基于核心素养的“二氧化碳的实验室制法”教学设计 论文

PAGEPAGE1基于核心素养的“二氧化碳的实验室制法”教学设计摘要：核心素养关系到学生未来的发展，从化学学科角度来说，是学生在学习过程中建立起来的化学思维素养、科学创新精神、动手实践能力、合作交流能力以及正确的情感态度与价值观。学生的化学核心素养需要通过化学课堂来实现，在学生学习化学学科知识的过程中,通过科学探究培养学科能力,发展学生学科情感，培养学生的核心素养。关键词：反应原理实验装置检验和验满一、设计理念培养学生化学核心素养，必须改革化学教学方式，从教师讲授为主的授课形式转变为学生自主、合作、探究为主的课堂教学方式，灵活采用启发引导、讨论交流和小组实验等形式多样的教学方法，培养学生的科学创新精神、动手实践能力、合作交流能力以及正确的情感态度与价值观等化学思维素养，促使学生核心素养的不断形成。二、教学目标1.知识目标（1）掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和制取方法；（2）认识实验室制取气体的一般思路和方法。2.能力目标（1）通过学习实验室制取二氧化碳，提高学生的动手操作能力和动脑分析能力；（2）通过比较二氧化碳和氧气的实验室制法，提高学生的分析和归纳能力。3.情感目标（1）通过实验探究，培养学生实事求是的科学探究精神和自主、合作的学习方式；（2）通过实验探究，激发学生学习化学的兴趣和求知欲，体验科学探究的乐趣，树立学好化学的信心。三、重点和难点重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和制取方法。难点：归纳并形成实验室制取气体的一般思路和方法。四、教学内容分析本节课的内容是山东教育出版社《义务教育教科书.化学》九年级上册第六单元“第三节大自然中的二氧化碳”的教学内容。“二氧化碳的实验室制法”是初中化学中关于气体制取的重要内容，是历年中考考查的重要知识点。学生通过对药品的选择、反应的原理、仪器装置的使用等实验探究，联系学习过的“氧气的实验室制法”的知识内容，对实验室制取气体的有关知识上升到一个新的认知水平，系统化地形成实验室制取气体的一般思路和方法，提高学生的化学实验技能和科学探究能力，培养学生自主、合作、探究能力，对学生后续学习酸、碱、盐等化合物的有关知识奠定基础。五、教学对象分析二氧化碳这种物质是学生熟悉的一种气体物质，学生熟悉其元素组成和分子构成，并且，学生已经学习了“氧气的实验室制法”，初步具备了实验室制取气体的有关药品的选择、仪器装置的选择、检验方法等基本知识和实验操作基本技能，本节课通过学生动手实验和合作探究，把实验室制取二氧化碳等气体的方法系统化，使学生的认知水平得到更大的提升。六、教学用品准备1.实验用品：石灰石、大理石、碳酸钠、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸、澄清石灰水、锥形瓶、分液漏斗、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导气管、胶皮管，集气瓶、玻璃片、火柴、酒精灯、小木条。2.教学设备：多媒体电脑、教学课件、西沃授课助手软件等七、教学过程【情景引入】有一种物质，它是“灭火先锋”，是绿色植物光合作用的原料之一，是导致“温室效应”的主要气体。这种物质是什么？(设计意图：从学生的已有知识和生活经验入手，通过猜谜语的形式，设置教学情景，激发学习兴趣。)【学生】二氧化碳【设疑】如果实验室里要研究二氧化碳的有关性质，如何制取二氧化碳气体呢？这种制法称为什么方法？【学生】实验室制法。【课件展示】氧气的实验室制取装置。【复习提问】实验室制取氧气时：用什么药品来制取，其反应原理是什么？写出化学方程式。使用什么样的发生装置和收集装置，其依据是什么？如何检验和验满氧气？实验的操作顺序是什么？设计意图：复习氧气的实验室制法，温故而知新，利用学生的现有知识，为学习二氧化碳的实验室制法做好知识准备。