初中化學(xué)《實驗室二氧化碳制取的研究》探究式學(xué)習(xí)案例
案例設(shè)計 陳海峰 （臘市中學(xué)）
指導(dǎo)教師 李志人 （區(qū)教研室）
一、研究背景
在新一輪的教學(xué)改革中，提出了“重視學(xué)生的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、研究學(xué)習(xí)”的觀點(diǎn)，其中探究學(xué)習(xí)被列入了課程計劃，它突破了原有的教學(xué)封閉狀態(tài)，把學(xué)生置于一種動態(tài)、開放、生動、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中。在教學(xué)中，教師要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中去實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)。教師充當(dāng)?shù)慕巧牵?strong style="mso-bidi-font-weight: normal">引導(dǎo)學(xué)生檢視和反思自我，使之明白要學(xué)什么和獲得什么；指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)活動；協(xié)助學(xué)生尋找、搜集和利用學(xué)習(xí)資源；幫助學(xué)生營造和維持學(xué)習(xí)過程中積極的心理氛圍，從而讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己所學(xué)東西的意義；引領(lǐng)學(xué)生對學(xué)習(xí)的過程與結(jié)果進(jìn)行評價?？梢哉f探究性學(xué)習(xí)不僅是課程形態(tài)，它還是一種好的學(xué)習(xí)方式。應(yīng)用探究式教學(xué)具有很好的現(xiàn)實意義。
二、教學(xué)的設(shè)計意圖、目標(biāo)
【設(shè)計意圖】
本屆學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)剛剛結(jié)束了一個重要的入門階段，這一階段里學(xué)習(xí)了有關(guān)空氣、氧氣和水的知識和化學(xué)實驗的基本操作技能，帶著對科目的新鮮感，大多數(shù)同學(xué)興趣正濃，而且通過學(xué)習(xí)身邊重要物質(zhì)——氧氣（甚至氫氣）的實驗室制法，已獲得了有關(guān)實驗室制取氣體方法的感性認(rèn)識，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，他們渴望探索身邊的另外一種重要物質(zhì) — 二氧化碳的實驗室制取的方法。為此特做一次大膽的嘗試：在學(xué)生學(xué)習(xí)完第三單元拓展課題“最輕的氣體”之后，將第六單元課題2：“二氧化碳制取的研究”調(diào)過來接著學(xué)習(xí)。
考慮到學(xué)生已有知識的局限性，本課題的設(shè)計上淡化了對反應(yīng)原理及藥品選用的研究，重在探索制取方法及實驗裝置的設(shè)計上。雖達(dá)不到原有課題設(shè)計的目標(biāo)要求，但其可在以后的學(xué)習(xí)中加以補(bǔ)充和完善。
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識與技能：
⑴認(rèn)識實驗室制取二氧化碳?xì)怏w的原理和裝置，利用設(shè)計的裝置制取二氧化碳?xì)怏w。
⑵通過探究實驗室制取二氧化碳?xì)怏w，基本認(rèn)識實驗室制取氣體的思路和方法。
2、過程與方法：
通過二氧化碳制取探究、及其過程的討論交流，培養(yǎng)學(xué)生的合作態(tài)度和創(chuàng)新意識。
3、情感態(tài)度與價值觀；
通過對實驗裝置的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。
【教學(xué)重點(diǎn)】
⑴實驗室制取二氧化碳的原理、裝置、過程，初步的探究能力培養(yǎng)。
⑵一般探究方式和過程的形成。
【教學(xué)難點(diǎn)】 在二氧化碳制取裝置的探究過程中，提升實驗室氣體裝置的設(shè)計思維水平。
三、課例實施辦法：
本課例的研究目的是探究學(xué)習(xí)的模式構(gòu)建，充分體現(xiàn)學(xué)生自主、全員參與。因此把本節(jié)課設(shè)計為三個“探究”：一是實驗原理初探；二是制取裝置探究（重點(diǎn)1）；三是氣體制取過程探究（重點(diǎn)2）。教學(xué)時，按“搜集資料——處理信息——（用給定的實驗器材）設(shè)計方案（自選儀器設(shè)計多種方案并選其一）——實驗驗證——對比探究——小結(jié)歸納－—練習(xí)拓展（實驗室制取氣體的思路和方法）”的順序進(jìn)行。課題的引入采取讓學(xué)生回顧可以得到二氧化碳?xì)怏w的方法，從中篩選出適合實驗室制備二氧化碳的方法，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)會選擇，學(xué)會判斷，進(jìn)而體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，提倡學(xué)生的主動學(xué)習(xí)。探究活動的展開分為以下幾個步驟：
