PAGEIIPAGE論文題目“二氧化碳的制備實驗”的活動設(shè)計研究

目錄論文摘要………………1一、教學(xué)內(nèi)容分析……………………2二、教學(xué)策略…………2三、實驗活動設(shè)計……………………21.實驗活動設(shè)計思路……………22.實驗活動主線設(shè)計……………33.探究實驗設(shè)計…………………34.創(chuàng)新實驗設(shè)計…………………45.分組實驗設(shè)計…………………66.實驗優(yōu)化設(shè)計…………………7結(jié)束語…………………7參考文獻(xiàn)………………8

論文題目：“二氧化碳的制備實驗”的活動設(shè)計研究論文摘要：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。學(xué)生在設(shè)計探究實驗方案、進(jìn)行實驗、觀察實驗現(xiàn)象、得出自己的結(jié)論并與他人的想對比的過程中，獲得的感悟和能力的培養(yǎng)是任何說教都無法代替的。二氧化碳是學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)識中最熟悉的物質(zhì)之一，二氧化碳的實驗室制備也是初中化學(xué)教材中的重點內(nèi)容之一。用學(xué)習(xí)氧氣的制備方法來研究二氧化碳，這就給學(xué)生提出了更高的要求。不是簡單的重復(fù)學(xué)習(xí)，而是要在原有的知識體系的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升。這就要求在課堂教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生實際能力和中考化學(xué)實驗操作水平測試的要求，對教材內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)整合和重組，以二氧化碳的實驗室制備的活動設(shè)計為研究對象設(shè)計問題組，培養(yǎng)學(xué)生的注意力，從而形成活動主線；以探究實驗和實驗微課等多媒體課件交互應(yīng)用為活動主要手段，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗觀察能力、設(shè)計能力、化學(xué)實驗基本操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和小組合作能力。關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗實驗設(shè)計裝置能力培養(yǎng)在魯教版第一單元《我們周圍的空氣》中，學(xué)生已經(jīng)體驗過怎樣在實驗室用化學(xué)藥品和合適的反應(yīng)原理以及簡單的裝置來制取氧氣，對氧氣的實驗室制取有關(guān)知識和實驗操作都已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上通過對已有知識的復(fù)習(xí)和拓展，進(jìn)一步學(xué)習(xí)另一種氣體的實驗室制法，并提煉出氣體實驗室制取的一般的思路和方法。學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識了許多實驗儀器和裝置，同時又對儀器和裝置的作用有自己的認(rèn)識，對化學(xué)實驗有著濃厚的興趣。掌握了一定的實驗操作基本技能，能正確的觀察實驗并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和評價，同時，學(xué)生也對身邊的許多熟悉的物質(zhì)能否應(yīng)用到實驗室進(jìn)行實驗有著濃厚的興趣。為此，建立以活動為中心，以學(xué)生為中心的化學(xué)實驗教學(xué)課堂成為必然。一、教學(xué)內(nèi)容分析化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。實驗中，學(xué)生可以通過親身經(jīng)歷、認(rèn)真觀察、動手操作、實驗探究和實驗分析獲取直接感受，在實驗中驗證和理解所學(xué)知識并形成自己的知識網(wǎng)絡(luò)體系，從而為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。二氧化碳是人類生產(chǎn)生活中接觸最多的重要物質(zhì)之一，而二氧化碳的實驗室制備也是初中化學(xué)的重要內(nèi)容。二氧化碳的實驗室制備是基于轉(zhuǎn)化的觀點認(rèn)識物質(zhì)，呼應(yīng)前面學(xué)習(xí)過的氧氣的實驗室制法，兩者形成互補(bǔ)之勢，在原有的實驗室制取氣體認(rèn)知基礎(chǔ)上提升一個認(rèn)知水平；較順利地構(gòu)建實驗室制取氣體的一般思路和方法。對照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，實驗教學(xué)活動設(shè)計就不能把學(xué)習(xí)重點放在知識的記憶上，而是要放在探究實驗室制取氣體的基本思路、親身體驗探究活動的樂趣上。但實際教學(xué)中，好多學(xué)生動手操作的能力比較差。