【学生交流】学生主动回答问题。【教师引导】我们学习二氧化碳的实验室制法的思路和实验室制取氧气的思路相同的。【设疑】在实验室里我们常用什么药品来制取二氧化碳呢？【探究活动一】确定实验室制取二氧化碳的药品和反应原理。【教师】现在每一小组同学课桌上有大理石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸等药品，利用试管等仪器，请同学们进行实验探究，在实验室里用什么药品来制取二氧化碳气体？记录好实验现象，注意实验操作的规范，避免药品粘到皮肤和衣服上。【探究活动一】（课件展示）完成下列探究实验：实验序号实验药品实验现象1碳酸钠和稀盐酸2大理石和稀盐酸3大理石和稀硫酸设计意图：学生通过合作探究、交流讨论、动手实验、观察现象等，完成了探究活动。学生通过自己的感受和体验，对实验室制取二氧化碳的药品的选择一定会有非常深刻的认识：确定实验室制取二氧化碳的药品时，反应速率、药品的来源和价格等也是需要考虑的因素。【小组实验】学生小组分工合作，动手实验。【交流现象】气泡的多少与速率的快慢等。【学生】大理石、碳酸钠分别与稀盐酸或稀硫酸反应都有气体，但是碳酸钠反应速率太快了，我们还没有来得及观察，反应就结束了，我们小组觉得不能用碳酸钠，应该用大理石和稀盐酸或稀硫酸反应来制取。【学生】老师，我认为不能用稀硫酸，因为我们发现大理石和稀硫酸反应的时候有气体产生，但是一会儿就没有气泡了。应该用稀盐酸和大理石反应，它们反应一直产生气体。【教师】大理石和稀硫酸反应的时候生成了微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石的表面，从而阻止了反应的继续进行。【获得结论】实验室里制取二氧化碳最合适的药品是大理石（主要成分是CaCO3）和稀盐酸。【板书讲解】反应的化学方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑【反思与评价】根据化学反应前后元素的种类不变，实验室制取二氧化碳，选择药品时应考虑的因素。【学生】老师，能不能用浓盐酸啊，为什么要是稀盐酸啊？【教师】（并没有急于进行解答）老师这儿有一瓶浓盐酸（展示药品，并打开瓶盖），同学们仔细观察瓶口有什么现象？【学生】有白雾产生。【教师】前排的同学，闻一闻有什么气味？【学生】有刺激性气味。【教师】盐酸是氯化氢气体的水溶液，浓盐酸有挥发性，会挥发出氯化氢气体，所以在瓶口会产生白雾，并有刺激性气味。（微笑地看着学生），你说能不能用浓盐酸啊？【生】不能。【教师】（继续追问）为什么啊？【学生】如果用浓盐酸，挥发出氯化氢气体，得到的二氧化碳气体就会混有氯化氢气体而不纯净了。【教师】同学们勤于动手，认真观察，勤于思考，勇于质疑的精神非常好，在学习中，我们就要积极主动地去获取知识，要学会善于发现问题和解决问题。从这个反应的反应物的状态、反应条件来分析，与以前学过的哪种气体的制取相似？【学生】（一起回答）过氧化氢制氧气。【教师】能总结出都有哪些相同点吗？【学生】小组交流讨论。【学生】反应物一种是固体，一种是液体来制取气体。【学生】还有，反应不需要加热。【教师】那么，可以用什么样的装置来制取呢？【探究活动二】设计实验室制取二氧化碳的装置。【课件展示】老师现在给每组同学准备了一些仪器，都放在了每一小组的课桌上，请每一小组同学把这些仪器组装成一套制取二氧化碳的发生装置。②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩设计意图：学生通过合作学习，交流讨论，自己亲手实验，激发了学习兴趣，认知活动达到主动积极的状态，并且，每个学生都能动手实验并发表自己的见解，教师给了每个学生展示自己学习结果的机会，促进了每一个学生的发展。【学生】每一小组同学分工合作，动手操作，设计实验装置。【教师】巡视学生，参与学生活动，启发、引导学生。【学生】老师，我们小组用①④⑧组装成这样的装置（装置甲）装置甲装置乙【学生】我们小组认为用①和⑦组装也可以（装置乙）。