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1、教学案例二氧化碳制取的研究 宁夏吴忠一中 赵智荣一、 案例研究的背景和目的1. 研究背景2. ：研究背景：新课程教学理念倡导探究性学习，它突破了传统的教师传授知识，学生接受知识的教学模式，使学生在学习化学时能突破传统的接受式学习方式，由教师主导走向学生主体，学生积极主动地参与学习活动，从而培养学生勤学好问的学习态度和创新精神，教给学生自主获取知识和创造的本领，引导学生走创新性学习之路，提高学生的整体素质，使课堂焕发出新的生命活力。因此，在新课程实施的这几年中，我校老师进行了有效的尝试和实践，也积累了一定的经验和好的做法。通过实践，任课教师深刻的认识到在教学中适时开展探究式教学，这既是是新课改的
2、核心和突破口，也是学生学习化学的十分有效的学习方式。但在实际教学和学生在进行探究性实验时存在的问题有：一、学生只习惯于思考老师向他们提出的问题，而不会主动地去发现问题、提出问题。二、当老师给学生设置了问题情景后，让他们能独立地设计实验去解决问题时，学生多半会到教材中找现成的实验方案，很少有学生能创造性地去设计新的实验方案。而提出问题，设计解决问题的方案恰恰是探究性实验最重要的两个环节。针对以上学生在进行探究性实验中存在的突出问题，提出此课题，对初中化学探究性实验进行认真的思考和实践 。为了转变传统教学中存在的种种弊端，为了每一位学生的发展的基础教育课程改革的最高宗旨，使每一位公民获得现代社会所
3、必须的科学素养。在这种背景下，我们承担了以中学化学探究式教学的探索与研究为主体的研究课题 ，去研究探究式教学的教学理论、教学策略、教学模式、教学方法、教学评价内容和评价方式等，探讨教学中存在的问题以及解决问题的方法，以便为探究式教学提供相应的理论支持和实践指导。我们认为，化学作为科学教育的重要组成部分，可以通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力，从而使学生获得适应未来社会所需要的科学素养。3. 研究目的： 初中化学教学应该是以培养学生探究和创新精神为核心，提高学生的科学素养为目的，关注学
4、生的具体生活和直接经验，力争深入学生的精神世界，从而使教学的基础性、发展性和创造性达到统一。基于以上思想设计此课，就是为了：培养学生科学的思维方法和学习方法，使学生终生受益。我选择的探究课例是二氧化碳制取的研究，我认为本节课的教学内容在全书乃至整个化学学习过程中，占有十分重要的地位，它是培养学生在实验室中制取某种气体时，确定药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材，上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。而这部分内容是在九年级学生接触化学知识不到三个月就进行的一次自主探究性的学习活动，由于学生原有知识储备不足，无法提出较为明确的研究假设，而且
5、实验操作能力还较弱，因此我在教学设计上本着“以学生发展为本”的设想，在对反应原理的探究时，为了减少探究的盲目性，先引导学生确定探究内容，教师给出一组实验作为可使用的制备原理，由学生通过实验操作和观察实验现象确定选择哪个反应作为二氧化碳的制备时使用的化学反应；对实验装置的探究时，由于学生学习过氧气的实验室制法，有一定的知识基础，就以此作为学生思考的支架，帮助学生形成进行装置探究时需要想些什么和如何决策的基本思路。这样通过科学探究活动，落实学生的化学知识和技能学习，训练学生的科学方法。在此过程中，学生体验探究的乐趣，形成和发展探究能力。具体设计为：引导学生在实际探究操作中理解反应原理的选取和实验装
