陸周華

在初中化學(xué)課程中，二氧化碳制備為化學(xué)考試常考的重要內(nèi)容之一，為使學(xué)生全面了解與二氧化碳制備有關(guān)的知識(shí)，課本特別設(shè)計(jì)了二氧化碳制備試驗(yàn)，這樣就可以提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。不過(guò)在教學(xué)中，二氧化碳裝置往往具有如下缺點(diǎn)：無(wú)法就地即取，密封性不好，試驗(yàn)效果并不顯著等。所以，必須對(duì)此加以改進(jìn)。

一、學(xué)情分析

由于初中階段的學(xué)生自主意識(shí)還比較薄弱，考慮化學(xué)問(wèn)題不太成熟，仍需教師依據(jù)其年齡、學(xué)習(xí)能力以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難易程度進(jìn)行適時(shí)的指導(dǎo)。因此，教師應(yīng)結(jié)合初中生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從學(xué)生周圍比較熟悉的事物或現(xiàn)象出發(fā)，結(jié)合學(xué)生所熟悉的化學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，盡可能消除學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的陌生感，更有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和接受。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生更加明確地了解制備二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理，以及實(shí)驗(yàn)室中需要使用的化學(xué)藥物，并且使學(xué)生更加熟悉在實(shí)驗(yàn)室中制備二氧化碳需要的設(shè)備。

（二）能力目標(biāo)

利用本實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力以及與別人協(xié)作的意識(shí)，從而有效地提高了學(xué)生的交際能力。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

（1）通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，有效地引起學(xué)生對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的好奇和探究興趣，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的熱愛(ài)程度。

（2）透過(guò)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真務(wù)實(shí)的科研心態(tài)和集體合作的精神。

三、教學(xué)過(guò)程及針對(duì)不足的改進(jìn)措施

（一）聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行課堂導(dǎo)入

師：“同學(xué)們，我們來(lái)做一下深呼吸，你們知道呼出去的氣體中含有什么氣體嗎？”生：“含有二氧化碳。”教師從學(xué)生的生活實(shí)際出發(fā)引入本次實(shí)驗(yàn)，有利于消除學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的化學(xué)原理的陌生感。師：“大家請(qǐng)看投影中出現(xiàn)的圖片，分別是什么？”生：“植物的光合作用、人工降雨?！苯處熃柚嗝襟w向?qū)W生呈現(xiàn)生活中的圖片，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到二氧化碳的重要性。師：“我們之前學(xué)過(guò)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法，那你們知道在實(shí)驗(yàn)室中如何制取二氧化碳嗎？”教師聯(lián)系學(xué)生以往學(xué)過(guò)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，可以促進(jìn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的遷移，充分引起學(xué)生對(duì)本節(jié)課實(shí)驗(yàn)的好奇與思考。

（二）創(chuàng)設(shè)動(dòng)手操作情境

第一步：感知實(shí)驗(yàn)原理。師：“實(shí)驗(yàn)室一般會(huì)選用稀鹽酸與大理石這兩種物質(zhì)來(lái)制取CO2，你們知道大理石的主要成分是什么嗎？如何書寫其化學(xué)式？”生：“碳酸鈣，CaCO3?！睅煟骸艾F(xiàn)在請(qǐng)你們自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)吧！”由老師指導(dǎo)學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)，可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該反應(yīng)原理的認(rèn)識(shí)與記憶。學(xué)生通過(guò)小組協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)，把試劑瓶中的稀鹽酸滴入盛有大理石的試管中，有的成員負(fù)責(zé)觀察并陳述現(xiàn)象，有的負(fù)責(zé)拿筆及時(shí)做好記錄。最后得出結(jié)論：兩種反應(yīng)物在接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣體;試管中的大理石質(zhì)量有明顯減少;反應(yīng)方程式如下：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

第二步：探究實(shí)驗(yàn)裝置。師：“我們應(yīng)該選用什么裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)?？?qǐng)你們自主設(shè)計(jì)一套制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室裝置吧！”教師組織學(xué)生自主動(dòng)手制造裝置，可以訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維。學(xué)生結(jié)合第一步中化學(xué)反應(yīng)的條件以及氣體的性質(zhì)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)小組成員之間的合作與討論，不斷改進(jìn)裝置，最后使得裝置更加完善。

