初中化学实验教学案例

陆周华

在初中化学课程中，二氧化碳制备为化学考试常考的重要内容之一，为使学生全面了解与二氧化碳制备有关的知识，课本特别设计了二氧化碳制备试验，这样就可以提高学生的动手实践能力。不过在教学中，二氧化碳装置往往具有如下缺点：无法就地即取，密封性不好，试验效果并不显著等。所以，必须对此加以改进。

一、学情分析

由于初中阶段的学生自主意识还比较薄弱，考虑化学问题不太成熟，仍需教师依据其年龄、学习能力以及实验内容的难易程度进行适时的指导。因此，教师应结合初中生的学习特点，从学生周围比较熟悉的事物或现象出发，结合学生所熟悉的化学知识和经验进行实验教学，尽可能消除学生对化学原理的陌生感，更有利于学生对所学知识的理解和接受。

二、教学目标

（一）知识目标

利用这个实验使学生更加明确地了解制备二氧化碳的化学反应原理，以及实验室中需要使用的化学药物，并且使学生更加熟悉在实验室中制备二氧化碳需要的设备。

（二）能力目标

利用本实验训练学生的实验操作技能，培养学生的研究创新能力以及与别人协作的意识，从而有效地提高了学生的交际能力。

（三）情感、态度与价值观目标

（1）通过本次实验活动，有效地引起学生对化学现象的好奇和探究兴趣，提高学生对化学学科的热爱程度。

（2）透过社会实践活动，培养学生认真务实的科研心态和集体合作的精神。

三、教学过程及针对不足的改进措施

（一）联系生活实际进行课堂导入

师：“同学们，我们来做一下深呼吸，你们知道呼出去的气体中含有什么气体吗？”生：“含有二氧化碳。”教师从学生的生活实际出发引入本次实验，有利于消除学生对将要学习的化学原理的陌生感。师：“大家请看投影中出现的图片，分别是什么？”生：“植物的光合作用、人工降雨。”教师借助多媒体向学生呈现生活中的图片，使学生初步认识到二氧化碳的重要性。师：“我们之前学过实验室制取氧气的方法，那你们知道在实验室中如何制取二氧化碳吗？”教师联系学生以往学过的化学基础知识，可以促进相关知识点的迁移，充分引起学生对本节课实验的好奇与思考。

（二）创设动手操作情境

第一步：感知实验原理。师：“实验室一般会选用稀盐酸与大理石这两种物质来制取CO2，你们知道大理石的主要成分是什么嗎？如何书写其化学式？”生：“碳酸钙，CaCO3。”师：“现在请你们自主进行实验吧！”由老师指导学生自主完成实验，可以增强学生对该反应原理的认识与记忆。学生通过小组协作完成实验，把试剂瓶中的稀盐酸滴入盛有大理石的试管中，有的成员负责观察并陈述现象，有的负责拿笔及时做好记录。最后得出结论：两种反应物在接触时会产生气体;试管中的大理石质量有明显减少;反应方程式如下：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

第二步：探究实验装置。师：“我们应该选用什么装置来进行实验呢？请你们自主设计一套制取二氧化碳的实验室装置吧！”教师组织学生自主动手制造装置，可以训练学生的创新思维。学生结合第一步中化学反应的条件以及气体的性质，自主设计实验装置。通过小组成员之间的合作与讨论，不断改进装置，最后使得装置更加完善。

（三）组织学生展示成果

生一：“你所设计的这套装置中，长颈漏斗的末端太高了，才刚刚接触到液面，应该再往下伸入一些，这样制取出来的气体就不会轻易逸出。”生二：“我觉得你这个装置中的导管伸进仪器的部分太多了，现在这个位置不利于气体往外排出，你要再往下一点，气体根本无法排出，所以你应该将导管伸进去一点点。”小组内的成员各自讨论设计装置的优、缺点，学生的思维比较活跃，同时对展示装置的同伴表示强力支持。

（四）教材中二氧化碳制取装置的不足

图1为化学教材中二氧化碳制备设备，该装置结构比较简单，易于运行，不过这两个设备均存在缺点，如无法对化学反应加以合理调控，不能随用随取或不用即停。如果同时在试管内和锥形瓶内添加相应的稀盐酸溶剂，瓶内的液体与固体立即产生反应，尽管反应过程相当快速，但仍无法对瓶内反应加以有效控制。要想完全终止瓶内反应，需要先把瓶里的液体全部倒掉，因为不能自动排除液体，而且在进行试验后还必须清洗试管和锥型瓶。

（五）二氧化碳制取装置的改进设计

根据学校教材中二氧化碳制备设备中出现的缺陷，对其加以完善，并改进了设备结构（如图2）。该设备克服了化学教科书中制取装置不能随用随取﹑不用即停的问题，化学反应十分快速，且完全适应了化工教材的要求。该设备可使液体与固体迅速分离，能自行排出液体。该设备的一个亮点是把玻璃弯曲式置入反应瓶B中，利用玻璃弯曲式阻挡固体粒子流入瓶中，就可以处理液体，并且在不需制取气体时，也可以及时停止在瓶中反应。使止水夹B完全关闭，其余液体将经由乳胶剂管逐渐返回到水漏斗A中，以便使液体与固体分离。这种方式也引入了物理中的连通器原理和气压平衡原理。在排泄反应后液体处理技术方面的进步，它还应用了物理中的连通器基本原理与压力平衡基本原理。

