二氧化碳的性质教学案例分析

1、“二氧化碳的性质”教学案例分析：一、教材分析（一）相关内容在教科书体系中的意义、地位和作用二氧化碳是初中化学课程中另一个需要重点学习的物质，其重要性和学习价值并不逊于氧气。二氧化碳是酸性氧化物的代表物，与氧气相比化学性质更为复杂，可以与水反应生成碳酸，可以与氢氧化钠、氢氧化钙发生反应，二氧化碳的学习丰富了学生了解的物质类别和物质间的反应关系。酸和碱是初中阶段要求的基于物质类别认识的物质，因此，在义务教育化学课程后期，学生对二氧化碳性质的认识不会局限在二氧化碳与氢氧化钠或氢氧化钙的一两个反应中，可能发展到二氧化碳能与碱这一类物质发生反应，不过不要求判断反应产物。二氧化碳对于动植物的生存、生长具有

2、重要意义，二氧化碳也是温室效应、碳排放等环境问题中的焦点物质。另外，作为含有碳元素的物质，二氧化碳又是自然界中碳循环的重要结点，因此合理使用二氧化碳，有效控制二氧化碳的生成和转化，是化学科学界重要的研究课题，也是学生们应该有意识的主动关注的问题。（二）教科书对相关内容的处理1内容选取各版本教材的二氧化碳性质这部分教学都包括：二氧化碳的色、味、态，密度比空气大、能溶于水、不支持燃烧、溶液能使指示剂变色、能使澄清石灰水变浑浊等内容。以人教版教科书为例，二氧化碳的性质在第六单元碳和碳的氧化物课题3中，其标题和教学内容见下图。图2-2- 1教科书中二氧化碳性质的教学内容2组织特点不同版本教材安排二氧化

3、碳的位置不同，选取二氧化碳教学的突破点和侧重点也就不同，发挥的教学价值功能也就不同。上教版教材将二氧化碳与空气、氧气安排在同一章中，二氧化碳的学习过程是对学习氧气时从物理性质到化学性质的思路的应用，也是对从氧气学习中形成的气体制备的思路方法的迁移应用。另外，将二氧化碳与氧气一起安排在初中化学课程的第二章，在分子、原子、元素、质量守恒定律等概念原理学习前学生接触了更多的物质、更多的反应，使概念原理学习的例证更丰富。鲁教版教材和人教版教材中，二氧化碳性质的学习都放在分子、原子、元素、质量守恒定律等概念原理的学习之后，这些概念原理对二氧化碳的学习都可以起到指导作用。同时，在前面的学习过程中学生发展了

4、一定的实验能力和探究能力，在二氧化碳的学习中，鼓励学生应用实验探究能力，特别是尝试设计实验探究方案，映证自己对二氧化碳的认识，是二氧化碳教学的一个重要内容。3栏目分析以人教版教材为例，本部分教学内容涉及的栏目主要是“实验”，栏目内容和具体的功能价值见表2-2-4。表2-2- 1 二氧化碳的性质教科书栏目分析栏目名称栏目内容栏目功能实验6-3实验：制取收集二氧化碳，验满通过对实验现象的观察和分析，获得二氧化碳不支持燃烧、比空气重、能溶于水等性质巩固训练学生实验现象描述、观察能力，以及通过实验现象获得实验结论的能力实验6-4实验：向有不同高度的燃烧蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳实验6-5实验：向装满二氧

5、化碳的塑料瓶中加入水实验6-6实验：二氧化碳溶于水有没有发生化学变化这是一个探究活动，将二氧化碳的水溶液可以使指示剂变色作为一个情景，引导学生通过控制变量和对比实验的设计明确是什么使指示剂变色。这个活动的目的不仅仅是为了获得二氧化碳与水反应生成碳酸的知识，更重要的是让学生学习体会如何运用控制变量、对比等科学方法，合理进行实验设计，获得完备准确的证据资料，最终形成科学结论。二、学情分析（一）已有知识基础学生对二氧化碳是十分熟悉的，碳酸饮料中有二氧化碳、二氧化碳可以灭火、二氧化碳可以使澄清石灰水变浑、二氧化碳参与光合作用、人呼出的气体中含有高浓度二氧化碳、二氧化碳过度排放对环境的影响等。但是学生对

