基于探究建構(gòu)與素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)內(nèi)容分析??本課內(nèi)容隸屬于人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第六單元《碳和碳的氧化物》第三節(jié)。從課程標(biāo)準(zhǔn)解構(gòu)，本課位于“身邊的化學(xué)物質(zhì)”主題下，是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)氣體制備的第二個(gè)范例（繼氧氣之后）。其知識(shí)技能圖譜的核心在于：理解并掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理（碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)），能根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件及氣體性質(zhì)，遷移運(yùn)用氣體制備的一般思路，完成從原理到裝置、再到收集與驗(yàn)滿的完整實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并能規(guī)范操作。這不僅是本單元知識(shí)鏈（碳單質(zhì)→氧化物→制取與應(yīng)用）的關(guān)鍵樞紐，更是培養(yǎng)學(xué)生“物質(zhì)制備”這一核心化學(xué)觀念的重要載體。過(guò)程方法路徑上，課標(biāo)強(qiáng)調(diào)“科學(xué)探究”，本課是踐行探究式學(xué)習(xí)的絕佳契機(jī)。教學(xué)需引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣思考：如何從問(wèn)題出發(fā)，基于已有經(jīng)驗(yàn)（氧氣的制?。┻M(jìn)行對(duì)比、分析、推理與設(shè)計(jì)，最終通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證方案。這蘊(yùn)含著“控制變量”、“模型建構(gòu)”（裝置模型）、“證據(jù)推理”等關(guān)鍵學(xué)科思想方法。素養(yǎng)價(jià)值滲透方面，本課是發(fā)展“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”、“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的沃土。通過(guò)小組合作設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能體驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度；通過(guò)對(duì)不同裝置優(yōu)缺點(diǎn)的辨析與優(yōu)化，可培養(yǎng)批判性思維與創(chuàng)新意識(shí)；而聯(lián)系二氧化碳在滅火、食品工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，則能引導(dǎo)學(xué)生辯證看待物質(zhì)的雙重屬性，理解化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的價(jià)值。??基于“以學(xué)定教”原則，學(xué)情診斷如下：學(xué)生已完整學(xué)習(xí)過(guò)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取，初步建立了“原理—裝置—操作”的氣體制備認(rèn)知模型，具備一定的對(duì)比遷移基礎(chǔ)。但同時(shí)，學(xué)生也容易陷入思維定式，例如，認(rèn)為所有氣體都可用排水法收集，或?qū)Α肮桃翰患訜帷毙脱b置的多樣性缺乏認(rèn)識(shí)?？赡艿恼J(rèn)知難點(diǎn)在于：為何選擇稀鹽酸而非稀硫酸或濃鹽酸？為何選擇向上排空氣法？這需要深入理解反應(yīng)微觀機(jī)理與氣體密度等性質(zhì)。過(guò)程評(píng)估設(shè)計(jì)將貫穿課堂：通過(guò)導(dǎo)入環(huán)節(jié)的提問(wèn)診斷前概念；在小組設(shè)計(jì)任務(wù)中觀察學(xué)生的合作與推理過(guò)程；利用隨堂練習(xí)的分層設(shè)計(jì)檢驗(yàn)知識(shí)應(yīng)用水平?；诖耍虒W(xué)調(diào)適策略為：為起點(diǎn)較低的學(xué)生提供更具體的“腳手架”，如提示回顧氧氣制取的裝置圖；為思維活躍的學(xué)生設(shè)置更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，如“如何設(shè)計(jì)一個(gè)能隨時(shí)控制反應(yīng)發(fā)生與停止的裝置”；并通過(guò)展示不同小組的設(shè)計(jì)方案，引導(dǎo)全體學(xué)生在思辨中深化理解。