為此，在課堂教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生實際能力和中考化學(xué)實驗操作水平測試的要求，對教材內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)整合和重組，以二氧化碳的實驗室制備的活動設(shè)計為研究對象設(shè)計問題組，培養(yǎng)學(xué)生的注意力，從而形成活動主線；以探究實驗和實驗微課等多媒體課件交互應(yīng)用為活動主要手段，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗觀察能力、設(shè)計能力、化學(xué)實驗基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和合作探究能力，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、敢于創(chuàng)新的科學(xué)品質(zhì)。二、教學(xué)策略1、密切聯(lián)系實際，調(diào)用已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，基于轉(zhuǎn)化的觀點認(rèn)識二氧化碳的實驗室制備，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。2.設(shè)計問題組，引導(dǎo)學(xué)生主動探究，形成活動主線，在實驗探究中獲取知識和實驗技能。3.設(shè)計合作探究實驗及裝置改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的實驗觀察能力、化學(xué)實驗基本操作能力、邏輯思維能力、實驗方案設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。4.利用微課等多媒體課程資源，對實驗優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行分析，提高課堂效率。三、實驗活動設(shè)計1.實驗活動設(shè)計思路調(diào)用已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，基于轉(zhuǎn)化的觀點認(rèn)識二氧化碳的實驗室制備。知識轉(zhuǎn)化的過程，并不是單一的，而是呈螺旋向上的模式。在這種知識螺旋上升的過程中，顯性知識與隱性知識相互作用，相互更替，不斷深化，知識水平也就上升至更高水平。[1]學(xué)生們在已有的知識基礎(chǔ)之上，經(jīng)過了一段時間的知識沉淀和內(nèi)化，在此基礎(chǔ)上再學(xué)習(xí)二氧化碳的實驗室制備，實際上是基于轉(zhuǎn)化的觀點認(rèn)識新的物質(zhì)。氧氣的實驗室制備為研究二氧化碳的實驗室制法提供了思路。實驗教學(xué)的活動設(shè)計呼應(yīng)前面學(xué)習(xí)過的氧氣的實驗室制法，兩者形成互補(bǔ)之勢，從而達(dá)成形成實驗室制取氣體的一般思路和方法的目標(biāo)。2.實驗活動主線設(shè)計設(shè)計問題組，激發(fā)學(xué)生興趣和注意，形成活動主線。興趣是最好的老師。有了興趣，學(xué)生就精神抖擻，就興奮，頭腦就更加靈活。學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察就更認(rèn)真和全面，他們的內(nèi)心就指向和集中于知識的認(rèn)知、獲取、分析、加工上，就更能專心致致。引起注意，學(xué)習(xí)興趣盎然，大腦深處就會產(chǎn)生更強(qiáng)大的求知欲望。在教學(xué)過程中，抓住了學(xué)生的注意力，這是取得良好教學(xué)效果的先決條件。問題組設(shè)計：問題1：你認(rèn)為實驗室用什么樣的反應(yīng)可以制得二氧化碳？與其他同學(xué)的選擇一樣嗎？問題2：應(yīng)該選擇怎樣的儀器、裝置和收集方法？有何好處？問題:3：主要的實驗步驟有哪些？如何檢驗、放置和驗滿？思考這些問題和實驗室氧氣的制備過程的思考是一樣的。通過對上述問題的思考和解決，引起了學(xué)生的注意，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而構(gòu)建出了二氧化碳制備實驗的活動主線，對準(zhǔn)實驗教學(xué)活動的目標(biāo)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度，培養(yǎng)了學(xué)生，從問題中來，到解決問題中去，從基本理論出發(fā)，提高應(yīng)用基本理論知識解決實際問題的能力，最后，形成自己的一般認(rèn)識：我在實驗室制取某種氣體應(yīng)該怎么辦。3.探究實驗設(shè)計學(xué)生思維能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在對化學(xué)原理的分析與判斷上。這是很好的對學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)的素材。二氧化碳的制取所需要的藥品和反應(yīng)原理，可以根據(jù)學(xué)生實際，將學(xué)生能想到的和在網(wǎng)絡(luò)上能查到的事先布置下去，既可以提高學(xué)生的興趣，又可豐富實驗藥品的種類，從而增大學(xué)生選擇藥品和反應(yīng)原理的范圍，進(jìn)一步提高學(xué)生小組合作探究的主動性以及合作探究對照實驗的真實性。