6、自己已有的这些知识掌握的并不深入确切，比如如何证明碳酸饮料中确实有二氧化碳，碳酸饮料中有多少二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水便混得过程中发生了什么，二氧化碳为什么可以灭火由于学生对二氧化碳的熟悉，以及基于这种熟悉可以自然而然产生问题，所以二氧化碳的教学可以考虑开放一些，以激发和满足学生的好奇心为主线索，进行问题解决是的探究教学，最后再通过对问题解决结果的梳理形成对二氧化碳从物理性质到化学性质的全面认识。同时，由于在前面内容的学习中学生已有了较为丰富的实验探究经验，在二氧化碳的教学中可以进一步增加学生实验操作的数量，并尝试留给学生一定的实验设计空间。（二）学习障碍点分析由于学生对二氧化碳十分熟悉，

7、所以对于二氧化碳性质的具体内容学生较容易理解，不构成学习障碍。对学生而言，这部分学习较为困难的是如何从实验现象获得结论，如，为什么向烧杯中倾倒二氧化碳，烧杯中的蜡烛灭了，就说明二氧化碳不支持燃烧且密度比空气大？基于实验现象做出严谨逻辑的推理，从而形成实验结论，而不是想当然的给出结论，是这部分学习对学生的挑战。同时，在二氧化碳性质的学习中，对学生探究能力的要求也提高了，对“二氧化碳溶于水有没有发生化学变化”的探究需要学生理解探究活动方案与探究问题及预期假设间的关系，并能依据实验结果形成探究活动结论。如果在这部分教学中能引导学生根据探究问题自主进行实验方案的设计就更好了。三、教学目标的确定（一）课

8、标分析课程标准中对二氧化碳性质部分的有关规定如下表所示：表2-2- 2课程标准中对二氧化碳性质教学的要求一级主题二级主题标准活动与探究建议身边的化学物质我们周围的空气l 能结合实例说明二氧化碳的主要性质l 了解自然界中的碳循环l 实验：氧气和二氧化碳的制取和性质。l 辩论：空气中的二氧化碳会越来越多吗？氧气会耗尽吗？l 小组协作设计并完成实验：人呼出的气体与空气中二氧化碳相对含量的差异。从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个角度对课程标准中相关要求进行分析，可以看出（表2-2-6）：表2-2-3从三维目标分析课程标准中二氧化碳性质的相关内容 目标维度教学内容知识与技能过程与方法情感态度

9、与价值观二氧化碳的性质二氧化碳性质、用途的具体知识；了解自然界中的碳循环实验探究二氧化碳性质的方法；检验二氧化碳的方法；根据探究问题初步设计实验方案；设计实验方案时能够运用对比的方法和控制变量的方法从元素守恒的角度理解自然界中的碳循环，理解含碳物质在自然界中的相互转化；能够主动关注二氧化碳排放等环境问题，从化学视角分析解决社会问题，理解处理好生产发展与保护环境相互关系的重要意义（二）教学价值分析1.学科价值二氧化碳是非金属氧化物，是义务教育阶段要求学生掌握的唯一的酸性氧化物。二氧化碳性质的学习为高中学生基于类别认识酸性氧化物打下基础。二氧化碳可发生的化学变化较多，实验丰富，是培养和训练实验操作

10、技能和实验探究能力的好素材。2.应用价值二氧化碳在空气和海洋中的存在和循环对气候，海洋环流，动植物生长的影响巨大。灭火、制作碳酸饮料、制冷剂、绿色植物气体肥料、超临界萃取剂和新型洗涤剂等用途与我们的生活息息相关。本课题实验探究能力的发展，对今后的学习活动，甚至生产生活中的问题解决也会产生积极作用。3.学生认识发展价值通过本节内容的学习，学生对二氧化碳的认识从零散模糊到系统清晰；持有的认识身边化学物质的一般思路更为完善稳固；实验探究能力得到发展，能较好地理解探究问题、提出假设、实验方案、实验结果、形成结论间的逻辑关系，并开始尝试自主设计探究活动方案。（三）具体教学目标结合上述课程标准分析、教材分