二、教學(xué)目標(biāo)??知識(shí)目標(biāo)：學(xué)生能準(zhǔn)確書(shū)寫實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式，并闡釋選擇石灰石（或大理石）與稀鹽酸作為原料的原因；能系統(tǒng)闡述制取二氧化碳的裝置設(shè)計(jì)依據(jù)、收集與驗(yàn)滿方法，并與氧氣制取進(jìn)行對(duì)比分析，構(gòu)建起氣體制備的通用認(rèn)知模型。??能力目標(biāo)：學(xué)生能基于反應(yīng)原理和氣體性質(zhì)，獨(dú)立或合作完成制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與模擬組裝，并規(guī)范描述操作步驟；能從具體案例中歸納氣體制取裝置選擇的一般規(guī)律，并具備初步的評(píng)價(jià)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案的能力。??情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：在小組合作探究中，學(xué)生能積極傾聽(tīng)、有效溝通，共同面對(duì)設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)；通過(guò)討論二氧化碳的功與過(guò)，形成辯證看待化學(xué)物質(zhì)的社會(huì)價(jià)值、自覺(jué)關(guān)注環(huán)境問(wèn)題的意識(shí)。??科學(xué)思維目標(biāo)：本課重點(diǎn)發(fā)展“模型認(rèn)知”與“證據(jù)推理”思維。學(xué)生將經(jīng)歷從具體（氧氣制取裝置）到一般（氣體制備模型），再?gòu)囊话愕骄唧w（二氧化碳制取方案）的思維過(guò)程，并學(xué)會(huì)依據(jù)反應(yīng)原理（證據(jù)）推理裝置選擇（結(jié)論）。??評(píng)價(jià)與元認(rèn)知目標(biāo)：學(xué)生能依據(jù)教師提供的簡(jiǎn)易量規(guī)（如：原理正確、裝置合理、操作可行）對(duì)小組及他組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步評(píng)價(jià)；能在小結(jié)環(huán)節(jié)反思自己在“對(duì)比遷移”這一學(xué)習(xí)方法上的運(yùn)用情況。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)??教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、裝置設(shè)計(jì)思路及操作流程。其確立依據(jù)源于課標(biāo)要求，該內(nèi)容是“科學(xué)探究”主題下的核心實(shí)踐點(diǎn)，也是初中化學(xué)學(xué)業(yè)水平考試的高頻考點(diǎn)。它不僅是具體知識(shí)的掌握，更是“基于物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)制備方案”這一化學(xué)學(xué)科大概念的具體體現(xiàn)，對(duì)學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其他氣體（如氫氣）的制取具有奠基性作用。??教學(xué)難點(diǎn)：氣體制取裝置的選擇依據(jù)與優(yōu)化，以及科學(xué)探究思維的完整建構(gòu)。難點(diǎn)成因在于：首先，裝置選擇需綜合多重要素（反應(yīng)物狀態(tài)、條件、氣體性質(zhì)），對(duì)學(xué)生綜合分析能力要求較高；其次，學(xué)生需克服由氧氣制取形成的單一裝置圖式，理解裝置的多樣性與靈活性；最后，完整探究流程（提出問(wèn)題→設(shè)計(jì)→實(shí)踐→反思）的邏輯推進(jìn)，需要學(xué)生較高的元認(rèn)知調(diào)控能力。突破方向在于搭建對(duì)比與遷移的階梯，并提供豐富的實(shí)物和模型供學(xué)生觀察與操作。四、教學(xué)準(zhǔn)備清單??1.教師準(zhǔn)備????1.1媒體與教具：交互式課件（含原理動(dòng)畫(huà)、裝置圖庫(kù)、課堂練習(xí)）、板書(shū)設(shè)計(jì)草圖。????1.2實(shí)驗(yàn)器材：??????演示用：碳酸鈣、稀鹽酸、稀硫酸、濃鹽酸、試管、導(dǎo)管、集氣瓶、燒杯等。??????分組探究用（每小組）：大理石碎片、稀鹽酸、碳酸鈉粉末、錐形瓶、長(zhǎng)頸漏斗、帶導(dǎo)管的雙孔塞、單孔塞、導(dǎo)管、集氣瓶、玻璃片、燒杯、可樂(lè)一瓶。????1.3學(xué)習(xí)材料：分層學(xué)習(xí)任務(wù)單（含設(shè)計(jì)表格、評(píng)價(jià)量規(guī)）、知識(shí)清單卡片。??2.學(xué)生準(zhǔn)備????