楊豐昌

摘要：打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，問題引領(lǐng)，自主建構(gòu)，體現(xiàn)過程與方法目標(biāo)落實，讓學(xué)生在體驗、經(jīng)歷中感悟知識的形成，通過對比發(fā)現(xiàn)、合作交流、探究創(chuàng)新等活動，變被動接受知識為主動參與，使知識的學(xué)習(xí)瓜熟蒂落、水到渠成。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗；問題引領(lǐng)；二氧化碳制備；教學(xué)重構(gòu)；拓展創(chuàng)新

文章編號：1008-0546（2017）05-0055-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.017

二氧化碳是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要氣體之一，對于二氧化碳實驗室制取的教學(xué)，部分教師往往是給出現(xiàn)成的實驗藥品、實驗儀器、實驗原理、實驗裝置及實驗步驟，指導(dǎo)學(xué)生利用給出的實驗用品、結(jié)合實驗步驟，按部就班進(jìn)行實驗，得出結(jié)論，就完事大吉了。這種做法淡化了過程與方法目標(biāo)落實，禁錮了學(xué)生的思維、學(xué)生始終被動接受知識。針對這一教學(xué)現(xiàn)狀，我們做了認(rèn)真分析和深刻思考，重新審視了“過程與方法”目標(biāo)在初中化學(xué)實驗教學(xué)中的落實，一改上述教學(xué)模式，重視活動設(shè)計，重構(gòu)教學(xué)過程，變被動接受為主動參與，使知識的形成水到渠成、順理成章。

一、問題引路，明晰原理

學(xué)習(xí)二氧化碳?xì)怏w的實驗室制備時，教師并沒有將制備二氧化碳的原理直接陳述給學(xué)生，讓學(xué)生機(jī)械記憶。而是通過設(shè)計問題、對比分析、實驗探究等方式，引領(lǐng)學(xué)生思考，獲得二氧化碳的制備原理，經(jīng)歷知識的學(xué)習(xí)過程，弄清知識的來龍去脈，水到渠成。

教師設(shè)問：到目前為止，你所了解的產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的方法有哪些？

學(xué)生回顧已學(xué)知識，書寫相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：（1）木炭燃燒（C+O2CO2）；（2）化石燃料的燃燒（如甲烷燃燒：CH4+2O2CO2+2H2O）；（3）一氧化碳燃燒（2CO+O22CO2）；（4）碳酸鈣高溫分解（CaCO3CaO+CO2↑）；（5）木炭還原氧化銅（C+2CuO2Cu+CO2↑）；（6）一氧化碳還原金屬氧化物（如一氧化碳還原氧化鐵（Fe2O3+ 3CO2Fe+3CO2↑）。

針對學(xué)生提出的方案教師再次進(jìn)行引導(dǎo)：在實驗室制備氣體時，要求原理科學(xué)、裝置簡單、操作簡便、藥品價格低廉、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、氣體便于收集、制得的氣體純度高。上述方案可行嗎？請同學(xué)們思考、討論、評價。

學(xué)生交流：方案（1）、（2）、（3）氣體不純、不易收集；方案（4）、（5）、（6）因為反應(yīng)的溫度太高、條件高、設(shè)備要求高、操作不簡便，產(chǎn)物難以收集。

得出結(jié)論：上述方案不適合在實驗室制取二氧化碳。

教師給出信息：石灰石的主要成分是碳酸鈣

（CaCO3），查閱資料得知：含有碳酸根（CO32-）的物質(zhì)（如碳酸鈣、碳酸鈉等）跟鹽酸反應(yīng)一般都有二氧化碳生成。

學(xué)生實驗探究：用碳酸鈉粉末、粒狀大理石、稀鹽酸、稀硫酸進(jìn)行如下實驗：

學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象并思考：A劇烈反應(yīng)，迅速放出大量氣泡反應(yīng)速率過快，氣體不便收集，B雖然產(chǎn)生氣泡，速率迅速減慢，反應(yīng)幾乎停止，無法持續(xù)產(chǎn)生CO2，C產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)速率適中，并能持續(xù)得到二氧化碳，由此確定：在實驗室中可選用石灰石跟稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，并寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCO3+2HCl CaCl2+ H2O+ CO2↑。學(xué)生經(jīng)歷探究過程得出結(jié)論，自己解決了一些實際問題，從中獲得一些新知識而得到滿足感和成就感。

二、對比原理，確定裝置

實驗室制備氣體，發(fā)生裝置是由反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件所決定的。在學(xué)習(xí)二氧化碳的制備之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣的實驗室制法，此時教師引導(dǎo)學(xué)生回顧實驗室制取氧氣所需藥品的狀態(tài)、反應(yīng)條件及發(fā)生裝置，對比制取二氧化碳所需藥品的狀態(tài)及反應(yīng)條件，確定制取二氧化碳?xì)怏w的發(fā)生裝置。

