《实验室环境下气体制取的探究》教学设计

　　● 教材分析
　　本课是人教版《化学》九年级上册第六单元《二氧化碳的制取研究》与第二单元《氧气的制取》的综合课。单从课题上来理解，学习制取氧气的作用是授人以渔，让学生在学会制取氧气的基础上，自主探究二氧化碳的制取方法。在《二氧化碳制取的研究》课题中，首先设计了一个探究活动，让学生来归纳气体制取的一般方法。从这一点设计上看，体现了教材对学生探究能力培养上的引导。因此，气体的制取首要任务还是培养学生的自主学习能力，掌握基本的实验技能。
　　
　　● 学生分析
　　初三的学生对未知事物有着强烈的好奇心，喜欢动手，争强好胜，希望得到他人的认可。学生思维较活跃，有过小组合作探究的经验，能积极参与讨论。探究的能力比较强。依据学生的情况，均衡学生的学习成绩，我将全班学生分成了六个小组。准备了相应的实验药品和器材，利用电子白板引导他们从选择化学反应、选择发生装置、选择收集装置三个方面对实验室环境下气体的制取进行合作探究，从而吸引学生主动参与学习，达成教学目标。
　　● 教学目标
　　知识与能力目标：通过复习、迁移，使学生掌握氧气、二氧化碳的实验室制法；通过对氧气、二氧化碳的实验室制法的归纳、总结，使学生得出制取气体的一般思路和方法。
　　过程与方法目标：通过探讨氧气、二氧化碳的实验室制法，总结出制取气体的一般思路和方法。
　　情感、态度与价值观目标：通过小组合作探究学习，培养学生归纳总结化学知识的能力以及解决问题的能力。
　　
　　● 教学重、难点
　　重点：氧气、二氧化碳的实验室制法。
　　难点：制取气体的一般思路和方法。
　　● 教学策略
　　1.合作探究教学法
　　发挥小班化优势，通过小组合作探究学习，引导学生动手实验，体验探究过程。
　　2.互动式教学法
　　借助电子白板，让学生动手选择仪器，搭配制取气体的装置，并能根据不同的气体加以选择，让学生在动手动脑中掌握制取气体装置的选择，实现师生互动、生生互动。
　　
　　3.竞赛教学法
　　根据初中生集体荣誉感强，好胜心强的特点，采用分组竞赛的方法。在竞赛中，提高学生自主参与的积极性，有利于知识的巩固和应用。
　　4.学法
　　探究学习、自主学习、合作学习、归纳学习。
　　● 教学过程
　　1.置疑引入
　　师：你了解你身边的气体吗？这有两种气体，你们猜一猜它们分别是什么（如图1）？
　　生：氧气、二氧化碳。
　　师：你想不想在实验室里得到它们呢？（想）实验室制取气体应遵循什么样的原则呢？
　　学生分小组（6人1组）探讨实验室制取气体要遵循的原则。小组代表发言。
　　师：实验室制取气体应遵循四项基本原则，即科学性、安全性、可行性、简约性。
　　2.探究体验
　　（1）选择化学反应
　　师：请同学们回忆，获得氧气的方法有哪些？
　　
　　生：过氧化氢制氧气、加热高锰酸钾或氯酸钾制氧气、电解水制氧气、分离液态空气制氧气。
　　师：根据实验室制取气体的基本原则，你认为适合实验室制取氧气的方法有哪些？
　　小组讨论后由代表到电子白板前将选择的结果拖入相应区域内（如图2）。
　　（2）选择发生装置
　　师：实验室制取气体，依据什么选择发生装置呢？
　　生：根据反应物状态及反应的条件。
　　师：根据实验室制取气体选择发生装置的依据，实验室用加热高锰酸钾或用过氧化氢溶液（二氧化锰做催化剂）制取氧气的发生装置用到哪些仪器呢？
　　学生小组合作探讨并从每个小组事先准备好的仪器纸板中找出所需仪器，由小组代表到电子白板前，将所需仪器拖动至相应区域内。
　　师：如何将这些仪器组装成实验室制取氧气的发生装置呢？
　　学生小组继续探讨两种方法制取氧气发生装置的组装与搭配，并通过纸板模型进行操作。
　　师（讲解）：装配的注意事项——从下到上，自左向右；试管口要略向下倾斜… …
　　学生小组代表上台进行组装。
　　师：如果用加热高锰酸钾制氧气，试管口为什么要略向下倾斜？
　　教师通过动画模拟演示给固体加热试管口向上倾斜的后果（如图3）。
　　师：要随时添加液体，怎么办？要控制反应得到平稳的气流，怎么办？（生回答）
　　教师从图库中拖出相应的仪器（长颈漏斗、分液漏斗、注射器）对此装置进行改进、安装并讲解注意事项（如图4）。
　　
　　（3）选择收集装置
　　师：选择制取气体的收集装置应考虑哪些因素呢？
　　生：应根据气体的水溶性和密度以及是否能与水或空气反应来确定。
　　师：实验室如何收集氧气？理由是什么？
　　生：排水法—氧气不易溶于水。向上排空气法—氧气密度比空气略大。
　　师：请以加热氯酸钾（二氧化锰做催化剂）制氧气为例，组装一套实验室制取并收集氧气的装置图。