復(fù)習(xí)氧氣實(shí)驗(yàn)室制取的原理與裝置；預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，并思考“生活中哪些地方會(huì)產(chǎn)生或用到二氧化碳”。??3.環(huán)境布置????教室桌椅按46人小組合作形式擺放，便于討論與實(shí)驗(yàn)；預(yù)留展示區(qū)用于張貼各組設(shè)計(jì)方案。五、教學(xué)過(guò)程??第一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)??1.情境創(chuàng)設(shè)與認(rèn)知沖突：“同學(xué)們，請(qǐng)看老師手中的這瓶可樂(lè)，我劇烈搖晃后迅速打開(kāi)，會(huì)有什么現(xiàn)象？”（學(xué)生：冒氣泡/噴出來(lái)）“對(duì)，這些氣泡主要是什么氣體？”（學(xué)生：二氧化碳）。緊接著播放一段“泡沫滅火器”滅火的短視頻。“無(wú)論是可樂(lè)中的氣泡，還是滅火器噴出的泡沫，其中都有二氧化碳。那么，如果我們想在實(shí)驗(yàn)室里，像制備氧氣一樣，安全、可控、大量地獲得二氧化碳?xì)怏w，該怎么做呢？”??2.核心問(wèn)題提出：“今天，我們就化身成為實(shí)驗(yàn)室里的‘制氣工程師’，我們的核心任務(wù)是：自主設(shè)計(jì)并‘搭建’一套實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置?！??3.路徑明晰與舊知喚醒：“要完成這個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，我們需要解決三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：第一，用什么藥品、通過(guò)什么反應(yīng)來(lái)‘造’出二氧化碳？第二，根據(jù)這個(gè)反應(yīng)的特點(diǎn)，該選擇什么樣的發(fā)生和收集裝置？第三，具體如何操作？別忘了，我們可是有經(jīng)驗(yàn)的工程師，之前成功設(shè)計(jì)過(guò)氧氣的制取方案，那里的思路和方法，對(duì)我們今天會(huì)有很大的啟發(fā)。讓我們從回顧‘舊藍(lán)圖’開(kāi)始，開(kāi)啟新的設(shè)計(jì)之旅?！钡诙⑿率诃h(huán)節(jié)??任務(wù)一：回顧范式，激活模型——“氧氣的制取給我們留下了哪些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)？”??教師活動(dòng)：教師在黑板一側(cè)繪制思維導(dǎo)圖中心詞“氣體制取”，并提問(wèn)引導(dǎo)：“實(shí)驗(yàn)室制取任何氣體，我們通常需要考慮哪幾個(gè)核心模塊？”隨著學(xué)生回答，板書(shū)分支：原理、發(fā)生裝置、收集裝置、操作步驟。接著追問(wèn)：“以加熱高錳酸鉀制氧氣為例，它的發(fā)生裝置有什么特點(diǎn)？為何這樣設(shè)計(jì)？收集方法有哪些？依據(jù)是什么？”（引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出“固體加熱”、“氣體密度、溶解性”等關(guān)鍵詞）。最后點(diǎn)睛：“大家看，這一套思考流程，就是我們進(jìn)行氣體實(shí)驗(yàn)室制取的通用‘設(shè)計(jì)藍(lán)圖’?！??學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生集體回顧并口述氧氣制取的關(guān)鍵要點(diǎn)，在教師引導(dǎo)下，嘗試歸納出氣體制備的一般性思路框架。一位學(xué)生上前在黑板思維導(dǎo)圖上補(bǔ)充關(guān)鍵詞。??即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1.能否準(zhǔn)確回憶氧氣制取的核心知識(shí)點(diǎn)。2.能否在教師引導(dǎo)下，嘗試提煉出具有遷移價(jià)值的通用思路（原理→裝置→收集）。3.參與討論的積極性和語(yǔ)言表達(dá)的規(guī)范性。??形成知識(shí)、思維、方法清單：★氣體制備通用模型：實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路是：明確反應(yīng)原理→根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置→根據(jù)氣體密度、溶解性及是否與水或空氣反應(yīng)選擇收集方法。▲思維方法：從具體案例中歸納一般規(guī)律，是重要的學(xué)習(xí)方法?！锘仡櫶崾荆杭訜岣咤i酸鉀制氧氣屬于“固體加熱”型，這是我們已知的一種發(fā)生裝置類型。??任務(wù)二：探究原理，明確起點(diǎn)——“我們?cè)撚檬裁础浞健瘉?lái)制造二氧化碳？”??教師活動(dòng)：教師提供三組藥品：碳酸鈣（塊狀）、碳酸鈉（粉末）、稀鹽酸、稀硫酸。首先設(shè)問(wèn)：“實(shí)驗(yàn)室常用石灰石或大理石（主要成分碳酸鈣）與稀鹽酸反應(yīng)，為何如此選擇？