“二氧化碳的制取和性質”課模設計探討

　　摘要：為體現課改精神，彰顯科學探究的魅力，針對魯教版實驗教材“二氧化碳的制取和性質”實驗設置簡單等問題，設計了活動式、探究式和學案式3種教學模式和同仁們進行探討。
　　關鍵詞：中學實驗教學；實驗活動課；課模設計
　　文章編號：1005－6629(2012)2－0027－03　中圖分類號：G633.8　文獻標識碼：B
　　筆者在執教魯教版實驗教材“二氧化碳的制取和性質”這一課時，發現教材直接給出了二氧化碳制取的裝置，讓學生收集二氧化碳氣體，并問驗滿方法(教材第108頁)。這樣設置簡單明了，學生幾乎不需要進行什么思考，只要按部就班地去做，就可以得出結論。至于為何選用這套裝置學生就知之甚少了(教材也沒有說明與氧氣的制取類似)，有礙于學生的思維和科學素養的發展，缺乏能動性和創新精神，不符合新課標探究課的要求，學生需要教師點撥指導或查閱相關資料才能明白原理。筆者認為，既然是活動課，在設置上就要體現出課改精神，彰顯科學探究的魅力。為此，設計了三種教學模式，愿和同仁們一起探討。
　　1、模式1：活動式
　　根據教材的特點和學生實際，設置幾個活動板塊，并給學生以必要的提示，幫助學生完成此活動課。
　　“活動1合適藥品和儀器的選擇”，這個板塊是這樣設置的：
　　實驗藥品的選擇：除了課本上已給出的儀器和藥品外，可再增加幾種儀器：試管、分液漏斗、具支試管、u型管、具支u型管、多孔塑料板、彈簧夾、啟普發生器、廣口瓶、過濾漏斗、玻璃片、雙孔橡皮塞、粗銅絲、銅網罩、多孔塑料小藥瓶等。
　　實驗操作步驟：用6支潔凈的試管(分2組)分別盛放少量的大理石(或石灰石)、碳酸鈉、碳酸鈣，然后分別滴加稀鹽酸和稀硫酸，待完全反應后觀察現象(如有無氣體產生、反應劇烈程度、產生CO氣體的純度等)。
　　實驗現象：________。
　　反應物的狀態和反應條件：________。
　　實驗結論：合適的藥品為_______。
　　這樣讓學生通過操作，更直觀地理解實驗室制取CO應選擇的合適藥品，改變學生生搬硬套、按部就班而不知其所以然，可以引導學生通過實驗發現，稀鹽酸或稀硫酸與碳酸鈣粉末或碳酸鈉粉末反應太快，不利于氣體的收集和性質實驗，且粉末易隨氣流上升導致導管的阻塞；稀硫酸和大理石(或石灰石)反應一會后就停止了；只有稀鹽酸和大理石(或石灰石)反應適中，適合實驗室制取。這樣做，主要是讓學生初步認識實驗室制取氣體時，理想藥品的選擇依據和對比觀察是科學探究的基本方法之一。這種設置方式比較符合學生的認知特點，遵守循序漸進的原則，啟發效果相對較好，容易被師生理解和接受。當時，學生設計了好多方案并組裝了實驗裝置(見圖2)。
　　在“活動2合適裝置的選擇”這個板塊中，為彰顯此次探究課的魅力，開發學生的智力，引導學生分析、探究，激發探究欲望，激活學生的思維盲點，引發對探究實驗過程進行回顧與反思，將拓展知識融入其中。這樣做，更利于拓寬學生的創新思維，擴大學生自主探究的空間，能引導學生設計出更佳的方案。教師適時提問：如要想控制反應隨時發生和停止，又該怎樣設計實驗呢?鹽酸特別是濃鹽酸具有揮發性，會使制得的CO，氣體不純而影響了以后性質實驗，該如何改進呢?并巡回指導.幫助學生改進實驗裝置(可以說這是本課的高潮點和創新點。學生再查資料、討論、交流，改進實驗裝置(關鍵是固、液分離)[在教師指導下學生可以找到解決方法，如在導氣管處用上彈簧夾，或在試管內用一個多孔塑料板，或用分液漏斗代替長徑漏斗等(見圖2－A)，用飽和NaHCO或NaCO等溶液吸收揮發出的氯化氫氣體(見圖2－D)]。這種設置方式，能讓學生自己動手大膽設計方案并進行實驗，給學生一個很大的活動和反思空間，符合科學探究的要求。而且，它沒有局限在課本所提供的實驗裝置上，還可以選擇其他的裝置作為研究對象，更能體現課改精神。
　　在“活動3嘗試實驗和獲得結論”這個板塊中，學生自選一套改進裝置進行實驗，記錄現象、得出結論可以說是沒有什么困難。
　　在“活動4交流與評價”這個板塊中，學生分析失敗的原因，如裝置漏氣或長徑漏斗下端未伸到液面以下……，改進裝置再進行實驗(放在第二課堂中進行)，然后交流、評價。
　　整體流程設置，能讓學生在觀察與實驗中發現問題、提出問題、解決問題，從中培養科學觀察、規范表達和分析問題的能力以及動腦、動手的能力；樹立實事求是、嚴謹務實的科學態度，為以后工作打下良好基礎。同時培養學生的發散思維及運用已有知識解決問題的能力，也加強同伴間的合作、交流與表達。
