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摘 要：本文阐述了“二氧化碳制取的研究”探究式教学的过程，把教学内容设置成环环相扣、层层递进、逐步紧逼的若干问题，变教材中直接呈现结论为学生“发现”结论，让学生体验学习的过程。
关键词：探究式教学；二氧化碳制取；教学案例
中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）22-047-2
《义务教育化学课程标准》（2011年版）课程内容提出“义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。”因此，提倡科学探究，激发学生积极主动地探索化学知识，体验科学探究的过程与方法，享受科学探究的乐趣成为初中化学课堂教学的重要目标。
笔者在化学实验教学中，注重探究式教学，引导学生自主探索。现以“二氧化碳制取的研究”为例与同仁分享教学的初衷与思考。
一、教学内容
《二氧化碳制取的研究》选自人教版（2012）九年级化学教科书上册第六单元课题2。本课题主要研究实验室中如何制取CO2。教材首先要学生回忆实验室制取O2的方法，然后给出了实验室中制取CO2的反应原理，接着采取探究的方式来研究实验室中制取CO2的装置，并利用设计的装置来制取二氧化碳。教材在处理这部分内容时，首先归纳了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素，然后让学生从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度的大小关系以及是否与水反应等方面，来比较实验室中制取CO2和O2的异同。在此基础上，给出了一些仪器，由学生自己来组装制取CO2的装置，然后利用设计的装置来制取CO2，以此帮助学生形成实验室制取气体的一般思路和方法。
二、学情分析
学生在前面学习了O2的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现以学生为主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考。通过小组合作，表达交流、设计方案、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。时间安排上重点放在实验室制取CO2的装置确定，事先让学生预习课本并设计方案，鼓励学生用自己设计的装置来制取CO2。
三、教学目标
（一）知识与技能
1.能说出在实验室里制取气体的一般思路和方法；
2.掌握实验室里制取二氧化碳的理想药品和化学反应原理；
3.探究实验室里制取二氧化碳的装置；
4.培养学生研究和分析问题的能力，表达和交流的能力，动手操作的能力。
（二）过程与方法
1.初步学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工；
2.以启发性的问题，创设实验情境激发学生求知欲。
（三）情感态度与价值观
1.通过实验、问题的讨论，感悟科学的认知过程。
2.通过对化学实验的好奇心和探究欲，体验探究，成功乐趣，激发学生的求知欲，培养创新精神。
四、教学重点与难点
（一）教学重点
实验室制取CO2的化学反应原理和实验装置，探究能力的培养。
（二）教学难点
从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室里气体制取装置的设计思维水平。
五、教学过程
（一）创设情境，导入新课
师：泡腾片放到水里为什么会产生大量气泡？
生：观察泡腾片放到水里。
师：泡腾片是含有泡腾崩解剂的一种片剂。所谓泡腾崩解剂通常是有机酸和碳酸氢钠（小苏打）的混合物；但当泡腾片放入水中之后，有机酸和碳酸氢钠在水的作用下电离，并发生复分解反应，产生大量二氧化碳，使片剂迅速崩解和融化，崩解时产生的二氧化碳部分溶解于饮水中，使饮水喝入口中时有汽水般的美感。
师：在第二单元我们已经学习了氧气的制取方法，请同学们回顾实验室制取气体思路和方法，根据这一思路来探究二氧化碳的实验室制法。
生：从药品选择、反应原理、发生装置选择、收集装置选择等几个方面进行探究。
