翻转同课异构——二氧化碳的制取

◎林晗曦

在深入中学课堂的教研中，恰逢听了2节内容大致相仿的课：浙教版科学八下第3章第4节第2课时“二氧化碳的制取”。2节课上课呈现形式截然不同，下面是2位教师在讲授实验室制取CO2原理的片段。

片段一：上一节课我们了解了CO2的性质及其相关用途，今天我们将根据其性质，并结合之前实验室制取O2的过程，共同探究CO2的制取。

教师出示探究CO2性质的3个实验，请学生分别回顾CO2的相关性质：1）CO2使蜡烛自下而上熄灭，说明CO2不能燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大；2）充满CO2的塑料瓶内加水，瓶子会变瘪，说明CO2能溶于水；3）向变瘪瓶中的溶液滴加紫色石蕊试液会变成红色，说明CO2与水会发生化学反应生成酸。学生在教师的讲解中获知：实验室制取CO2的原材料是大理石或石灰石与稀HCl。接着教师出示实验室制取O2的装置，学生在教师引导下通过剖析实验室制取O2的发生与收集装置，尝试在比对中选择CO2的发生与收集装置。

片段二：实验探究

【实验导入】教师引导学生回顾CO2的物理与化学性质，并通过图示举出生活中CO2的常见用途。教师以灭火用途为例，通过简易酸碱灭火器开展现场模拟灭火，并引导学生进行系列现象与原理的分析，逐步引出实验室制取CO2的原材料，使学生从本质认识实验室如此选材的原因。

【实验目的】探究实验室制取CO2的原材料选择。

【实验用品】饱和Na2CO3溶液、不饱和Na2CO3溶液、Na2CO3粉末状固体、CaCO3块状颗粒、浓HCl、稀 HCl、洗涤剂、三角烧瓶、长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡皮塞、橡皮管、玻璃导管、小试管、烧杯、集气瓶、玻璃片、镊子、药匙。

【实验操作】

用简易酸碱灭火器模拟灭火。先在小试管中装入浓HCl，再将小试管正立放入装有饱和Na2CO3溶液和少量洗涤剂的三角烧瓶里，并把塞子塞紧，将喷口对准教室无人墙角处，然后把三角烧瓶倒置，完成模拟灭火。

教师让学生描述实验现象并写出实验原理：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。

【追问】能否用该灭火器原理制取CO2？

【生】不行，反应速度太快来不及收集CO2。

【师】没错，此外还与浓HCl的性质有关。（教师拿出一瓶浓HCl，请学生观察打开瓶盖后的现象）我们可以看到打开瓶盖的瞬间，瓶口冒出白烟，这就是挥发的HCl气体。由此可见浓HCl具有挥发性，会导致收集的CO2不纯。

【师】同学们考虑得很全面。若把饱和Na2CO3溶液换成不饱和Na2CO3溶液，把浓HCl换成稀HCl，这样的原料可以吗？（教师用不饱和Na2CO3溶液和稀HCl在烧杯中进行实验，学生观察现象）

【生】也不行，2种溶液接触面积太大，使得反应仍太快，可用Na2CO3粉末替代不饱和Na2CO3溶液与稀HCl反应。（教师用Na2CO3粉末和稀HCl在烧杯进行实验，学生观察现象）

【师】现在调整后会发现反应还是进展很快，若把稀HCl再稀释成极稀的状态你们觉得可行吗？

【生】不行，反应物浓度太低会让生成的CO2浓度不高。

【师】大家分析的有道理，为了有足够时间收集浓度较高的CO2，实验室一般用CaCO3块状颗粒（大理石或石灰石的主要成分）和稀HCl进行反应。原理是CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。

【追问】能否用稀H2SO4代替稀HCl和CaCO3反应？

【生】理论上可以。

【师】虽然理论上可以，但实际上不行（教师示范CaCO3与H2SO4在烧杯进行实验），根据反应原理：CaCO3+H2SO4＝CaSO4↓+H2O+CO2↑，生成物CaSO4是微溶的，它会包裹在石灰石表面使酸液不能和石灰石接触，从而使反应中止。因此实验室制取CO2一般要采用CaCO3块状颗粒和稀HCl。

【过渡】接着教师出示实验室制取O2的装置，学生在教师引导下通过剖析O2的实验室制取装置，尝试根据原料选择CO2的制取装置。

2个片段相比之下，片段一省时省力，1节课仅用5min就能导入到实验室制取CO2的装置选择。但对于原料的选择是直接一笔带过，这种最传统的教学手段——灌输式，使学生只能机械的记住实验室制取CO2是通过大理石或石灰石和稀HCl的反应来完成，若深究选材原因，学生最多会答到大理石易获取，对于本质性的理由他们并不清楚。所以这样的知识呈现方式有些走马观花，可以说整节课只是为了教教材而设计，没替学生的终身发展而考虑。学生能在短时间内享受“鱼”的美味——成绩暂时有提升，但难以保证其日后能一直坐享其成，若遇到的情境稍有不同，他们只会在不知所措中错失更多的“鱼”——难以举一反三，最终我们的教学留给学生的将会所剩无几。

片段二从学生已有的知识储备出发，并结合生活实际感受科学。通过模拟现实灭火场景，引发对科学的思考，并在教师的启发下，通过实验探究逐步解锁现象背后的秘密，学会辩证的分析。在放大简易酸碱灭火器弊端的同时，试着改进其选材，从而了解实验室制取CO2的选材意图。看似费时费力，但在教学中，学生不仅能深刻理解知识点，还能培养其逻辑思维能力，并学会理论联系实际，从而推进有效教学。当学生理解实验室制取CO2的选材原因后，再结合实验室制取O2的原理，就能较快的掌握CO2制取装置的选择。

通过比对这2个教学片段，可以看出我们在教学中过于注重备教材，而忽略备学生，没考虑学生前概念的影响，使得教师自身对知识的引入仍处在理所当然的认识中。“稀释”课堂易使学生错失实验探究、剖析现象的机会，而这种“划水”式教学，最终会导致学生知识建构的不扎实，使得一些有探索价值的问题被无情的忽视。

未来竞争力的关键离不开前期思维品质的培养，以学科知识为载体，引导学生树立良好的思维品质是当下教育的重中之重，比纯粹的知识传授更有意义。因为教师不能陪伴学生一辈子，学生要自己承担日后的发展，教师只是其成长路上的引路人，解决的是“如何铺路”的问题，而“路怎么铺”就要看学生自己的造化。因此教师在备课中，要充分考虑学生已有的知识体系，想方设法在激发其学习动机的同时，引导学生学会知识间的衔接与拓展，即学会学习。那么学生即使离开学校，也能通过自学来完善认识，实现终身性的发展。