　　2、模式2：探究式
　　教師只是將儀器、藥品等準備好，并給出相關的信息資料，其余完全放手讓學生去探究(見圖3所示)。
　　提出問題應針對課題而言并能比較清楚地表述所發現的問題。應注意提出的問題能否提供合作的契機，是不是值得探究的問題。如果提出的問題過于簡單，探究將變成一種形式；如果提的問題與主題無關就要浪費課堂寶貴的時間。這個環節學生可以提出許多問題，如“實驗室制取氣體應從哪幾方面考慮?”、“哪些反應能產生二氧化碳?”、“哪些反應是否適合在實驗室制取二氧化碳?”等都是有效性和針對性的問題。
　　“大膽猜想與假設”是科學探究的正確道路。只有“大膽猜想與假設”，才能提出有意義的研究方向，發現創新性問題，沒有革舊布新的勇氣和膽略是做不出科學發現和創新性成果的。因此，應培養學生能主動地或在他人的啟發下對問題可能的答案作出猜想或假設，并具有依據已有的知識和經驗對猜想或假設作初步論證的意識。例如，產生二氧化碳的化學反應有很多，哪一個化學反應能適合實驗室制取二氧化碳?請大家先提出猜想與假設：用大理石(或石灰石)與稀鹽酸，用碳酸鈉與稀硫酸，用碳酸鈣與稀鹽酸等等，然后通過實驗驗證并得出結論。
　　在設計實驗方案并進行實驗時，學生在課題“制取氧氣”的學習中，已初步了解了氣體的制取不僅要考慮反應原理，還要根據藥品的狀態、反應條件、氣體的性質等來選擇發生裝置和收集裝置。因此，在進行本課題教學時，要善于采取對比的方法組織討論和交流，使學生在回憶、對比、分析、歸納、實驗等過程中形成制取氣體的一般思路和方法。指導學生看選擇化學反應原理的依據、反應物易得且價廉、反應條件易控制、有利于環保。讓學生首先確定儀器，再根據反應條件確定裝置(包括發生裝置和收集裝置)，然后自己設計實驗方案，獨立地進行探究活動。讓學生有更多的機會主動體驗探究過程，在知識的形成、應用過程中養成科學的態度，獲得科學的方法，在“做科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。
　　通過交流活動，使學生在發表自己的探究成果和方法、傾聽他人的探究經驗的過程中進行客觀的比較和鑒別，從不同的角度改進自己的經驗和認識，克服原先獨立探究中的片面性和局限性，最終完成對所學知識的完整建構。
　　整個教學過程中，學生始終處于一種積極參與、動手、動腦、動口、相互交流合作、理論聯系實際的狀態，既復習鞏固了相關的已學知識，又聯系了日常生活的實際，他們的思維、表達、自學、實踐、合作等能力與各種技能都得到充分的發展，學習化學的興趣以及對待科學的情感都得到了培養。
　　3、模式3：學案式
　　從學生學習的角度出發，充分發揮學生的主體作用，教師只是起到引導輔助作用。
　　在“溫故知新”這一模塊，學生已經學習了氧氣的實驗室制法，那么實驗室里能不能用制取氧氣的裝置來制取制取二氧化碳呢?學生回憶實驗室里用過氧化氫溶液制取氧氣的過程和反應條件、氧氣的相關性質和有關二氧化碳等的知識，回答：
　　確定氣體發生裝置時應考慮的因素是________，________。
　　收集氣體的常用方法有_________法，________法和法；選擇相應方法的依據是___________。
　　這種設置一改教材所用的直接套用的策略，讓學生能從已學的知識遷移到新知識上，學會運用類比推理的方法，能明確本課的研究內容，培養學生動手動腦能力。通過比較發現，兩者既有相同點(發生裝置相同)，又有不同點(收集裝置不同)，這樣對于下一環節，“學海探究”中二氧化碳的制取，只是水到渠成的事了。
　　在“學海探究”模塊，先設置其一起到導引作用之外(見表1)，其余的讓學生自己設計方案進行實驗，這樣探究的開放程度逐漸增大，教師應鼓勵學生大膽嘗試。
　　在“學以致用”模塊，主要設置與主題有關的習題進行訓練，既有常規l生的題型，如考查二氧化碳的性質、制取、用途等，又有知識拓展題型，如甲烷(CH)、硫化氫(HS)等的實驗室制取、性質(給出相關的信息資料，讓學生就發生裝置、收集裝置等項進行回答)。
　　在“拓展延伸”模塊，自己利用廚房用品[如堿面(NaCO)、雞蛋殼或燒水壺水垢(主要成分是碳酸鈣)和醋(一種酸)]和生活代用品再設計出幾套制取二氧化碳的方案，然后進行家庭小實驗。這樣使化學教學與生活實際聯系起來，讓學生從探究中獲取成功的喜悅，感悟化學源于生活又服務于生活，增強環保意識，培養用所學知識解決實際問題的能