验为先导，点燃学生的兴奋点和学习兴趣，在教学中，已把95%的教师演示实验改为学生探究或验证实验，学生动手能力已有较大的提高，能够胜任本节的实验探究。

教学目标

1、通过归纳和总结，进一步明确实验室制取气体的思路与方法

2、通过实践探究，掌握实验室制取CO₂的原理、装置和检验方法。

3、在探究过程中，培养学生严谨、务实、创新、合作的科学品质。

重点难点

  实验室制取CO₂的反应原理和装置；科学方法的掌握。

设计理念

授人以鱼，不若授人以渔。“诱思教学思想论”的核心是“学生为主体”，学习方式要突出地落实学生在教学中的主体地位，把主体和引导的关系辨证地统一起来，使学生主体五官并用，全身心地参与整个教学过程，学生与学生间彼此对话、互相交流，在教师的诱导下，共同解决问题，实现信息的多向交流和思维的多维碰撞，把主体地位落到实处，更好地实现能动性、独立性、创造性，最终落实基础性。

教学媒体设计

利用Powerpoint制作多媒体课件，展示设计流程、实验装置，激发学生兴趣，增强感性认识，加大课堂密度。。

教学流程

课前准备：

1、要求学生复习O₂和H₂实验室制法，预习本节内容，并写出预习提纲，标出重难点。

2、教师要在实验室里，准备好学生的4个分组实验所需的仪器和药品。

3、准备学生分组实验制汽水所用的各种原料，并按比例分别包装。

情景导入：

同学们，你们知道我们常喝的可乐、汽水中含有哪种气体吗？你知道CO₂ 是怎么产生的吗？你们自制过汽水吗？这节课的内容是实验探索CO₂的实验室制法，学完新课后，同学们将自制一瓶汽水，我们一起来品尝。（点燃学生兴奋点）

我们已经学过了氧气、氢气实验室制取方法，请同学们回忆并总结，学习实验室制取气体的方法是从哪几个方面展开研究？实验室制取CO₂是否也可从原料、原理、装置、操作、收集、检验六个方面探究？

实验探究、总结：

一、CO₂的实验室制法中选用原料的探究

教师提出问题：实验室制取气体，选择原料的条件是什么？现有稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠粉末、石灰石，请你通过实验，选出实验室制取CO₂的最好原料？

指导学生实验（一）： 稀盐酸       学生实验（二）： 稀硫酸 稀盐酸

碳酸钠粉末 石灰石                       石灰石

引导学生描述实验现象：

碳酸钠粉末+  稀盐酸       大量气泡，反应速度很快，来不及收集。

石灰石  +  稀盐酸         有许多气泡，反应速度适中。

石灰石  +  稀硫酸          有很少气泡，反应一会，反应停止。

诱导学生总结：

1、选择原料的条件应该是价格便宜，反应速度适中，利于收集。

2、实验室制取CO₂的最好原料为石灰石和稀盐酸。

教师设置问题：

为什么不能用石灰石和稀硫酸做原料？能否选用石灰石和浓盐酸？

诱导学生讨论,教师小结：

因为浓盐酸有挥发性，会导致CO₂不纯。也不能用稀硫酸，因为稀硫酸和石灰石反应生成微溶的硫酸钙，包在了石灰石的表面，使反应终止。

二、选用装置的探究

教师设置问题情景：同学们，通过氧气、氢气实验室制取方法的学习，你认为作为实验室制取气体的方法，应该具备什么条件？根据氧气、氢气实验室制取方法，你能总结出实验室制取气体的制备装置取决于什么？收集装置取决于什么吗？