我們通過(guò)一個(gè)小對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)找找答案。”演示實(shí)驗(yàn)1：分別用稀鹽酸和稀硫酸與塊狀碳酸鈣反應(yīng)，觀察反應(yīng)速率。演示實(shí)驗(yàn)2：用稀鹽酸與碳酸鈉粉末反應(yīng)，觀察劇烈程度。提問(wèn)：“對(duì)比實(shí)驗(yàn)1，哪個(gè)反應(yīng)更適合實(shí)驗(yàn)室制??？為什么？”“觀察實(shí)驗(yàn)2，如果用粉末狀藥品會(huì)怎樣？這對(duì)我們選擇藥品狀態(tài)有何啟示？”（引導(dǎo)得出“速率適中、易于控制”的結(jié)論）。最后，通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬反應(yīng)微觀過(guò)程，講解方程式，并強(qiáng)調(diào)“稀”鹽酸的重要性。??學(xué)生活動(dòng)：觀察對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小組討論教師提出的問(wèn)題，從“反應(yīng)速率可控”、“操作安全”等角度分析藥品選擇的科學(xué)性。書(shū)寫化學(xué)方程式，理解其微觀本質(zhì)。??即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1.觀察實(shí)驗(yàn)是否仔細(xì)，能否準(zhǔn)確描述現(xiàn)象差異。2.討論時(shí)能否將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與“適合實(shí)驗(yàn)室制取”的實(shí)踐要求相聯(lián)系。3.能否正確書(shū)寫化學(xué)方程式。??形成知識(shí)、思維、方法清單：★反應(yīng)原理：CaCO?+2HCl=CaCl?+H?O+CO?↑。核心要點(diǎn)：反應(yīng)物為大理石（或石灰石，塊狀）和稀鹽酸?！锼幤愤x擇依據(jù)：不用稀硫酸（因生成微溶物覆蓋表面，阻礙反應(yīng)）；不用濃鹽酸（揮發(fā)性強(qiáng)，使氣體不純）；不用粉末狀碳酸鈣（反應(yīng)太快，不易控制）。▲學(xué)科思想：化學(xué)試劑的選取需綜合考慮反應(yīng)速率、產(chǎn)物純度、操作安全與便利等多重因素，體現(xiàn)了“最優(yōu)化”思想。??任務(wù)三：設(shè)計(jì)發(fā)生裝置——“如何為這個(gè)‘配方’搭建合適的反應(yīng)容器？”??教師活動(dòng)：教師指出：“我們的反應(yīng)是‘塊狀固體與液體反應(yīng)，不需加熱’，這與過(guò)氧化氫制氧氣類似。大家還記得那種發(fā)生裝置嗎？”展示過(guò)氧化氫制氧氣的固液常溫裝置圖?！澳敲?，我們可以直接用它嗎？”（學(xué)生可能說(shuō)可以）。教師肯定后，出示任務(wù)：“請(qǐng)各小組利用提供的儀器（錐形瓶、長(zhǎng)頸漏斗、帶導(dǎo)管雙孔塞、單孔塞、導(dǎo)管等），嘗試組裝出至少一種能夠用于制取二氧化碳的固液常溫型發(fā)生裝置，并畫(huà)在任務(wù)單上。”巡視指導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注長(zhǎng)頸漏斗下端是否浸入液面以下形成“液封”。??學(xué)生活動(dòng)：小組合作，動(dòng)手拼接儀器，繪制裝置草圖。討論裝置中各部件的作用，特別是長(zhǎng)頸漏斗的使用要點(diǎn)。嘗試組裝不同的連接方式。??即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1.裝置組裝是否正確、穩(wěn)固。2.設(shè)計(jì)圖紙是否清晰，能否用箭頭或文字說(shuō)明氣體流向。3.小組內(nèi)分工是否明確，討論是否圍繞核心問(wèn)題進(jìn)行。??形成知識(shí)、思維、方法清單：★發(fā)生裝置選擇：固液常溫型?！锏湫脱b置：由長(zhǎng)頸漏斗（或分液漏斗）與帶導(dǎo)管的雙孔塞、容器（錐形瓶/試管）組成?！镪P(guān)鍵操作要點(diǎn)：長(zhǎng)頸漏斗下端必須浸入液面以下，形成液封，防止氣體從漏斗逸出?！b置變式：容器和塞子的組合可以多樣，核心是滿足“固液接觸、氣體導(dǎo)出”。??任務(wù)四：選擇收集與驗(yàn)滿方法——“如何收集并知道瓶子滿了？”??教師活動(dòng)：教師提問(wèn)：“二氧化碳能像氧氣一樣用排水法收集嗎？請(qǐng)根據(jù)它的性質(zhì)（回顧物理性質(zhì)：能溶于水且與水反應(yīng)）判斷?！睂W(xué)生明確不能后，追問(wèn)：“那該用什么方法？依據(jù)是什么？”（密度比空氣大，且不與空氣主要成分反應(yīng)）。展示向上排空氣法示意圖，并演示如何用燃著的木條進(jìn)行驗(yàn)滿。提問(wèn)：“木條應(yīng)該放在哪里？觀察到什么現(xiàn)象才說(shuō)明已滿？”（瓶口，木條熄滅）。??