（六）改进装置二氧化碳的制取

改进设备使用的主要材质是雪碧瓶、Y形玻璃管、U形玻璃管、隔板、玻璃弯管、乳胶导管、排泄管等。漏斗A与反应瓶B均为雪碧瓶，而且漏斗为雪碧杯的瓶口部分，把它倒置后重新安装。在雪碧瓶的瓶盖上边扎小孔，然后把Y形玻璃管插入瓶盖上边，反应瓶B是雪碧瓶的瓶底部分与杯口部分，在雪碧瓶的底面扎小孔，然后把玻璃弯曲式插入底面，然后再用隔墙板﹑U形玻璃管安装在对应的部分，用胶把反应瓶B的左右部分连接起来。瓶盖也增加了实验的密闭性，并加入了乳胶管，其封口效果也更好。反应瓶B之间的多孔隔墙板为塑胶制品，在上边扎小孔，然后用玻璃弯曲式地插到上边，把隔墙板紧固住，然后再用两根乳胶管把Y形玻璃管与反应瓶A连在一起，并用止水夹夹住，然后再把乳胶管与反应瓶B连在一起，整个安装就完成了。

（七）改进装置的使用说明

第一，检查气密性。使用止水夹把管道与排液管道一起夹紧，把适当的水位加入漏斗A中，并仔细地观察漏斗A中水位的变化。如发生了较大改变，则表明装置的气密性不良，相反，则气密性正常。开启排液管上的止水夹，把混凝土漏斗A中的污水排泄出去，直至完全排净，再用止水夹A把管道夹紧，即可完成设备气密性的检测工作。

第二，制取二氧化碳。利用镊子把适当的石灰石水倒入化学反应瓶B中，并拧紧瓶盖，然后再把少许的稀盐酸溶液加入漏斗A中，并开启了导气管上的装夹，漏斗A中的液体就经过乳胶剂管道直接注入化学反应瓶B中，并形成了化学反应，此时也就结束了二氧化碳制备工艺。

第三，反应随用随取﹑不用即停的操作。在萃取二氧化碳的过程中，如果欲马上停止制取，可关掉止水夹B，而由于在水压的作用下，液体慢慢返回到漏斗中，便完成了液体与固体的分离，但要想进一步萃取二氧化碳，则需把止水夹B开启。

（八）实践效果

改进了二氧化碳制备设备后，获得了不错的教学效果，既反映了绿色环保理念，又节省了大量化学药品。实践也证明，完成安装之后，在几天内都是可以用的。

四、课堂小结

师：“同学们，通过本次实验活动你们都收获了哪些知识？”生一：“我們掌握了实验室制备二氧化碳的反应过程及基本原理。”生二：“还发现了制造二氧化碳的实验室装置。”

五、布置课后探究式作业

这个环节是对课堂探究教育的进一步拓展，学生可利用周围的废弃物质和化工产物制造二氧化碳。教师应该使用小海贝和鸡蛋壳替换大理石，使用食醋替换稀盐酸。把物理、化学课堂研究和现实紧密联系在一起，把物理、化学课堂探究拓展到现实生活中，学生就能够运用学到的物理、化学专业知识解决现实中的问题，从而感受物理、化学专业知识的应用价值，进而充分调动学生的学习兴趣，改善教学效果。

六、总结本课题主要内容

在“二氧化碳的制取”教学过程中，老师可以让学生自主总结学习经验，并归纳自己从课堂中学到的知识、得到的经验。老师还可以设计活动成绩评估表，通过学生在实验中的活动成绩，了解学生所掌握的知识与技能、情感态度与价值观及学业目标落实状况。

七、教学评价

课程设计的导入环节采取了创造生活情景、创造直观情景等形式，对学生的感官产生了一定冲击，也可以激发学生对化学反应性质和原理的好奇心和探究兴趣。在教学活动中，老师通过为每个学生营造自主动手设计制作装置的情境，既可以培养他们的合作意识，又可以有效地提高每个学生的动手操作能力，学生学会了如何设计实验装置，能够加大他们对化学学科的热爱程度，有利于培养并提升初中生的化学素养。

八、结语

综上所述，在初中阶段化学课程的实践教学中，教师应遵循最先进的化学教育理念，充分考虑初中生的实际状况、化学基础知识和经验以及对课堂化学实践内容的接受程度，强化自己对提高学生化学素质的关注，通过选择学生较易接受的教育形式进行化学实践活动，并采用各种创新型教育技术手段指导学生自主动手操作了解化学的基础知识，让其保持对化学实验基本原理的强烈探知欲，从而进一步提高学生具体实践运用化学知识的能力。