师：同学们想一想，哪几种反应能生成二氧化碳？
生：列举知道的能生成二氧化碳的反应，写出化学方程式。
（这一环节我联系生活常识，激發学生兴趣，为引入新课作铺垫。学生需要根据资料考虑：气体的制备、反应原理以及原料的选择在反应时是否容易控制；速率是否适中；生成气体是否纯净；条件是否容易满足；原料是否容易获得且价格是否低廉；原料和产物是否有毒有害等，进而探究实验室制取二氧化碳的理想原料。）
（二）探究发现，激励创新
1.探究实验室制取CO2的药品
实验一，实验药品：碳酸钠和稀盐酸；实验现象：冒出大量气泡、反应速率非常快；
实验二，实验药品：石灰石和稀盐酸；实验现象：冒出大量气泡、反应速率适中；
实验三，实验药品：石灰石和稀硫酸；实验现象：冒出少量气泡、反应速率慢、且反应一会儿就结束。
师：为什么一般不用稀硫酸与石灰石反应制CO2？为什么不选用反应速度很快的稀盐酸与碳酸钠的反应？
生：查阅资料：因为石灰石和稀硫酸开始反应时会生成微溶于水的硫酸钙薄膜，附着在石灰石的表面，使它不能接触到稀硫酸，阻止反应继续进行。
这一环节通过在实验探究中发现问题，培养学生对比探究，深入剖析化学反应的内因，究竟选择哪两种物质相互反应制取二氧化碳，从而确定实验室里制取二氧化碳的理想药品。
2.探究反应原理
在这个探究教学环节中，我提前一天布置课下学习任务，学生通过查找有关资料获得实验室制取二氧化碳药品是石灰石（或大理石）和稀盐酸，石灰石和大理石的主要成分均为碳酸钙，实验室制取二氧化碳的反应原理：CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O CO2↑，从而使学生置身于真实的问题情景中。 3.探究制取二氧化碳的装置
师：从反应原理、反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度比较大小和是否与水反应等方面，比较二氧化碳和氧气的实验室制取。
生：学生完成教材中的表格。
师：实验室里制取二氧化碳的实验装置和制取氧气的装置是否一样？
生：学生讨论交流，分析得出实验室制取二氧化碳的装置。
这一环节，我充分发挥学生的主动性和创造性，学生自己独立思考确定制取气体发生装置和收集装置时应该考虑的因素有哪些，即从反应物的状态、反应条件、气体本身的物理性质和化学性质等方面考虑，意图通过学生交流讨论比较二氧化碳和氧气制取实验及相关性质，分析制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置的异同点。
4.学生动手制取二氧化碳
这一环节，由学生小组合作选择最后确定的最佳装置，选取的药品来制取二氧化碳，并进行收集、验满和检验二氧化碳气体。我适时给予学生积极的评价，意图通过学生亲自动手成功地制取二氧化碳，初步学习运用简单的装置和方法制取二氧化碳的实验技能，使学生体验科学探究的乐趣，激发学习化学的兴趣。
（三）归纳总结，巩固知识
生：学完本课题我应该知道：制取二氧化碳的药品，实验室可用哪些装置来制取、收集和检验二氧化碳，实验室制取气体的发生装置和收集装置的选取，制取二氧化碳各种装置的优缺点等。
师：通过二氧化碳和氧气的实验室制取的研究，总结出实验室制取气体的一般思路和方法，选择适当的反应，包括反应物和反应条件；选择合适的实验装置，发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件（是否需要加热）；收集装置的选择依据：气体的密度与空气密度的比较、气体的溶解性、气体能否与水反应；气体能否与空气中的气体反应；验证所制得的气体。
（四）课后探究，启迪升华
这一环节，我是把课堂探究延伸到学生的实际生活中，让学生利用身邊的化学物质和各种废旧物品制取二氧化碳。例如：鸡蛋壳和贝壳可以代替大理石，食醋可以代替稀盐酸，利用塑料瓶，吸管，自制一套制取CO2的装置，是课堂探究教学活动的延续，意图通过学生亲身体验，感受到化学的重要性和应用价值，再次发现，激发学生探究的兴趣，提高学生的化学科学素养。
本教学案例二氧化碳制取的探究，既是对实验室制取O2的巩固提升，又是对制取气体知识体系的构建。教师应根据教学内容和学生的实际水平开展不同的探究活动。通过药品选择、装置优化、操作步骤及其规范等问题的解决，让学生主动地体验探究过程，形成初中化学制取气体的完整知识体系，在知识的形成和应用过程中培养科学的态度，获得科学的方法，从而获得探究成果。