學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)二氧化碳性質(zhì)，推理得出使用向上排空氣法。觀察教師演示，掌握驗(yàn)滿操作的正確位置與判斷標(biāo)準(zhǔn)。??即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1.能否根據(jù)氣體性質(zhì)準(zhǔn)確推理出收集方法。2.能否復(fù)述驗(yàn)滿操作的要點(diǎn)及現(xiàn)象。??形成知識(shí)、思維、方法清單：★收集方法：向上排空氣法（因?yàn)棣?CO?)>ρ(空氣)）。★驗(yàn)滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則證明已收集滿。★思維邏輯：物質(zhì)的性質(zhì)決定其制取、收集與檢驗(yàn)方法。??任務(wù)五：整合與模擬操作——“讓我們串聯(lián)起完整的生產(chǎn)線”??教師活動(dòng)：教師布置整合任務(wù)：“現(xiàn)在，請(qǐng)各小組將前面設(shè)計(jì)的發(fā)生裝置、收集裝置連接起來(lái)，形成一套完整的制取二氧化碳的模擬裝置（不實(shí)際加藥品）。并推選一位代表，簡(jiǎn)要描述從檢查裝置氣密性開(kāi)始到驗(yàn)滿結(jié)束的操作步驟?！苯處熖峁╆P(guān)鍵步驟的詞語(yǔ)卡片作為提示：檢查氣密性、加藥品（先固后液）、收集、驗(yàn)滿。??學(xué)生活動(dòng)：小組合作連接完整裝置，并討論、梳理操作流程。代表進(jìn)行模擬操作講解。??即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1.裝置連接是否合理、流暢。2.操作步驟描述是否完整、邏輯清晰、使用規(guī)范術(shù)語(yǔ)。3.小組能否有效整合前幾個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)成果。??形成知識(shí)、思維、方法清單：★操作步驟：1.檢查裝置氣密性；2.裝入塊狀固體（大理石）；3.從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸；4.用向上排空氣法收集氣體；5.用燃著的木條在瓶口驗(yàn)滿?！⒁馐马?xiàng)：加入藥品的順序；長(zhǎng)頸漏斗的液封；導(dǎo)管伸入集氣瓶的位置（接近底部）?！镎w建構(gòu)：將原理、裝置、操作融合為一個(gè)連貫的整體，完成從理論設(shè)計(jì)到實(shí)踐模擬的跨越。??任務(wù)六：評(píng)價(jià)與優(yōu)化設(shè)計(jì)——“誰(shuí)的方案更勝一籌？”??教師活動(dòng)：邀請(qǐng)兩個(gè)設(shè)計(jì)略有不同的小組展示其完整裝置圖（例如，一個(gè)使用單孔塞加普通漏斗，一個(gè)使用雙孔塞加長(zhǎng)頸漏斗）。引導(dǎo)全班思考：“兩種方案都能制取二氧化碳嗎？你認(rèn)為哪一種更優(yōu)？為什么？”引導(dǎo)學(xué)生從“能否隨時(shí)添加液體”、“是否易于控制反應(yīng)”等角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。進(jìn)而提出挑戰(zhàn)性問(wèn)題：“如果想讓反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生，隨時(shí)停止，可以如何改進(jìn)這套裝置？”引出啟普發(fā)生器原理或簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器的設(shè)計(jì)思路。??學(xué)生活動(dòng)：對(duì)比評(píng)價(jià)不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，開(kāi)展思辨性討論。聆聽(tīng)教師對(duì)啟普發(fā)生器原理的介紹，開(kāi)闊設(shè)計(jì)視野。??即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1.評(píng)價(jià)是否基于裝置的功能和實(shí)驗(yàn)要求，言之有據(jù)。2.能否理解裝置優(yōu)化的方向（控制、便利、安全）。??形成知識(shí)、思維、方法清單：▲裝置評(píng)價(jià)與優(yōu)化：評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)從科學(xué)性、安全性、可控性、便利性等維度綜合考慮?！卣怪R(shí)——啟普發(fā)生器原理：利用氣壓差實(shí)現(xiàn)固液分離與接觸，從而控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止。★核心素養(yǎng)：通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)與優(yōu)化，培養(yǎng)批判性思維與創(chuàng)新意識(shí)。