11、析和学情分析，对二氧化碳性质的教学目标可确定为：1.知识与技能（1）知道二氧化碳的色、味、态、密度比空气重、能溶于水等主要物理性质。（2）知道二氧化碳不支持燃烧、能与水反应、能与氢氧化钙反应等化学性质，能用化学方程式表示二氧化碳的化学性质，并能运用二氧化碳的性质解决简单的实际问题。（3）能理解教师对二氧化碳不支持燃烧、二氧化碳能溶于水的实验设计，能初步完成简单的化学实验，能比较准确、完整地对实验现象进行描述，并根据实验现象推出相关结论。2.过程与方法（1）能够依据多个实验的实验现象、运用分析、比较、归纳的方法梳理二氧化碳的物理性质和化学性质。（2）尝试运用对比的实验方法设计化学实验，证明二氧化

12、碳不支持燃烧。（3）完成二氧化碳与水的反应的探究活动，体会控制变量方法的使用，提高发现和提出问题，形成假设，以及依据假设设计实验方案的能力。3.情感态度与价值观通过对二氧化碳广泛用途的了解，体会二氧化碳与人类生产生活关系密切，体会二氧化碳性质与用途间的关系，体会到学习化学可以指导我们安全、健康的生活。4.教学重点和难点教学重点：二氧化碳的性质，二氧化碳溶于水有没有发生化学变化的实验探究教学难点：实验现象与实验结论关系的建立，二氧化碳与水反应的探究实验方案设计四、教学内容的选取和组织（一）教学内容与教材内容的关系二氧化碳是学生身边的常见物质，但是教材中对这一点关注不够，教材只在“二氧化碳对生活和

13、环境的影响”标题下介绍了二氧化碳对人体健康的影响以及二氧化碳和温室效应的关系，并简要提及了二氧化碳的光合作用、作为灭火剂、气体肥料和化工原料的作用。本节教学特别注意将碳酸饮料中的二氧化碳作为研究对象，这使学生感受到自己确实在研究身边的二氧化碳，让学生强烈的感受到了化学就在我身边，引发了学生极强的探究欲望。（二）教学内容与教学目标的关系本节课的教学中用饮料中的二氧化碳引发学生对二氧化碳性质的探究欲望；通过二氧化碳制备收集验满、向装有不同高度的燃烧蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳、向装满二氧化碳的塑料瓶中加水等实验，引导学生分析实验现象，形成实验结论，梳理出二氧化碳的性质；通过二氧化碳溶于水有没有发生化学

14、变化的实验探究，获得二氧化碳与水反应的知识、体会控制变量和对比的实验方法，加强实验设计能力，发展实验探究思维。五、教学策略和方法的选择通过多个实验实现对二氧化碳性质的认识，突出了实验在认识身边化学物质中的功能；通过认识物质的一般思路框架完成对二氧化碳性质的梳理，巩固和发展了学生对化学物质认识的科学性、有序性、全面性；通过二氧化碳与水是否发生化学反应的实验探究，发展了学生的科学探究能力，特别是探究思维能力。六、教学过程（一）教学设计线索知识逻辑线认识发展线驱动问题线情景素材线学生活动线确认饮料中有二氧化碳对二氧化碳的模糊、零散的认识为什么雪碧（碳酸饮料）喝起来会有凉爽的感觉？饮料中的二氧化碳观察

15、和感受饮料中的二氧化碳通过实验现象认识二氧化碳不支持燃烧、比空气重、能溶于水等性质对二氧化碳的具体、确证的认识实验探究能力的发展：从学习氧气时的理解实验现象与实验结论间的关系到本节课中自主构建实验现象与实验结论间的逻辑关系完成实验，根据实验现象你发现二氧化碳有哪些性质呢？三个实验：1.制取并收集二氧化碳，验满。2.向装有不同高度的燃烧蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。3.向装满二氧化碳的塑料瓶中加水小组合作完成实验，观察实验现象，完成实验记录，形成实验结论交流研讨，说明从实验现象为什么可以获得自己表述的实验结论按照认识物质的一般思路框架梳理二氧化碳的性质对二氧化碳的科学、有序的认识二氧化碳有哪些性质？