【教师】你们的装置（装置乙）与xx小组的（装置甲）相比有什么优点呢？【学生】仪器少，装置简单。【教师】xx同学，你们的装置（装置甲）与xx小组的（装置乙）相比有什么优点呢？【学生】我们多用了一个长颈漏斗，这样方便加入液体药品。【教师】如果用分液漏斗代替长颈漏斗，又有什么优点？【学生】可以控制反应的速率。【教师】同学们的设计都很好。老师也想和同学们一起来制取二氧化碳，但是由于条件所限，现在老师只有这样几种仪器（展示仪器，如下），同学们能不能帮助一下老师，如何用这样的仪器来组装成制取二氧化碳的装置？设计意图：利用老师提供的破旧的试管等仪器，巧妙地设计了制取二氧化碳气体的装置，体现了对学生创新素质的培养，促进学生学科核心素养的形成。（同学们积极性都很高，每小组同学相互交流讨论，过一会儿，有些同学开始摇头叹气，教室里安静了下来。这时，教师并没有去讲解或启发学生，只是用期待的目光扫视每位学生。一分钟后，有一位学生望着教师，将手举了一下，又放了下来，一副欲言又止的样子。教师向这位同学点点头，然后说，“同学们，如果有好的方法，就大胆地说一说，对错都没关系！”）（教师要给学生创设自主探究、合作交流、自我展示的时间和空间，让学生在平等、尊重、信任、理解和宽容的氛围里受到激励和鼓舞，营造和保持学生在课堂上和学习过程中的积极的心理状态。）【学生】（刚才那位欲言又止的学生）立即站起来：老师，我能。（很多同学好奇地望着该生）【教师】说说看，你怎么使用这些仪器制取二氧化碳？到讲台上演示一下。【学生】（边演示边将解）把大理石放在底部破的试管里，塞上橡皮塞，把稀盐酸倒入烧杯里，把试管放在烧杯里就行啦。（同学们恍然大悟，教师和学生鼓掌祝贺该生。）【教师】xx同学，那你再说说这个装置最大的优点什么啊？【学生】废物利用，节约资源。【获得结论】实验室制取二氧化碳的发生装置：固液不加热型发生装置。【教师】用什么方法来收集二氧化碳气体呢？【学生】向上排空气法。【教师】为什么用向上排空气法？能不能用排水法？【学生】因为二氧化碳密度比空气大，所以用向上排空气法；因为二氧化碳能溶于水，所以不能用排水法。【教师】那么，如何检验所得到的气体就是二氧化碳气体呢？【探究活动三】探究检验二氧化碳气体的方法和验满的方法。【学生】通入澄清石灰水，能使澄清石灰水变浑浊。【教师】很好。下面，同学们用你们小组自己设计的装置来制取一瓶二氧化碳气体。注意，在装入药品之前必须进行的一步实验操作是什么？【学生】检查装置的气密性。【教师】如何检验集气瓶中是否收集满了二氧化碳气体呢？（学生分组，动手实验，制取一瓶二氧化碳气体，并进行检验和验满。）【交流共享】学生边交流讨论边进行实验：验满二氧化碳气体的方法和原理。【学生】用燃着的小木条放在集气瓶口，如果木条火焰熄灭，证明已经收集满了。（学生实验操作结束。）【教师】同学们一起讨论一下实验室制取气体的一般方法和思路。【反思小结】学生交流讨论并归纳实验室制取气体的一般方法和设计思路。（1）研究化学反应原理：即在实验室的条件下（如常温、加热、加催化剂等），用什么药品、通过什么反应来制取所需气体？（2）设计实验装置的依据发生装置：反应物的状态和反应条件。收集装置：生成的气体的密度和在水中的溶解性。验证所得的气体……设计意图：通过氧气和二氧化碳的实验室制法知识的学习，引导学生交流讨论，归纳、提升实验室制取气体的一般思路和方法，促进学生认知水平的不断提高，促进学生化学思维的发展。八、板书设计二氧化碳的实验室制法药品的选择依据？反应原理——药品的选择依据？↓CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑收集装置的选择依据？发生装置的选择依据？实验装置——-——收集装置的选择依据？发生装置的选择依据？↓（反应物的状态和反应条件）（是否溶于水和密度大小）检验和验满的依据？操作步骤——检验和验满的依据？九、教学反思二氧化碳的实验室制取是初中化学中有关气体制取的重要知识点，是在学习了