第三、當(dāng)堂鞏固訓(xùn)練??基礎(chǔ)層（全體必做）：1.判斷正誤并改錯(cuò)：實(shí)驗(yàn)室可以用稀硫酸和大理石反應(yīng)制取二氧化碳。（）2.填空：收集二氧化碳可用____法，這是因?yàn)槎趸嫉拿芏缺瓤諝鈅___。??綜合層（多數(shù)學(xué)生完成）：3.根據(jù)提供的儀器示意圖，選擇并連接一套制取二氧化碳的裝置，并說(shuō)明選擇理由。4.已知某氣體無(wú)色無(wú)味，密度比空氣小，難溶于水，不與水反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室制取該氣體應(yīng)選用何種收集方法？??挑戰(zhàn)層（學(xué)有余力選做）：5.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，鑒別兩瓶無(wú)色氣體分別是空氣和二氧化碳（至少兩種方法）。6.思考題：實(shí)驗(yàn)室制取的二氧化碳?xì)怏w中常混有少量氯化氫氣體和水蒸氣，如何設(shè)計(jì)裝置以獲得純凈干燥的二氧化碳？（提示：考慮除雜與干燥裝置的選擇）??反饋機(jī)制：基礎(chǔ)題通過(guò)全班齊答或手勢(shì)反饋快速核對(duì)；綜合題通過(guò)投影展示學(xué)生繪圖作品，進(jìn)行同伴互評(píng)與教師點(diǎn)評(píng)；挑戰(zhàn)題請(qǐng)有思路的學(xué)生簡(jiǎn)要分享，教師進(jìn)行思路提煉和方法升華，如“除雜要‘先除雜后干燥’，選擇試劑時(shí)不引入新雜質(zhì)”。第四、課堂小結(jié)??“同學(xué)們，今天我們完成了一次完整的‘制氣工程師’項(xiàng)目?，F(xiàn)在，請(qǐng)大家閉上眼睛回顧一下，如果讓你用一張思維導(dǎo)圖來(lái)總結(jié)這節(jié)課的收獲，中心詞會(huì)是‘二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取’，你會(huì)延伸出哪些主干？”給學(xué)生1分鐘靜思，然后邀請(qǐng)學(xué)生口頭構(gòu)建，教師同步在黑板上完善結(jié)構(gòu)化板書(shū)。最后強(qiáng)調(diào)：“更重要的是，我們不僅僅學(xué)會(huì)制取一種氣體，更是掌握了一套思考如何制取氣體的科學(xué)方法——那就是基于物質(zhì)的性質(zhì)，設(shè)計(jì)反應(yīng)的原理，進(jìn)而規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的裝置與操作。這套方法，是我們今后探索更多未知化學(xué)世界的通用工具?！??分層作業(yè)布置：必做：1.整理課堂筆記，繪制制取二氧化碳的完整裝置圖并標(biāo)注要點(diǎn)。2.完成練習(xí)冊(cè)對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)習(xí)題。選做：1.查閱資料，了解工業(yè)上如何大規(guī)模制取二氧化碳，并與實(shí)驗(yàn)室方法進(jìn)行對(duì)比。2.嘗試?yán)眉抑械男√K打（碳酸氫鈉）和食醋設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生二氧化碳的簡(jiǎn)易裝置，并思考如何驗(yàn)證生成的氣體。六、作業(yè)設(shè)計(jì)??基礎(chǔ)性作業(yè)（全體必做）：??1.知識(shí)梳理：系統(tǒng)整理實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、裝置圖（含發(fā)生與收集）、操作步驟及注意事項(xiàng)，形成一份知識(shí)卡片。??2.鞏固練習(xí)：完成課本后相關(guān)練習(xí)題，重點(diǎn)鞏固藥品選擇、裝置辨識(shí)、驗(yàn)滿方法等基礎(chǔ)知識(shí)。??拓展性作業(yè)（大多數(shù)學(xué)生可完成）：??1.情境應(yīng)用題：“為班級(jí)化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)一份簡(jiǎn)要的‘實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳’操作指南，要求圖文并茂，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔明了，讓新手也能看懂?！??2.對(duì)比分析題：列表對(duì)比實(shí)驗(yàn)室制取氧氣（過(guò)氧化氫溶液與二氧化錳）和二氧化碳在原理、發(fā)生裝置、收集方法等方面的異同，并總結(jié)規(guī)律。??探究性/創(chuàng)造性作業(yè)（學(xué)有余力學(xué)生選做）：??1.微型項(xiàng)目：“設(shè)計(jì)并制作一個(gè)‘二氧化碳的功與過(guò)’主題科普小報(bào)或短視頻（2分鐘內(nèi)）。