　　学生小组利用仪器纸板进行组装，代表上台演示。
　　3.变式迁移
　　依据以上研究思路探讨二氧化碳的实验室制法。
　　师：展示以下获得二氧化碳的方法，哪些可用作实验室制取二氧化碳？
　　根据实验室制取气体遵循的原则，小组讨论，排除了煅烧石灰石、碳在氧气中燃烧的反应。
　　教师给出稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、碳酸钙等药品和试管若干，并提出让学生从价格便宜、反应速度适中、利于收集、气体纯净、操作简便等方面去选择原料，然后让学生以小组为单位，自己动手操作、讨论、探究、找出自己认为理想的原料。
　　学生小组合作探究，得出实验室制取二氧化碳应选择的药品，石灰石或大理石与稀盐酸。
　　师：为什么不选择稀硫酸呢？
　　教师通过动画演示石灰石与稀硫酸的反应，解释不选择的理由（如图5）。
　　教师再根据发生装置和收集装置选择的依据，组装实验室制取并收集二氧化碳的装置。学生小组利用纸板模型进行组装，由代表上台组装（如图6）。
　　4.归纳总结
　　（1）反应原理及发生装置
　　师：实验制取气体选择仪器时需考虑哪些方面的问题？（例如，大的方面要考虑反应物的状态、反应条件。细小方面要考虑节约药品和对反应的控制等）
　　学生经过讨论后由小组代表将相应的反应和装置拖入相应的区域（如下页图7）。
　　（2）收集方法
　　师：请根据氧气、二氧化碳的相关性质选择相应的收集装置。
　　学生经过讨论后由小组代表上台填写表格并将相应的收集装置拖入相应的区域（如图8）。
　　5.拓展训练
　　学生完成拓展训练。
　　教师讲解点评。
　　● 教学反思
　　通过本节课的学习，巩固了学生常见气体的实验室制备知识，熟悉了制备、收集常见气体的药品、装置以及选择的依据。通过探究活动，培养了学生主动学习和团队合作精神。
　　教学中，教师充分把握新课程的理念，充分发挥学生的能动性，运用小组合作形式，在合作中培养探究问题的能力，激发学生学习兴趣。
　　本节课存在的问题：
　　◇教学设计方案与学生实验操作熟练程度有待于进一步的协调。
　　◇教师的教学总体设计和课堂教学环节的时间的调控需要进一步研究。
　　◇要引导学生进行探究。鼓励学生对问题发表不同的见解，对他们提出的见解中合理的部分给予充分的肯定和表扬，对其中不合理的部分加以详细的分析，让他明白自己的错误所在。当学生在探究过程中遇到了困难，教师要及时加以帮助，以确保探究能顺利地进行下去。
　　
　　◇电子白板毕竟不能代替化学实验，将之有效地应用于化学教学有待进一步探讨。
　　◇像电子白板这些新技术应用，一定要和优秀传统教学做到优势互补。不能完全依赖先进的技术。教学过程，即使是实验教学的过程，也应该是展示教和学的过程，而不是展现技术先进性的过程。
　　“问渠哪得清如许，为有源头活水来”。新课程、新技术给学校带来了活力，给课程注入了新的生机，给教师迎来了新的发展机遇。通过教学实践，我发现电子白板相对于PPT等其他教学辅助手段在交互性方面有着强大的优势，它为课堂教学中的师生互动、生生互动和人机互动提供了强有力的技术支持。当然，伴随着电子白板逐步走进课堂，如何利用好电子白板这一新兴的教学辅助设备，让它更好地为教学服务，应是我们一线教师不断探索和实践的问题。
　　
　　点评
　　本节课将教材中的第二单元氧气的制备和第六单元二氧化碳的制备进行了整合，不仅使学生知道氧气和二氧化碳的制备，还让学生能够举一反三，迁移到其他气体的制备方法和收集方法的选择，同时实现了预设的知识目标和能力的生成目标。
　　怎样能顺利达成上述目标，设计者尝试将电子白板的媒体技术与化学教学有机的结合。由于初中生对于很多新鲜事物好奇，容易产生探究的欲望。所以教师首先调动了学生学习兴趣。本课应用电子白板的互动的优势，应用其强大的交互功能，让学生进行分组竞赛和在相互讨论的情境下进行自主学习，并自己动手进行装置的选择和连接，这样不仅让他们学习到了如何进行实验试剂和装置的选择，同时提升了学生自主探究和合作学习的能力。其次，培养学生的知识迁移能力。应用电子白板的交互功能，让学生在学习了氧气和二氧化碳的制备和收集的基础上，讨论了NH3的制备和收集方法的选择，将本节课所学知识进行迁移，升华到能力的提高。
　　总之，本课有效地尝试了将电子白板技术与化学教学的整合，其优点是显著地解决了真实实验中大量仪器的使用给教学准备及实施带来的不便与繁琐。当然，本课的整合还需要教师在教学实践中进一步尝试，特别是在课堂的驾驭上有待实践的证明。