关键词：探究式教学；二氧化碳制取；教学案例
中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）22-047-2
《义务教育化学课程标准》（2011年版）课程内容提出“义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。”因此，提倡科学探究，激发学生积极主动地探索化学知识，体验科学探究的过程与方法，享受科学探究的乐趣成为初中化学课堂教学的重要目标。
笔者在化学实验教学中，注重探究式教学，引导学生自主探索。现以“二氧化碳制取的研究”为例与同仁分享教学的初衷与思考。
一、教学内容
《二氧化碳制取的研究》选自人教版（2012）九年级化学教科书上册第六单元课题2。本课题主要研究实验室中如何制取CO2。教材首先要学生回忆实验室制取O2的方法，然后给出了实验室中制取CO2的反应原理，接着采取探究的方式来研究实验室中制取CO2的装置，并利用设计的装置来制取二氧化碳。教材在处理这部分内容时，首先归纳了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素，然后让学生从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度的大小关系以及是否与水反应等方面，来比较实验室中制取CO2和O2的异同。在此基础上，给出了一些仪器，由学生自己来组装制取CO2的装置，然后利用设计的装置来制取CO2，以此帮助学生形成实验室制取气体的一般思路和方法。
二、学情分析
学生在前面学习了O2的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现以学生为主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考。通过小组合作，表达交流、设计方案、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。时间安排上重点放在实验室制取CO2的装置确定，事先让学生预习课本并设计方案，鼓励学生用自己设计的装置来制取CO2。
三、教学目标
（一）知识与技能
1.能说出在实验室里制取气体的一般思路和方法；
2.掌握实验室里制取二氧化碳的理想药品和化学反应原理；
3.探究实验室里制取二氧化碳的装置；
4.培养学生研究和分析问题的能力，表达和交流的能力，动手操作的能力。
（二）过程与方法
1.初步学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工；
2.以启发性的问题，创设实验情境激发学生求知欲。
（三）情感态度与价值观
1.通过实验、问题的讨论，感悟科学的认知过程。
2.通过对化学实验的好奇心和探究欲，体验探究，成功乐趣，激发学生的求知欲，培养创新精神。
四、教学重点与难点
（一）教学重点
实验室制取CO2的化学反应原理和实验装置，探究能力的培养。
（二）教学难点
从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室里气体制取装置的设计思维水平。
五、教学过程
（一）创设情境，导入新课
师：泡腾片放到水里为什么会产生大量气泡？
生：观察泡腾片放到水里。
师：泡腾片是含有泡腾崩解剂的一种片剂。所谓泡腾崩解剂通常是有机酸和碳酸氢钠（小苏打）的混合物；但当泡腾片放入水中之后，有机酸和碳酸氢钠在水的作用下电离，并发生复分解反应，产生大量二氧化碳，使片剂迅速崩解和融化，崩解时产生的二氧化碳部分溶解于饮水中，使饮水喝入口中时有汽水般的美感。
师：在第二单元我们已经学习了氧气的制取方法，请同学们回顾实验室制取气体思路和方法，根据这一思路来探究二氧化碳的实验室制法。
生：从药品选择、反应原理、发生装置选择、收集装置选择等几个方面进行探究。
师：同学们想一想，哪几种反应能生成二氧化碳？
生：列举知道的能生成二氧化碳的反应，写出化学方程式。