（1）實驗原理初探：演示實驗，學(xué)生觀察、討論，教師分析得出適合實驗室制取二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)原理。
（2）實驗裝置設(shè)計：讓學(xué)生自行構(gòu)想、探討，并借助屏幕上所提供的儀器圖，自選儀器設(shè)計出一套實驗裝置草圖，并讓學(xué)生個別展示（分小組討論交流。）
（3）實驗過程探究：學(xué)生合作制取氣體，同時找出實驗成敗的原因，討論分析出實驗室制取二氧化碳?xì)怏w的一般過程，以及驗證和驗滿的方法。
四、教學(xué)過程（設(shè)計）
〖實驗室制取二氧化碳的探究〗
【復(fù)習(xí)回顧】
1、指出下列實驗裝置的錯誤之處：（見課件）
（學(xué)生回答，教師歸納點(diǎn)評）
【搜集信息】 二氧化碳的性質(zhì)信息：（根據(jù)生活經(jīng)驗和已有的事實推測）（課件展示）
a、把燃著的木條放入二氧化碳中，木條熄滅，說明 ；
b、打開汽水瓶蓋可觀察到 ，這個事實說明二氧化碳?xì)怏w在水里的溶解性 ；且二氧化碳能與水反應(yīng)。
c、向石灰水中吹氣，現(xiàn)象為 ，說明二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)，以此來鑒別二氧化碳?xì)怏w。
d、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度為
由上可知應(yīng)用 法收集氣體,其驗滿方法為: 。
【課題引入】二氧化碳是一種有廣泛用途的氣體。實驗室中如何制取二氧化碳呢？想一想，到目前為止，你知道多少種能夠制得二氧化碳的方法。
（學(xué)生討論，并列舉學(xué)過的可以得到二氧化碳的方法。教師在黑板上逐一記錄）
蠟燭燃燒 木炭燃燒 人或動物的呼吸 ……
引導(dǎo)學(xué)生討論實驗室制法的條件： （課件展示）
1.可行性：反應(yīng)容易發(fā)生且條件較簡單，制得的氣體純度高，反應(yīng)的速度適中等；
2.簡易性：操作簡單便于收集等；
3.安全性：操作較安全，盡量選擇無毒無腐蝕或腐蝕性較弱的藥品等。
學(xué)生評價這些制備二氧化碳的方法是否可以作為二氧化碳的實驗室制法？
【小結(jié)】以上方法都不能作為二氧化碳的實驗室制法。
【探究活動】
一、反應(yīng)原理初探：
課件展示信息，教師演示實驗比較。（見課件）
【學(xué)生活動】觀察討論，選擇一種合理的實驗原理。
【小結(jié)板書】 〖一.反應(yīng)原理初探〗
【演示講解】碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩(wěn)定，分解生成二氧化碳和水，故最終產(chǎn)物為氯化鈣、水和二氧化碳。
【板書】1.試劑： 石灰石或大理石 鹽酸
2.原理：碳酸鈣 ＋稀鹽酸 —— 氯化鈣 ＋ 水 ＋ 二氧化碳。
（CaCO3） （HCl） （CaCl2） （H2O） （CO2）
二、實驗裝置探究：
【板書】 〖二、實驗裝置探究〗
實驗裝置設(shè)計：請學(xué)生利用屏幕上所提供的儀器（簡圖），組裝設(shè)計一套自認(rèn)為合理的裝置，并畫出簡圖。
【學(xué)生活動】
a、每位學(xué)生在草稿本上設(shè)計一套實驗裝置，并以小組為單位展開討論，將本小組認(rèn)為最合理的設(shè)計草圖記錄在實驗報告上。（教師巡視并記錄學(xué)生活動情況）。
b、小組代表上臺展示并解釋設(shè)計思想。（選取2-3個代表上臺展示，并實物投影）
【歸納小結(jié)】綜合展示幾套設(shè)計裝置并評價。
三、實驗過程探究：
【板書】 〖三、實驗過程探究〗
利用本組所設(shè)計的實驗裝置制取并收集一瓶二氧化碳，驗滿操作。
【學(xué)生活動】小組實驗，分工合作。
a、組合裝置，制取氣體。
b、記錄、分析討論實驗中所遇到的問題。
c、將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水溶液，驗證該氣體是否為二氧化碳？
d、學(xué)生自我評價其設(shè)計裝置的優(yōu)、缺點(diǎn)。
e、小組間進(jìn)行比較，找出異同，反思各自設(shè)計裝置的不足，并總結(jié)歸納本實驗最佳裝置。
【歸納小結(jié)】歸納實驗室制取二氧化碳?xì)怏w的適宜裝置，并簡要回顧實驗過程。
【課堂小結(jié)】（見課件）
【課堂評價練習(xí)】（見課件）
【布置作業(yè)】P112，T1、2
【板書設(shè)計】
第六單元課題2：實驗室二氧化碳制取的研究
一、反應(yīng)原理初探：
二、實驗裝置探究：
三、實驗過程探究：
a、步 驟：驗 密－—加 藥－—收 集－—驗 滿
b、驗滿方法：
c、鑒別方法：
附：
探究活動報告
組別： 成員姓名 、 、 。
探究活動名稱： 。
探究活動目的： 。
探究過程：
1． 反應(yīng)原理初探：
藥 品： 。
反應(yīng)文字表達(dá)式： 。
2．實驗裝置探究：
| 所選儀器名稱 | 實驗裝置草圖 | 設(shè)計意圖 |
| | | |
自我評價所設(shè)裝置的優(yōu)、缺點(diǎn)： ，
。
4．實驗過程探究：
（1）制取氣體：
| 步 驟（方法） | 現(xiàn) 象 | 分 析（結(jié)論） |
| A、 | | |
| B、 | | |
| C、 | | |
| D、驗滿氣體： 方法： 。 | | |
| D、鑒別氣體： 方法： 。 | | |
（2）交流總結(jié)：請將你（小組）認(rèn)為最合理的裝置圖畫在下面：
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