（三）組織學(xué)生展示成果

生一：“你所設(shè)計(jì)的這套裝置中，長(zhǎng)頸漏斗的末端太高了，才剛剛接觸到液面，應(yīng)該再往下伸入一些，這樣制取出來(lái)的氣體就不會(huì)輕易逸出。”生二：“我覺(jué)得你這個(gè)裝置中的導(dǎo)管伸進(jìn)儀器的部分太多了，現(xiàn)在這個(gè)位置不利于氣體往外排出，你要再往下一點(diǎn)，氣體根本無(wú)法排出，所以你應(yīng)該將導(dǎo)管伸進(jìn)去一點(diǎn)點(diǎn)?！毙〗M內(nèi)的成員各自討論設(shè)計(jì)裝置的優(yōu)、缺點(diǎn)，學(xué)生的思維比較活躍，同時(shí)對(duì)展示裝置的同伴表示強(qiáng)力支持。

（四）教材中二氧化碳制取裝置的不足

圖1為化學(xué)教材中二氧化碳制備設(shè)備，該裝置結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于運(yùn)行，不過(guò)這兩個(gè)設(shè)備均存在缺點(diǎn)，如無(wú)法對(duì)化學(xué)反應(yīng)加以合理調(diào)控，不能隨用隨取或不用即停。如果同時(shí)在試管內(nèi)和錐形瓶?jī)?nèi)添加相應(yīng)的稀鹽酸溶劑，瓶?jī)?nèi)的液體與固體立即產(chǎn)生反應(yīng)，盡管反應(yīng)過(guò)程相當(dāng)快速，但仍無(wú)法對(duì)瓶?jī)?nèi)反應(yīng)加以有效控制。要想完全終止瓶?jī)?nèi)反應(yīng)，需要先把瓶里的液體全部倒掉，因?yàn)椴荒茏詣?dòng)排除液體，而且在進(jìn)行試驗(yàn)后還必須清洗試管和錐型瓶。

（五）二氧化碳制取裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)校教材中二氧化碳制備設(shè)備中出現(xiàn)的缺陷，對(duì)其加以完善，并改進(jìn)了設(shè)備結(jié)構(gòu)（如圖2）。該設(shè)備克服了化學(xué)教科書中制取裝置不能隨用隨取﹑不用即停的問(wèn)題，化學(xué)反應(yīng)十分快速，且完全適應(yīng)了化工教材的要求。該設(shè)備可使液體與固體迅速分離，能自行排出液體。該設(shè)備的一個(gè)亮點(diǎn)是把玻璃彎曲式置入反應(yīng)瓶B中，利用玻璃彎曲式阻擋固體粒子流入瓶中，就可以處理液體，并且在不需制取氣體時(shí)，也可以及時(shí)停止在瓶中反應(yīng)。使止水夾B完全關(guān)閉，其余液體將經(jīng)由乳膠劑管逐漸返回到水漏斗A中，以便使液體與固體分離。這種方式也引入了物理中的連通器原理和氣壓平衡原理。在排泄反應(yīng)后液體處理技術(shù)方面的進(jìn)步，它還應(yīng)用了物理中的連通器基本原理與壓力平衡基本原理。

（六）改進(jìn)裝置二氧化碳的制取

改進(jìn)設(shè)備使用的主要材質(zhì)是雪碧瓶、Y形玻璃管、U形玻璃管、隔板、玻璃彎管、乳膠導(dǎo)管、排泄管等。漏斗A與反應(yīng)瓶B均為雪碧瓶，而且漏斗為雪碧杯的瓶口部分，把它倒置后重新安裝。在雪碧瓶的瓶蓋上邊扎小孔，然后把Y形玻璃管插入瓶蓋上邊，反應(yīng)瓶B是雪碧瓶的瓶底部分與杯口部分，在雪碧瓶的底面扎小孔，然后把玻璃彎曲式插入底面，然后再用隔墻板﹑U形玻璃管安裝在對(duì)應(yīng)的部分，用膠把反應(yīng)瓶B的左右部分連接起來(lái)。瓶蓋也增加了實(shí)驗(yàn)的密閉性，并加入了乳膠管，其封口效果也更好。反應(yīng)瓶B之間的多孔隔墻板為塑膠制品，在上邊扎小孔，然后用玻璃彎曲式地插到上邊，把隔墻板緊固住，然后再用兩根乳膠管把Y形玻璃管與反應(yīng)瓶A連在一起，并用止水夾夾住，然后再把乳膠管與反應(yīng)瓶B連在一起，整個(gè)安裝就完成了。

（七）改進(jìn)裝置的使用說(shuō)明

第一，檢查氣密性。使用止水夾把管道與排液管道一起夾緊，把適當(dāng)?shù)乃患尤肼┒稟中，并仔細(xì)地觀察漏斗A中水位的變化。如發(fā)生了較大改變，則表明裝置的氣密性不良，相反，則氣密性正常。開(kāi)啟排液管上的止水夾，把混凝土漏斗A中的污水排泄出去，直至完全排凈，再用止水夾A把管道夾緊，即可完成設(shè)備氣密性的檢測(cè)工作。