實驗室用過氧化氫溶液與二氧化錳的混合物制取氧氣，屬于“固體-液體”之間反應(yīng)，反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，這與實驗室制取二氧化碳所需反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件完全相同，因此，可選用制取氧氣的裝置來制取二氧化碳，學(xué)生利用給出的儀器，組裝了四套制取二氧化碳的簡易裝置。

在確定了實驗的發(fā)生裝置后，教師給出二氧化碳的部分物理性質(zhì)：通常情況下，二氧化碳是無色無味的氣體，能溶于水，密度比空氣大；值此提出問題：在實驗室中，如何收集二氧化碳？學(xué)生普遍認(rèn)為：氣體的收集方法與氣體的密度及其在水中的溶解性關(guān)系密切。二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集；二氧化碳的密度比空氣大，可用向上排空氣法收集，如圖3所示。

三、選擇裝置，分組實驗

學(xué)生在確定了實驗用品、反應(yīng)原理、實驗裝置后，教師可以給學(xué)生充分選擇的空間，讓學(xué)生自主選擇實驗儀器組裝一套完整的實驗裝置，分組進(jìn)行實驗，并收集一瓶二氧化碳?xì)怏w，親歷實驗過程，體驗學(xué)習(xí)快樂。同時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷實驗過程，總結(jié)實驗步驟：選擇儀器→組裝裝置→檢驗裝置氣密性→加入藥品（先加入固體藥品，再加入液體藥品）→固定裝置→收集氣體。提醒學(xué)生化學(xué)實驗應(yīng)按照實驗步驟規(guī)范、有序進(jìn)行操作。

四、反思評價，加深理解

學(xué)生實驗結(jié)束，教師要給予學(xué)生反思的機(jī)會，引導(dǎo)學(xué)生重新審視所選實驗裝置的優(yōu)點與不足，加深對知識的理解。如：裝置②與裝置①相比較，裝置②的優(yōu)點是什么？（與裝置①相比，可以制取較多量的二氧化碳）；使用裝置②制取氣體時，液體藥品反應(yīng)消耗完畢，不能隨時添加液體藥品，為此對該裝置做如何改進(jìn)？（可通過長頸漏斗向試管或錐形瓶中添加液體試劑，如圖③、④所示裝置）；使用裝置③或裝置④制取二氧化碳?xì)怏w時，為確保收集到氣體，應(yīng)注意什么？（應(yīng)使長頸漏斗的下端浸在液面以下）。通過一步步設(shè)問，一次次引發(fā)學(xué)生思考，提高對各實驗裝置優(yōu)缺點的認(rèn)識。

五、創(chuàng)新拓展，開發(fā)資源

為了開闊學(xué)生的知識面，拓寬學(xué)生的知識視野，我們在尊重教材和學(xué)情的基礎(chǔ)上，可以適度開發(fā)教材資源、豐富教學(xué)資源，實現(xiàn)教學(xué)資源共享。

教師提出問題：我們都能成功地得到二氧化碳。但到現(xiàn)在我們交流結(jié)束，我還發(fā)現(xiàn)好多裝置中還在冒氣泡。這是不是又有一個新問題，它不由我們控制、不需要時它還繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，怎么辦[1]？怎樣才能做到節(jié)約、安全、隨時控制反應(yīng)發(fā)生或停止呢？

學(xué)生討論：

學(xué)生甲：我們少加一點藥品。

學(xué)生乙：這樣好像不行， 可能會導(dǎo)致氣體還不夠時， 藥品就沒有啦。

學(xué)生丙：是不是可以從裝置上想辦法，如果可以控制藥品的接觸與不接觸就可以。因為如果要發(fā)生反應(yīng)，藥品要接觸；如果不接觸，反應(yīng)自然會停止……[1]。

學(xué)生經(jīng)過思考、討論，給出如下實驗裝置。

教學(xué)并不是刻板給予，而是在教師的引導(dǎo)下學(xué)生自主獲取知識。本課注重“過程與方法”教學(xué)目標(biāo)的活動設(shè)計，學(xué)生親歷知識的形成過程，他們進(jìn)行自主、協(xié)作學(xué)習(xí)，互相取長補(bǔ)短，共享學(xué)習(xí)成果，感受和體驗探究的過程和樂趣。學(xué)生的積極性受到了充分的調(diào)動，下課時仍意猶未盡，自然也就收到較好的教學(xué)效果[2]。

參考文獻(xiàn)

[1] 占秀珍.“二氧化碳的實驗室制法”教學(xué)過程[J].化學(xué)教學(xué)，2004（4）：33

[2] 宋文評. 基于建構(gòu)主義理論的“二氧化碳制取的研究”教學(xué)過程[J].化學(xué)教學(xué)，2007（11）：76