初中化學(xué)《實(shí)驗(yàn)室二氧化碳制取的研究》探究式學(xué)習(xí)案例

案例設(shè)計(jì)  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(jì)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(dòng)態(tài)、開放、生動(dòng)、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(shí)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(jì)恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)活動(dòng)；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(yíng)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(duì)學(xué)習(xí)的過程與結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。可以說探究性學(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(shí)意義。

二、教學(xué)的設(shè)計(jì)意圖、目標(biāo)

【設(shè)計(jì)意圖】

    本屆學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)剛剛結(jié)束了一個(gè)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(shí)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，帶著對(duì)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(shí)驗(yàn)室制法，已獲得了有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制取氣體方法的感性認(rèn)識(shí)，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(shí)驗(yàn)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(lái)接著學(xué)習(xí)。

    考慮到學(xué)生已有知識(shí)的局限性，本課題的設(shè)計(jì)上淡化了對(duì)反應(yīng)原理及藥品選用的研究，重在探索制取方法及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)上。雖達(dá)不到原有課題設(shè)計(jì)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(shí)與技能：

⑴認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的原理和裝置，利用設(shè)計(jì)的裝置制取二氧化碳?xì)怏w。

⑵通過探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w，基本認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)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(shí)。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀；

    通過對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。

【教學(xué)重點(diǎn)】

⑴實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室氣體裝置的設(shè)計(jì)思維水平。

三、課例實(shí)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(jì)為三個(gè)“探究”：一是實(shí)驗(yàn)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(shí)，按“搜集資料——處理信息——（用給定的實(shí)驗(yàn)器材）設(shè)計(jì)方案（自選儀器設(shè)計(jì)多種方案并選其一）——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——對(duì)比探究——小結(jié)歸納－—練習(xí)拓展（實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(huì)選擇，學(xué)會(huì)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(dòng)學(xué)習(xí)。探究活動(dòng)的展開分為以下幾個(gè)步驟：

（1）實(shí)驗(yàn)原理初探：演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察、討論，教師分析得出適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)原理。

（2）實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)：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(jì)出一套實(shí)驗(yàn)裝置草圖，并讓學(xué)生個(gè)別展示（分小組討論交流。）

（3）實(shí)驗(yàn)過程探究：學(xué)生合作制取氣體，同時(shí)找出實(shí)驗(yàn)成敗的原因，討論分析出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的一般過程，以及驗(yàn)證和驗(yàn)滿的方法。

四、教學(xué)過程（設(shè)計(jì)）

〖實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的探究〗

【復(fù)習(xí)回顧】

1、指出下列實(shí)驗(yàn)裝置的錯(cuò)誤之處：（見課件）

（學(xué)生回答，教師歸納點(diǎn)評(píng)）

【搜集信息】 二氧化碳的性質(zhì)信息：（根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和已有的事實(shí)推測(cè)）（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(gè)事實(shí)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(lái)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1.977g/L，空氣的密度為1.293g/L，說明二氧化碳的密度比空氣的密度         。

由上可知應(yīng)用        法收集氣體,其驗(yàn)滿方法為:                                       。

【課題引入】二氧化碳是一種有廣泛用途的氣體。實(shí)驗(yàn)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(dòng)物的呼吸    ……

引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單，制得的氣體純度高，反應(yīng)的速度適中等；

2.簡(jiǎn)易性：操作簡(jiǎn)單便于收集等；

3.安全性：操作較安全，盡量選擇無(wú)毒無(wú)腐蝕或腐蝕性較弱的藥品等。

學(xué)生評(píng)價(jià)這些制備二氧化碳的方法是否可以作為二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法？

【小結(jié)】以上方法都不能作為二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法。

【探究活動(dòng)】

一、反應(yīng)原理初探：

課件展示信息，教師演示實(shí)驗(yàn)比較。（見課件）

【學(xué)生活動(dòng)】觀察討論，選擇一種合理的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置探究：

     【板書】                       〖二、實(shí)驗(yàn)裝置探究〗

實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)：請(qǐng)學(xué)生利用屏幕上所提供的儀器（簡(jiǎn)圖），組裝設(shè)計(jì)一套自認(rèn)為合理的裝置，并畫出簡(jiǎn)圖。

【學(xué)生活動(dòng)】

a、每位學(xué)生在草稿本上設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)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(jì)草圖記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。（教師巡視并記錄學(xué)生活動(dòng)情況）。

b、小組代表上臺(tái)展示并解釋設(shè)計(jì)思想。（選取2-3個(gè)代表上臺(tái)展示，并實(shí)物投影）

【歸納小結(jié)】綜合展示幾套設(shè)計(jì)裝置并評(píng)價(jià)。

三、實(shí)驗(yàn)過程探究：

【板書】                       〖三、實(shí)驗(yàn)過程探究〗

利用本組所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置制取并收集一瓶二氧化碳，驗(yàn)滿操作。

【學(xué)生活動(dòng)】小組實(shí)驗(yàn)，分工合作。

a、組合裝置，制取氣體。

b、記錄、分析討論實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題。

c、將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水溶液，驗(yàn)證該氣體是否為二氧化碳？

d、學(xué)生自我評(píng)價(jià)其設(shè)計(jì)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(jì)裝置的不足，并總結(jié)歸納本實(shí)驗(yàn)最佳裝置。

【歸納小結(jié)】歸納實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的適宜裝置，并簡(jiǎn)要回顧實(shí)驗(yàn)過程。

【課堂小結(jié)】（見課件）

【課堂評(píng)價(jià)練習(xí)】（見課件）

【布置作業(yè)】P112，T1、2

【板書設(shè)計(jì)】

                           第六單元課題2：實(shí)驗(yàn)室二氧化碳制取的研究

             一、反應(yīng)原理初探：

             二、實(shí)驗(yàn)裝置探究：

             三、實(shí)驗(yàn)過程探究：

                  a、步    驟：驗(yàn) 密－—加 藥－—收 集－—驗(yàn) 滿

b、驗(yàn)滿方法：

c、鑒別方法：

附：

探究活動(dòng)報(bào)告

組別：              成員姓名          、          、          。

探究活動(dòng)名稱：                                       。

探究活動(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置探究：

自我評(píng)價(jià)所設(shè)裝置的優(yōu)、缺點(diǎn)：                                               ，

                                                                            。

4．實(shí)驗(yàn)過程探究：

（1）制取氣體：

（2）交流總結(jié)：請(qǐng)將你（小組）認(rèn)為最合理的裝置圖畫在下面：