6、置的选取，探究实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置，了解实验室制取气体的一般思路和方法，使学生尽快地从简单模仿到有目的地选择，让学生在实验探究过程中体验、反思，熟悉基本实验技能，培养多角度、多层次地观察和分析问题的能力。4.二氧化碳制取的研究是人教版九年级化学（上册）第六单元的中的课题二，我认为本节课的教学内容在全书乃至整个化学学习过程中，占有十分重要的地位，它是培养学生在实验室中制取某种气体时，确定药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材，上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。而这部分内容是在九年级学生接触化学知识不到三个月就进行的一次
7、自主探究性的学习活动，由于学生原有知识储备不足，无法提出较为明确的研究假设，而且实验操作能力还较弱，因此我在教学设计上本着“以学生发展为本”的设想，在对反应原理的探究时，为了减少探究的盲目性，先引导学生确定探究内容，教师给出一组实验作为可使用的制备原理，由学生通过实验操作和观察实验现象确定选择哪个反应作为二氧化碳的制备时使用的化学反应；对实验装置的探究时，由于学生学习过氧气的实验室制法，有一定的知识基础，就以此作为学生思考的支架，帮助学生形成进行装置探究时需要想些什么和如何决策的基本思路。这样通过科学探究活动，落实学生的化学知识和技能学习，训练学生的科学方法。在此过程中，学生体验探究的乐趣，形
8、成和发展探究能力。5. 研究目的： 初中化学教学应该是以培养学生探究和创新精神为核心，提高学生的科学素养为目的，关注学生的具体生活和直接经验，力争深入学生的精神世界，从而使教学的基础性、发展性和创造性达到统一。基于以上思想设计此课，就是为了：培养学生科学的思维方法和学习方法，使学生终生受益。具体设计为：引导学生在实际探究操作中理解反应原理的选取和实验装置的选取，探究实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置，了解实验室制取气体的一般思路和方法，使学生尽快地从简单模仿到有目的地选择，让学生在实验探究过程中体验、反思，熟悉基本实验技能，培养多角度、多层次地观察和分析问题的能力。二、本案例核心探究活动的
9、功能价值 二氧化碳制取的研究是属于研究物质反应规律探究、物质制备与合成的范畴。二氧化碳制取的研究这节课中的核心探究点主要有两个：1、探究实验室制取二氧化碳的反应原理 2、探究实验室制取二氧化碳的实验装置。 在进行教学设计时，将两个核心探究点列为本节课的重点，目的是引导学生在对两个知识重点及难点进行科学探究的过程中，促进学生对核心知识的理解，训练学生的思维能力，最终培养学生的多角度、多层次地观察和分析问题的能力。通过师生间、学生间合作学习，研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发学生探究欲。三、探究教学说明二氧化碳制取的研究是利用元素化合物的知识和物质反应规律研究物质的制备。在对反应原理的探究，考虑
10、到学生原有知识储备不足，无法提出较为明确的研究假设，因此教师给出了一组实验作为可使用的制备原理，由学生通过实验操作和观察实验现象确定选择哪个反应作为二氧化碳的制备时使用的化学反应；对实验装置的探究，由于学生学习过氧气的实验室制法，应该有一定的知识基础，就以此作为学生思考的支架，帮助学生形成进行装置探究时需要想些什么和如何决策的基本思路。所以我将获得新知的探究过程设计为5个阶段：关注、参与；实验、探究；解释、推论；整合、精致；反思、评价。具体的探究过程设计为：1、基于实验的活动探究：找寻适合实验室制取CO2的反应原理2、基于思维推理的活动探究：探究实验室制取二氧化碳的实验装置（分四个步骤）比较实