要求結(jié)合其制取、性質(zhì)（本節(jié)課及后續(xù)所學(xué)）與用途，辯證地介紹二氧化碳在自然界和人類社會(huì)中的作用?！??2.：“查閱資料，了解‘啟普發(fā)生器’的工作原理。利用家中或?qū)嶒?yàn)室的簡(jiǎn)單材料（如塑料瓶、吸管等），嘗試制作一個(gè)能體現(xiàn)‘隨開(kāi)隨用、隨關(guān)隨停’功能的簡(jiǎn)易氣體發(fā)生裝置模型，并說(shuō)明其工作過(guò)程?！逼?、本節(jié)知識(shí)清單及拓展??★1.反應(yīng)原理（核心）：化學(xué)方程式：CaCO?+2HCl=CaCl?+H?O+CO?↑。理解要點(diǎn)：反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生氣體；必須使用稀鹽酸，避免使用稀硫酸（反應(yīng)會(huì)很快停止）和濃鹽酸（易揮發(fā)使氣體不純）；大理石或石灰石為塊狀，減緩反應(yīng)速率便于控制。??★2.發(fā)生裝置選擇：屬于“固液常溫型”。直接判斷依據(jù)：反應(yīng)物為塊狀固體與液體，反應(yīng)在常溫下進(jìn)行。??★3.典型發(fā)生裝置組成：容器（錐形瓶/試管）+長(zhǎng)頸漏斗（用于添加液體，下端必須液封）+帶導(dǎo)管的雙孔塞。也可用分液漏斗替代長(zhǎng)頸漏斗，便于控制液體流速。??★4.收集方法：向上排空氣法。選擇依據(jù)：二氧化碳密度（約1.977g/L）大于空氣平均密度（約1.293g/L），且能溶于水并與水反應(yīng)，故不能用排水法。??★5.驗(yàn)滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口（非伸入瓶?jī)?nèi)），若木條火焰熄滅，則證明二氧化碳已收集滿。這是利用二氧化碳不支持燃燒的性質(zhì)。??★6.操作步驟（流程）：①檢查裝置氣密性→②裝入大理石（固體）→③從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸（液體）→④用向上排空氣法收集氣體→⑤用燃著木條驗(yàn)滿。??▲7.裝置氣密性檢查方法（對(duì)于該裝置）：關(guān)閉止水夾（或用手捂住導(dǎo)管出口），向長(zhǎng)頸漏斗中加水至形成一段水柱，觀察水柱高度是否在一段時(shí)間內(nèi)保持不變。??★8.注意事項(xiàng)：長(zhǎng)頸漏斗下端必須浸入液面下，防止氣體逸出；導(dǎo)管伸入集氣瓶底部，便于排盡空氣；先加固體后加液體。??▲9.工業(yè)制法：高溫煅燒石灰石：CaCO?=高溫=CaO+CO?↑。與實(shí)驗(yàn)室制法對(duì)比，體會(huì)實(shí)驗(yàn)室制法的“可控、便利、安全”特點(diǎn)。??★10.氣體檢驗(yàn)方法（區(qū)別于驗(yàn)滿）：將氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，證明該氣體是二氧化碳。反應(yīng)原理：CO?+Ca(OH)?=CaCO?↓+H?O。??▲11.常見(jiàn)錯(cuò)誤辨析：收集滿的集氣瓶應(yīng)正放在桌面上（因密度比空氣大）；不能用排水法收集；驗(yàn)滿位置在瓶口。??★12.思維模型——?dú)怏w制取一般思路：確定原理→選擇發(fā)生裝置（依據(jù)：反應(yīng)物狀態(tài)及條件）→選擇收集方法（依據(jù)：氣體密度、溶解性、是否與水或空氣反應(yīng)）→設(shè)計(jì)操作步驟。??▲13.裝置優(yōu)化方向：控制反應(yīng)速率（使用塊狀固體、分液漏斗）；控制反應(yīng)發(fā)生與停止（設(shè)計(jì)啟普發(fā)生器原理裝置）；添加除雜干燥裝置（用于制備純凈氣體）。??▲14.二氧化碳的凈化：若制得氣體含HCl雜質(zhì)，可通過(guò)飽和碳酸氫鈉溶液除去；再用濃硫酸進(jìn)行干燥。??★15.與氧氣制?。ㄟ^(guò)氧化氫法）的對(duì)比：原理不同，但發(fā)生裝置類型相同（固液常溫型），體現(xiàn)了裝置的通用性。收集方法因氣體性質(zhì)不同而異。??▲16.跨學(xué)科聯(lián)系（物理）：向上排空氣法利用密度差異，涉及重力與浮力知識(shí)；裝置氣密性檢查涉及大氣壓知識(shí)。??★17.安全須知：酸液腐蝕性，使用時(shí)小心；產(chǎn)生的二氧化碳在密閉空間含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致窒息，實(shí)驗(yàn)環(huán)境需通風(fēng)良好。??▲18.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)拓展：可使用二氧化碳傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)收集過(guò)程中瓶?jī)?nèi)二氧化碳濃度的變化，可視化理解排空氣法的過(guò)程，并精確判斷收集滿的時(shí)刻。八、教學(xué)反思????（一）教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度分析??