實驗前學(xué)生需要的準(zhǔn)備什么樣的藥品可以反應(yīng)生成二氧化碳？眾多藥品怎樣比較出最佳的組合來制取二氧化碳？你與你的組員怎樣配合進(jìn)行對照實驗？學(xué)生進(jìn)行合作探究實驗。對比觀察到的實驗現(xiàn)象，進(jìn)而分析反應(yīng)物價格和來源等，得出最合適的藥品是石灰石和稀鹽酸。結(jié)合學(xué)生已有知識：動植物的呼吸作用、木炭燃燒、蠟燭燃燒等都能產(chǎn)生二氧化碳，但產(chǎn)物不純凈，條件復(fù)雜等，從而進(jìn)一步歸納得出實驗原理選擇主要考慮的四個因素：反應(yīng)速率適宜于學(xué)生操作，生成的二氧化碳?xì)怏w要純凈，反應(yīng)條件容易滿足，反應(yīng)所用藥品容易從實驗室或身邊的物質(zhì)中獲得。讓學(xué)生親身進(jìn)行實驗探究操作，可以使學(xué)生從中直觀的獲得需要的知識，從而加深了對所學(xué)化學(xué)知識的理解，提高學(xué)生的實驗觀察能力、比較分析能力和解決問題能力，同時激發(fā)了學(xué)生對化學(xué)奧秘更強(qiáng)烈的求知欲望?；瘜W(xué)實驗活動，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的重要手段，實驗時，學(xué)生頭、手并用，加快了實驗操作技能的形成和提高；加強(qiáng)了學(xué)生之間的相互配合，整合了他們所學(xué)得的知識。實驗探究的過程就是學(xué)生利用所學(xué)理論知識應(yīng)用到探究實驗的實踐過程中，然后再從實踐到理論的過程。因此，對二氧化碳制備的實驗活動設(shè)計，要做到實驗主線清晰，要求具體明確，操作性強(qiáng)。同時，結(jié)合化學(xué)實驗基本操作基本要求，使學(xué)生學(xué)會規(guī)范的操作技術(shù)。例如，規(guī)范的用試管、鑷子、試管夾、膠頭滴管等儀器進(jìn)行實驗等。塊狀固體藥品的取用和液體藥品的取用，要使學(xué)生掌握操作要領(lǐng)，培養(yǎng)動手能力。4.創(chuàng)新實驗設(shè)計實驗裝置的設(shè)計和裝置的改進(jìn)完善，是學(xué)生進(jìn)行實驗方案設(shè)計能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。按照氣體制備實驗裝置的用途，我們一般把實驗裝置分為氣體發(fā)生裝置和收集裝置。通過學(xué)生的比較分析，思考?xì)w納出裝置選擇的主要依據(jù)，從而培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力。同時，結(jié)合學(xué)生個人生活實踐經(jīng)驗，可以拓展學(xué)生視野，進(jìn)而利用身邊的材料，對實驗裝置進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。（1）發(fā)生裝置的選擇：A裝置：固體受熱型裝置；B裝置和C裝置：固、液不加熱型裝置。（2）收集裝置的選擇：D排水集氣法；E向下排空氣法；F向上排空氣法。學(xué)生通過觀察、分析，可以比較選擇出正確的發(fā)生裝置和收集裝置，在教師的引導(dǎo)下，能根據(jù)具體的反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件來選擇發(fā)生裝置；能根據(jù)生成氣體的溶解性和密度、是否與水反應(yīng)，是否有污染來確定選擇哪種收集裝置。（3）儀器的選擇和裝置的改進(jìn)：學(xué)生對裝置的選擇過程有利于學(xué)生知識的認(rèn)知和對知識的歸納提升，使學(xué)生感悟到設(shè)計實驗裝置的思路，但對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力是不夠的。因此，學(xué)生活動可以設(shè)計為：選擇儀器或代用品自主設(shè)計一套符合一下任意一個要求的實驗室二氧化碳的制備裝置，并說明選擇的依據(jù)。這樣讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行實驗裝置的選擇和改進(jìn)，組裝出多種制取二氧化碳的實驗裝置。這對鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、實驗探究能力的作用是巨大的。實驗設(shè)計要求：①用最簡單的實驗裝置制取一瓶二氧化碳?xì)怏w；②如果需要在實驗過程中補(bǔ)充酸液，裝置需要做怎樣的選擇或改進(jìn)；③如果要求在實驗過程中，能夠隨時控制反應(yīng)的發(fā)生和反應(yīng)的停止，裝置需要進(jìn)行怎樣的設(shè)計？。④如果在實驗過程中能控制反應(yīng)的快慢，裝置又可以怎樣改進(jìn)？。實驗室提供的儀器：酒精燈、錐形瓶、燒杯、試管、鐵架臺（帶鐵架或鐵圈）、普通漏斗、長頸漏斗、分液漏斗、帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞、帶導(dǎo)管的雙控橡皮塞、廣口瓶、注射器、平底燒瓶、集氣瓶、玻璃片、止水夾、火柴、水槽等。其他儀器：學(xué)生自備儀器、代用品等。學(xué)生通過討論、交流，選出合適的儀器用品組成裝置，教師引導(dǎo)學(xué)生對不同典型裝置進(jìn)行評價，分析優(yōu)缺點，選出最佳裝置并提出表揚(yáng)。