第二，制取二氧化碳。利用鑷子把適當(dāng)?shù)氖沂谷牖瘜W(xué)反應(yīng)瓶B中，并擰緊瓶蓋，然后再把少許的稀鹽酸溶液加入漏斗A中，并開(kāi)啟了導(dǎo)氣管上的裝夾，漏斗A中的液體就經(jīng)過(guò)乳膠劑管道直接注入化學(xué)反應(yīng)瓶B中，并形成了化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)也就結(jié)束了二氧化碳制備工藝。

第三，反應(yīng)隨用隨取﹑不用即停的操作。在萃取二氧化碳的過(guò)程中，如果欲馬上停止制取，可關(guān)掉止水夾B，而由于在水壓的作用下，液體慢慢返回到漏斗中，便完成了液體與固體的分離，但要想進(jìn)一步萃取二氧化碳，則需把止水夾B開(kāi)啟。

（八）實(shí)踐效果

改進(jìn)了二氧化碳制備設(shè)備后，獲得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，既反映了綠色環(huán)保理念，又節(jié)省了大量化學(xué)藥品。實(shí)踐也證明，完成安裝之后，在幾天內(nèi)都是可以用的。

四、課堂小結(jié)

師：“同學(xué)們，通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)你們都收獲了哪些知識(shí)？”生一：“我們掌握了實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的反應(yīng)過(guò)程及基本原理?！鄙骸斑€發(fā)現(xiàn)了制造二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室裝置?！?/p>

五、布置課后探究式作業(yè)

這個(gè)環(huán)節(jié)是對(duì)課堂探究教育的進(jìn)一步拓展，學(xué)生可利用周圍的廢棄物質(zhì)和化工產(chǎn)物制造二氧化碳。教師應(yīng)該使用小海貝和雞蛋殼替換大理石，使用食醋替換稀鹽酸。把物理、化學(xué)課堂研究和現(xiàn)實(shí)緊密聯(lián)系在一起，把物理、化學(xué)課堂探究拓展到現(xiàn)實(shí)生活中，學(xué)生就能夠運(yùn)用學(xué)到的物理、化學(xué)專業(yè)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題，從而感受物理、化學(xué)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。

六、總結(jié)本課題主要內(nèi)容

在“二氧化碳的制取”教學(xué)過(guò)程中，老師可以讓學(xué)生自主總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并歸納自己從課堂中學(xué)到的知識(shí)、得到的經(jīng)驗(yàn)。老師還可以設(shè)計(jì)活動(dòng)成績(jī)?cè)u(píng)估表，通過(guò)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的活動(dòng)成績(jī)，了解學(xué)生所掌握的知識(shí)與技能、情感態(tài)度與價(jià)值觀及學(xué)業(yè)目標(biāo)落實(shí)狀況。

七、教學(xué)評(píng)價(jià)

課程設(shè)計(jì)的導(dǎo)入環(huán)節(jié)采取了創(chuàng)造生活情景、創(chuàng)造直觀情景等形式，對(duì)學(xué)生的感官產(chǎn)生了一定沖擊，也可以激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)和原理的好奇心和探究興趣。在教學(xué)活動(dòng)中，老師通過(guò)為每個(gè)學(xué)生營(yíng)造自主動(dòng)手設(shè)計(jì)制作裝置的情境，既可以培養(yǎng)他們的合作意識(shí)，又可以有效地提高每個(gè)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，能夠加大他們對(duì)化學(xué)學(xué)科的熱愛(ài)程度，有利于培養(yǎng)并提升初中生的化學(xué)素養(yǎng)。

八、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在初中階段化學(xué)課程的實(shí)踐教學(xué)中，教師應(yīng)遵循最先進(jìn)的化學(xué)教育理念，充分考慮初中生的實(shí)際狀況、化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)課堂化學(xué)實(shí)踐內(nèi)容的接受程度，強(qiáng)化自己對(duì)提高學(xué)生化學(xué)素質(zhì)的關(guān)注，通過(guò)選擇學(xué)生較易接受的教育形式進(jìn)行化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，并采用各種創(chuàng)新型教育技術(shù)手段指導(dǎo)學(xué)生自主動(dòng)手操作了解化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，讓其保持對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理的強(qiáng)烈探知欲，從而進(jìn)一步提高學(xué)生具體實(shí)踐運(yùn)用化學(xué)知識(shí)的能力。