（这一环节我联系生活常识，激發学生兴趣，为引入新课作铺垫。学生需要根据资料考虑：气体的制备、反应原理以及原料的选择在反应时是否容易控制；速率是否适中；生成气体是否纯净；条件是否容易满足；原料是否容易获得且价格是否低廉；原料和产物是否有毒有害等，进而探究实验室制取二氧化碳的理想原料。）
（二）探究发现，激励创新
1.探究实验室制取CO2的药品
实验一，实验药品：碳酸钠和稀盐酸；实验现象：冒出大量气泡、反应速率非常快；
实验二，实验药品：石灰石和稀盐酸；实验现象：冒出大量气泡、反应速率适中；
实验三，实验药品：石灰石和稀硫酸；实验现象：冒出少量气泡、反应速率慢、且反应一会儿就结束。
师：为什么一般不用稀硫酸与石灰石反应制CO2？为什么不选用反应速度很快的稀盐酸与碳酸钠的反应？
生：查阅资料：因为石灰石和稀硫酸开始反应时会生成微溶于水的硫酸钙薄膜，附着在石灰石的表面，使它不能接触到稀硫酸，阻止反应继续进行。
这一环节通过在实验探究中发现问题，培养学生对比探究，深入剖析化学反应的内因，究竟选择哪两种物质相互反应制取二氧化碳，从而确定实验室里制取二氧化碳的理想药品。
2.探究反应原理
在这个探究教学环节中，我提前一天布置课下学习任务，学生通过查找有关资料获得实验室制取二氧化碳药品是石灰石（或大理石）和稀盐酸，石灰石和大理石的主要成分均为碳酸钙，实验室制取二氧化碳的反应原理：CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O CO2↑，从而使学生置身于真实的问题情景中。 3.探究制取二氧化碳的装置
师：从反应原理、反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度比较大小和是否与水反应等方面，比较二氧化碳和氧气的实验室制取。
生：学生完成教材中的表格。
师：实验室里制取二氧化碳的实验装置和制取氧气的装置是否一样？
生：学生讨论交流，分析得出实验室制取二氧化碳的装置。
这一环节，我充分发挥学生的主动性和创造性，学生自己独立思考确定制取气体发生装置和收集装置时应该考虑的因素有哪些，即从反应物的状态、反应条件、气体本身的物理性质和化学性质等方面考虑，意图通过学生交流讨论比较二氧化碳和氧气制取实验及相关性质，分析制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置的异同点。
4.学生动手制取二氧化碳
这一环节，由学生小组合作选择最后确定的最佳装置，选取的药品来制取二氧化碳，并进行收集、验满和检验二氧化碳气体。我适时给予学生积极的评价，意图通过学生亲自动手成功地制取二氧化碳，初步学习运用简单的装置和方法制取二氧化碳的实验技能，使学生体验科学探究的乐趣，激发学习化学的兴趣。
（三）归纳总结，巩固知识
生：学完本课题我应该知道：制取二氧化碳的药品，实验室可用哪些装置来制取、收集和检验二氧化碳，实验室制取气体的发生装置和收集装置的选取，制取二氧化碳各种装置的优缺点等。
师：通过二氧化碳和氧气的实验室制取的研究，总结出实验室制取气体的一般思路和方法，选择适当的反应，包括反应物和反应条件；选择合适的实验装置，发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件（是否需要加热）；收集装置的选择依据：气体的密度与空气密度的比较、气体的溶解性、气体能否与水反应；气体能否与空气中的气体反应；验证所制得的气体。
（四）课后探究，启迪升华
这一环节，我是把课堂探究延伸到学生的实际生活中，让学生利用身邊的化学物质和各种废旧物品制取二氧化碳。例如：鸡蛋壳和贝壳可以代替大理石，食醋可以代替稀盐酸，利用塑料瓶，吸管，自制一套制取CO2的装置，是课堂探究教学活动的延续，意图通过学生亲身体验，感受到化学的重要性和应用价值，再次发现，激发学生探究的兴趣，提高学生的化学科学素养。
本教学案例二氧化碳制取的探究，既是对实验室制取O2的巩固提升，又是对制取气体知识体系的构建。教师应根据教学内容和学生的实际水平开展不同的探究活动。通过药品选择、装置优化、操作步骤及其规范等问题的解决，让学生主动地体验探究过程，形成初中化学制取气体的完整知识体系，在知识的形成和应用过程中培养科学的态度，获得科学的方法，从而获得探究成果。