引导学生讨论：

1、作为实验室制取气体的方法，应该具备反应快、操作简便、便于收集等特点。

2、实验室制备气体的装置有以下两种：

诱导学生总结：气体制取装置取决于反应物的状态及反应条件

3、实验室收集气体的装置有以下两种：                

排空气法：                     排水法：                 

诱导学生总结：收集方法取决于气体的溶解性及密度

教师提出问题：你能选择下面的仪器来组装制取CO2的实验装置吗？

 仪器：  铁架台    试管    集气瓶     橡胶管    水槽     酒精灯

     长、短玻璃导管    单空胶塞

指导学生动手组装：

教师辅导，学生组装出

实验室制取CO2的实验装置

诱导学生总结：制取CO2的原料状态属于固体和液体，不需要加热，与实验室制取H2的装置相同。装置如上图。

三、设计CO2的收集、检验和验满方案的探究

教师提出问题：怎样对CO2进行收集、检验和验满呢？

诱导学生讨论总结：

1、收集方案及原理：向上排气法，因为CO₂能溶于水。

2、检验方案及原理：无色无味的气体通入澄清的石灰水，澄清的石灰水变浑浊，则通入气体为CO2。   CaCO₃ + 2HCl == CaCl₂ + CO₂      + H₂O3、       

3、验满方案及原理：点燃的木条放在瓶口，若木条熄灭，则已收集满CO2。 因为CO₂不能支持燃烧。

四、运用探究成果，总结出设计方案，制取气体

指导学生设计方案：

原料：石灰石、稀盐酸

反应原理：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑+ H₂O

装置：固 + 液 → 气体  （同H₂）

操作：一查、二装、三收集、四检验

收集：向上排空气法

检验：使澄清的石灰水变浑浊的无色无味的气体为CO₂

教师设置实验问题：

请用你组装的制取CO2实验装置，设计的收集、检验、验满CO2的实验方案，动手制取一瓶二氧化碳气体。

学生动手实验，教师辅导。

五、培养综合运用能力

教师设置问题：

你能采取措施，让生成的CO2不再逸散到空气中吗？

诱导学生讨论，采取的措施是：

1、CO2通入石灰水中

    2、CO2通入水

3、CO2通入氢氧化钠中

    4、倒掉液体

教师评价：给予鼓励和肯定，指出注意事项。

    六、综合练习 

1、（技能培养）选择下列适当的仪器，组装制取CO2的实验装置

2、（能力拓展）用碳酸钠（Na2CO3）代替碳酸钙制取CO2 ，

请改装反应装置，以便安全制取二氧化碳。

3、（知识迁移）已知：2NaOH + CO2 = Na2CO3 +H2O ，Na2CO3为无色溶液， NaOH吸收CO2效果比Ca(OH)2溶液好。

讨论：1、鉴别CO2 用什么试剂？

2、除去CO2 用什么试剂？

七、动手实践（学生兴趣盎然，兴奋点达到高潮）

指导学生用课前准备好的柠檬酸、小苏打（NaHCO3）、白糖、果汁、纯净水制一瓶饮料，饮料可以饮用。

八、作业（略）

课后反思：

1、        看着同学们满脸洋溢着快乐、自豪、满足地喝着自制的饮料，我

感到无比地欣慰。同学们积极主动参与的热情，对知识的的渴望和理解的深度，也让我感动。

2、  这一堂课充分展现了学生的主体性，自始至终贯穿着学生的实

验探索和总结。在教师的诱导下，学生一步步实验、探索、总结，独立地完成了学习任务，最后又与生活相结合，制得了可饮用的汽水，使教师的教学和学生的兴奋点都达到高潮，同时，进一步复习巩固了所学内容。

3、这堂课容量很大，要求学生课前预习，学生还要有一定的实验动手能力，教师课堂教学设计要严谨，时间安排要紧凑合理。

4、不足之处：学生配制汽水的原料是教师课前按比例配好，独立包装，所以汽水的味道是一样的。若能让学生课前上网查阅配制汽水的配方，课堂上用查阅的配方配制汽水，课堂效果会更好些。

5、通过这堂课的教学，使我对新课程教学理念有了进一步的理解。我认识到：激发学生的学习兴趣，创造条件点燃培植学生兴奋点，挖掘学生的潜能，教会学生学习的方法，培养学生主动学习的意识，严谨、务实、创新、合作的科学品质，是我们的教育的灵魂。我们要积极加入课程改革的行列，不断充实自己，努力学习教育教学理论，树立新的学生观、新的教师观、新的人才观、新的评价观，百尺竿头，更进一步。