在這個過程中，如果學(xué)生選擇了自備儀器或代用品，教師要耐心引導(dǎo)學(xué)生分析學(xué)生選擇的依據(jù)，可能產(chǎn)生的實驗問題，對此進(jìn)行針對性較強(qiáng)的評價和指導(dǎo)。允許學(xué)生用自己設(shè)計的合適的裝置進(jìn)行實驗。在這一探究過程中，學(xué)生的興趣濃厚，積極動腦思考，去想象、去鉆研問題，學(xué)生回顧學(xué)過的知識，并認(rèn)真歸納整理，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，根據(jù)實驗反應(yīng)的原理，設(shè)計不同風(fēng)格甚至各具特色的組合方案，小組內(nèi)、甚至小組間積極合作交流甚至爭論，真正達(dá)到化學(xué)實驗的目的。幾乎所有的學(xué)生在不同程度上都創(chuàng)造性地運(yùn)用知識，提高了學(xué)生的合作探究能力和實驗方案的設(shè)計能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，這對培養(yǎng)學(xué)生的智力和創(chuàng)造力，為將來學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。5.分組實驗設(shè)計規(guī)劃設(shè)計好學(xué)生的分組實驗，檢驗學(xué)生動手能力和實驗方案設(shè)計水平。分組實驗是學(xué)生最愿意進(jìn)行的教學(xué)實踐活動。也是檢驗和訓(xùn)練學(xué)生動手能力和實驗方案設(shè)計能力的重要手段。這種實驗的最大好處是，學(xué)生每個人都必須動手進(jìn)行實驗，動手操作，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高，對提高學(xué)生的實驗技巧和技能有很強(qiáng)的促進(jìn)作用；同時，學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察更仔細(xì)、更認(rèn)真，對實驗過程中的一切都會報以最飽滿的熱情。在分組實驗中，加快了對實驗操作技能形成和提升；從而鞏固驗證實驗規(guī)范，加快同學(xué)們對所學(xué)得的理論知識的理解和鞏固。學(xué)生分組實驗過程中，教師要及時巡查，對發(fā)現(xiàn)的群體性不規(guī)范的實驗操作，必須集體矯正，防止發(fā)生實驗室安全事故，對規(guī)范操作的學(xué)生及時提出表揚(yáng)。同樣，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，實事求是的及時記錄實驗結(jié)果，對培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣是十分重要的。特別是氣體的產(chǎn)生、導(dǎo)出、收集，二氧化碳的驗滿和放置，二氧化碳的檢驗及詳細(xì)等。但是，僅僅學(xué)會觀察并不是教學(xué)的最終目的，分組實驗教學(xué)的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生對觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析，學(xué)生運(yùn)用自己的智慧，對獲得的實驗結(jié)果進(jìn)行腦力分析判斷，抽取其中的規(guī)律性知識，形成自己的知識網(wǎng)絡(luò)體系，從而獲得實驗室制取氣體的一般思路和方法。學(xué)生分組：4個大組：A組、B組、C組、D組A、B兩個大組各分7個小組，每小組2人；C、D兩個大組各分6個小組，每小組2人。學(xué)生總數(shù)52人。A組任務(wù)：組裝簡單實驗裝置，制取少量（一瓶）二氧化碳?xì)怏w。B組任務(wù)：組裝能在實驗過程中添加稀鹽酸，但不能打開橡皮塞，制取較多（二瓶）二氧化碳?xì)怏w的實驗裝置。C組任務(wù)：組裝能控制稀鹽酸和石灰石反應(yīng)的發(fā)生和停止的實驗裝置D組任務(wù)：組裝能使反應(yīng)立即發(fā)生、也可以使反應(yīng)迅速停止的實驗裝置，制取多量（500ml）二氧化碳?xì)怏w。分組實驗的成敗的另一個關(guān)鍵的是怎樣分組。學(xué)生的基礎(chǔ)不同，實驗習(xí)慣不同，水平參差不齊，怎樣合理的給學(xué)生分組才能使實驗教學(xué)效率達(dá)到最優(yōu)化？我認(rèn)為，最好的分組是在學(xué)生相互選擇的基礎(chǔ)上，充分利用班委會、課代表、小組長的帶頭作用，選擇以優(yōu)帶差、一男一女的方案最為合理。6.實驗優(yōu)化設(shè)計利用微課視頻對實驗優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行分析，提高課堂效率。微課的制作主要是為了破解二氧化碳的制取、驗滿和檢驗，分析探究過程用時較長，而課堂時間有限；不同學(xué)生實驗水平參差不齊，可能實驗的完成度不好。為了提高學(xué)習(xí)效率，給學(xué)生留出充足的分組實驗時間，可以對實驗優(yōu)化設(shè)計的典型事例制成微課視頻等多媒體課件。如，微課：二氧化碳的收集、驗滿和檢驗。微課具有時間短、內(nèi)容精煉、主題突出、指向明確、相對完整的特點，在教學(xué)中作為一種比