本次教學(xué)以“設(shè)計(jì)并建構(gòu)制取方案”為核心任務(wù)驅(qū)動(dòng)，整體上有效達(dá)成了預(yù)設(shè)目標(biāo)。從“當(dāng)堂鞏固訓(xùn)練”的反饋來(lái)看，絕大多數(shù)學(xué)生能準(zhǔn)確復(fù)述原理、識(shí)別裝置并說(shuō)明選擇依據(jù)，表明知識(shí)目標(biāo)已基本落實(shí)。能力目標(biāo)方面，學(xué)生在小組合作設(shè)計(jì)裝置環(huán)節(jié)表現(xiàn)活躍，能夠動(dòng)手拼接、討論修改，初步展現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與合作探究能力，但在裝置設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性與嚴(yán)謹(jǐn)性上存在差異。情感與價(jià)值觀目標(biāo)在“評(píng)價(jià)優(yōu)化”環(huán)節(jié)中有所體現(xiàn)，學(xué)生能對(duì)他組方案進(jìn)行有根據(jù)的評(píng)價(jià)，辯證看待二氧化碳的討論也激發(fā)了部分學(xué)生的興趣?？茖W(xué)思維目標(biāo)中的“模型認(rèn)知”通過(guò)貫穿始終的與氧氣制取的對(duì)比得以強(qiáng)化，學(xué)生初步建立了氣體制備的通用分析框架。????（二）核心教學(xué)環(huán)節(jié)有效性評(píng)估??1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)：“可樂(lè)與滅火器”的情境快速鏈接了生活與化學(xué)，有效激發(fā)了學(xué)生的好奇心和探究欲。那句“我們?cè)撛趺醋?？”，成功將學(xué)生從生活觀察者角色切換為實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)者角色。??2.任務(wù)二（探究原理）：對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是亮點(diǎn)。親眼看到稀硫酸與大理石反應(yīng)速率由快變慢直至停止，學(xué)生臉上露出了然的神情，這比直接告知結(jié)論要深刻得多?！霸瓉?lái)如此，硫酸鈣把大理石‘包住’了！”有學(xué)生這樣感嘆，說(shuō)明微觀解釋與宏觀現(xiàn)象成功建立了連接。??3.任務(wù)三與五（裝置設(shè)計(jì)與整合）：動(dòng)手“搭”裝置比單純“看”裝置效果顯著。巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)，小組在討論“長(zhǎng)頸漏斗怎么插”、“導(dǎo)管怎么連”時(shí)，就是在進(jìn)行最真實(shí)的思維碰撞。一個(gè)小組最初忽略了液封，在嘗試解釋如何防止漏氣時(shí)自我發(fā)現(xiàn)并糾正了錯(cuò)誤，這種生成性學(xué)習(xí)非常寶貴。??4.任務(wù)六（評(píng)價(jià)與優(yōu)化）：此環(huán)節(jié)是區(qū)分學(xué)生思維層次的關(guān)鍵。部分學(xué)生僅停留在“能用”層面，而思維活躍的學(xué)生開(kāi)始關(guān)注“好不好用”、“能不能控制”，為引入啟普發(fā)生器原理做了很好的鋪墊。但時(shí)間稍顯倉(cāng)促，未能讓更多學(xué)生深入表達(dá)。????（三）差異化關(guān)照與課堂表現(xiàn)深度剖析??在小組活動(dòng)中，觀察到了明顯的層次差異：A層（基礎(chǔ)層）學(xué)生更多地承擔(dān)了依照示意圖拼接儀器的任務(wù)，在原理解釋和方案陳述時(shí)依賴組內(nèi)同伴，教師需在其身邊駐足，用“如果不用這個(gè)，會(huì)有什么問(wèn)題？”等提問(wèn)引導(dǎo)其思考設(shè)計(jì)背后的原因。B層（中等層）學(xué)生是小組討論的主力，能積極應(yīng)用遷移思維，但也容易滿足于一種可行方案，教師通過(guò)“你們組還有其他拼法嗎？”的追問(wèn)，激發(fā)其探索更多可能性。C層（拔高層）學(xué)生不滿足于課本裝置，對(duì)“如何控制反應(yīng)”興趣濃厚，在挑戰(zhàn)題和優(yōu)化環(huán)節(jié)思維活躍。對(duì)于他們，教師在課后提供了啟普發(fā)生器原理圖的拓展資料，并鼓勵(lì)其嘗試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易模型。??如何讓A層學(xué)生在“做”中更有效地“思”，讓C層學(xué)生的創(chuàng)新想法有更充分的展示和深化機(jī)會(huì)，是未來(lái)需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)的重點(diǎn)?；蛟S可以為A層學(xué)生提供更細(xì)致的“分步搭建指導(dǎo)卡”，為C層學(xué)生設(shè)立一個(gè)