16、请做出全面、系统的描述。依据实验现象和结论，按照物理性质、化学性质梳理二氧化碳的性质通过对二氧化碳与水的反应的探究，获得二氧化碳与水反应的知识、体会控制变量和对比的实验方法，加强实验设计能力，发展实验探究思维对二氧化碳性质认识的进一步完善实验探究能力的发展：从自主构建实验现象和结论间的逻辑关系到构建探究问题、提出假设、实验方案、实验结果、形成结论等多个探究环节间的整体的逻辑关系，发展探究思维二氧化碳溶于水有没有发生化学变化呢？一组实验：用石蕊试液染成紫色的干燥小花四朵，分别喷上水、稀醋酸、二氧化碳的水溶液，以及直接放入充满干燥的二氧化碳的集气瓶中小组合作探究：情境：二氧化碳的水溶液可以是指示剂

17、变色问题：二氧化碳溶于水有没有发生化学变化呢？小组活动：提出多种假设，根据不同的假设设计实验方案予以证明，组间交流实验方案和结果生产生活中的二氧化碳（初步认识碳循环）应用新知解决问题生活中哪里有二氧化碳？学生和教师共同提供生活中二氧化碳来源或用途的素材提供自己知道的身边的二氧化碳的来源或用途，分析与这些素材相关的化学问题（二）具体教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图分析点评创设情境引入新课通过实验认识二氧化碳的性质梳理二氧化碳的性质发现新问题实验探究解决问题指导学生：打开雪碧，看到什么现象？喝一口，有什么感觉？你想知道为什么吗？讲解：今天我们通过实验来认识二氧化碳。指导学生完成三个实验。总

18、结归纳二氧化碳的性质。巡视指导，发现问题。组织学生进行交流注意引导学生应用认识物质的思路框架板书：学生总结的二氧化碳性质知识梳理：提出问题：探究矿泉水瓶变瘪的原因，我们知道了二氧化碳能溶于水，那溶有二氧化碳的水还与水一样吗？再问：用什么方法来证实呢？演示实验：对比实验：溶有二氧化碳的水使紫色石蕊试剂变红，而水不会。提出探究问题：是什么物质使紫色石蕊变红？问：你的猜测是什么？展示：提供的仪器和药品指导学生的探究活动。让学生讲述自己小组的实验设计，倾听并引导其他学生质疑评价他人的设计。形成结论：二氧化碳与水反应生成碳酸，但碳酸不稳定，易分解。投影：生活中的一些问题：1、久置不用的菜窖，能贸然进入吗

19、？2、为什么常用二氧化碳灭火？任何火灾都能用二氧化碳扑灭吗？3、打开可乐的瓶盖时，冒出的气体是什么？怎么检验？（实验）布置作业：练习题1-8尝试，好奇完成实验：（1）设计方案，检验二氧化碳（2）倾倒二氧化碳并灭火（3）二氧化碳的溶解性实验记录现象，分析结论。各组学生交流实验的现象，分析通过实验认识到的二氧化碳的性质，并进行归纳。按照认识物质的思路框架总结梳理在笔记本上观察思考记录实验现象提出自己的猜想和实验方案全班交流实验方案，互相质疑评价，最终形成较为合理的方案：把浸过石蕊试液的4朵小花分别进行实验对比表达交流对猜想的验证结果，形成结论。梳理、总结、反思、完善学生思考、讨论、回答。用生活中的材料创设问题情景，充分调动学生学习的积极性。培养学生的实验能力，通过小组的合作，互相启迪、互相补充、并完善自己的结论。逐渐形成完整的知识体系。引发思维的冲突，再次激发兴趣。演示实验对后续的探究活动实际上起到了信息支持和方法导引的作用：提示学生利用不同物质遇到紫色石蕊试液颜色不同的性质进行区分通过学生亲自设计实验方案，发展学生的实验探究能力；通过让学生表达交流实验方案培养学生的表述能力，倾听他人观点的意识，和对不同观