11、验室制取氧气与二氧化碳的反应物的状态、反应条件，选择制取二氧化碳的发生装置比较氧气与二氧化碳的气体的密度、在水中的溶解性，选择制取二氧化碳的收集装置小组讨论、交流归纳：实验室制取二氧化碳的设计思路和仪器选择及实验步骤讨论总结：a、二氧化碳检验方法b、二氧化碳验满方法3、验证探究结论：学生实验操作制取并检验、收集二氧化碳4、归纳总结探究成果：实验室制取气体的一般思路和方法。四、案例实施过程（一）具体教学设计教学环节教师活动学生活动设计意图环节一：引入课题【材料展示】在第二单元我们制取过氧气，今天再来探究制备二氧化碳，首先请同学们看以下几则信息。投影：l 碳酸钠、石灰石等物质（含碳酸根离子的化合物
12、）能与稀盐酸或稀硫酸反应生成二氧化碳 。 l 把燃着的木条放入二氧化碳中，木条 ，把燃着的木条伸入氮气中，木条 。l 向澄清石灰水中吹气，现象 ，说明CO2能让澄清石灰水变浑浊。l 在标况下，CO2密度为1.977g/L,空气的密度为1.293g/Ll CO2可溶于水，且与水反应。观看投影思考问题回答问题探究过程的关注、参与阶段引入和铺垫-学生回忆和了解有关常识性信息从学生熟识的知识入手，营造和谐、轻松的学习气氛，又给出了探究活动需要的关键素材。环节二：讲授新课（设问）1、人的呼吸可以作为二氧化碳制取的反应原理吗？为什么？2、那碳在氧气中燃烧、碳还原氧化铜可以作为二氧化碳制取的反应原理吗？3、
13、根据投影所给的信息我们知道：碳酸钠、石灰石等物质（含碳酸根离子的化合物）能与稀盐酸或稀硫酸反应生成二氧化碳 。 【活动探究一】探究实验室制取二氧化碳反应原理现有碳酸钠和碳酸钙等固体药品，以及稀盐酸和稀硫酸，请你从中选择适当的药品作为实验室制取二氧化碳的方法。步骤现象1碳酸钠与稀盐酸反应迅速产生大量气泡2碳酸钠与稀硫酸反应迅速产生大量气泡3碳酸钙与稀盐酸反应产生气泡，速度适中4碳酸钙与稀硫酸反应开始有气泡产生，反应逐渐停止化学方程式：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2【启发点拨】探究反应原理一般从以下两个方面人手：1、能否反应生成二氧化碳气体？2、是否适宜实验室制备
14、学生思考问题回答：1、收集人呼出的气体得到的二氧化碳肯定不纯。2、用碳在氧气中燃烧、碳还原氧化铜的方法考虑操作、条件、纯度等方面考虑都不适宜。【探究活动1】1.利用给出的药品，讨论、设计实验方案并在学案上记录本组设计的实验方案 2、小组分工操作实验、展示实验并记录实验现象3、针对实验现象，进行思考、分析，解释、得出结论：石灰石与稀盐酸反应速度适中；石灰石与稀硫酸反应难于进行；碳酸钠与酸反应瞬间结束，不便于收集。所以实验室制取二氧化碳选择石灰石与稀盐酸反应。探究过程的实验、探究阶段让学生初步的认识：制取某物质要从原料的来源、成本高低、反应条件及制取产物是否易分离等多方面考虑。培养学生的多角度、多
15、层次地观察和分析问题的能力（设问）环节能够引出活动探究一、明确探究的主题通过活动探究一，使学生体会“适宜”实验的含义，从而培养学生的实验能力，信息处理能力，训练归纳的学习方法。【活动探究二】探究实验室制取二氧化碳的实验装置【活动二】组织小组合作： 根据桌上的化学仪器图形拼装高锰酸钾、过氧化氢溶液（二氧化锰）制取和收集氧气的装置图。 设疑：分别用高锰酸钾和过氧化氢溶液制取氧气的气体发生装置相不相同？你认为造成的原因有什么？。 归纳：实验室制取气体的气体发生装置应考虑的因素实验室制取气体的气体收集装置应考虑的因素。学生进行仪器拼装复习旧知，了解组装仪器的思维方法。得到两套仪器进行比较、分析（不同：反应物的状态、条件不同）。以下为学生探究过程中的高级思维的解释、推论；整合、精致阶段通过硬纸片仪器，让学生大胆地进行实践，减轻学生心理上的负
