从过程与方法维度重构教学过程

杨丰昌

摘要：打破传统实验教学模式，问题引领，自主建构，体现过程与方法目标落实，让学生在体验、经历中感悟知识的形成，通过对比发现、合作交流、探究创新等活动，变被动接受知识为主动参与，使知识的学习瓜熟蒂落、水到渠成。

关键词：化学实验；问题引领；二氧化碳制备；教学重构；拓展创新

文章编号：1008-0546（2017）05-0055-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.017

二氧化碳是初中化学学习的重要气体之一，对于二氧化碳实验室制取的教学，部分教师往往是给出现成的实验药品、实验仪器、实验原理、实验装置及实验步骤，指导学生利用给出的实验用品、结合实验步骤，按部就班进行实验，得出结论，就完事大吉了。这种做法淡化了过程与方法目标落实，禁锢了学生的思维、学生始终被动接受知识。针对这一教学现状，我们做了认真分析和深刻思考，重新审视了“过程与方法”目标在初中化学实验教学中的落实，一改上述教学模式，重视活动设计，重构教学过程，变被动接受为主动参与，使知识的形成水到渠成、顺理成章。

一、问题引路，明晰原理

学习二氧化碳气体的实验室制备时，教师并没有将制备二氧化碳的原理直接陈述给学生，让学生机械记忆。而是通过设计问题、对比分析、实验探究等方式，引领学生思考，获得二氧化碳的制备原理，经历知识的学习过程，弄清知识的来龙去脉，水到渠成。

教师设问：到目前为止，你所了解的产生二氧化碳气体的方法有哪些？

学生回顾已学知识，书写相关反应的化学方程式：（1）木炭燃烧（C+O2CO2）；（2）化石燃料的燃烧（如甲烷燃烧：CH4+2O2CO2+2H2O）；（3）一氧化碳燃烧（2CO+O22CO2）；（4）碳酸钙高温分解（CaCO3CaO+CO2↑）；（5）木炭还原氧化铜（C+2CuO2Cu+CO2↑）；（6）一氧化碳还原金属氧化物（如一氧化碳还原氧化铁（Fe2O3+ 3CO2Fe+3CO2↑）。

针对学生提出的方案教师再次进行引导：在实验室制备气体时，要求原理科学、装置简单、操作简便、药品价格低廉、经济环保、气体便于收集、制得的气体纯度高。上述方案可行吗？请同学们思考、讨论、评价。

学生交流：方案（1）、（2）、（3）气体不纯、不易收集；方案（4）、（5）、（6）因为反应的温度太高、条件高、设备要求高、操作不简便，产物难以收集。

得出结论：上述方案不适合在实验室制取二氧化碳。

教师给出信息：石灰石的主要成分是碳酸钙

（CaCO3），查阅资料得知：含有碳酸根（CO32-）的物质（如碳酸钙、碳酸钠等）跟盐酸反应一般都有二氧化碳生成。

学生实验探究：用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、稀硫酸进行如下实验：

学生观察实验现象并思考：A剧烈反应，迅速放出大量气泡反应速率过快，气体不便收集，B虽然产生气泡，速率迅速減慢，反应几乎停止，无法持续产生CO2，C产生气泡，反应速率适中，并能持续得到二氧化碳，由此确定：在实验室中可选用石灰石跟稀盐酸反应制取二氧化碳，并写出该反应的化学方程式：CaCO3+2HCl CaCl2+ H2O+ CO2↑。学生经历探究过程得出结论，自己解决了一些实际问题，从中获得一些新知识而得到满足感和成就感。

二、对比原理，确定装置

实验室制备气体，发生装置是由反应物的状态及反应条件所决定的。在学习二氧化碳的制备之前，学生已经学习了氧气的实验室制法，此时教师引导学生回顾实验室制取氧气所需药品的状态、反应条件及发生装置，对比制取二氧化碳所需药品的状态及反应条件，确定制取二氧化碳气体的发生装置。

实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰的混合物制取氧气，属于“固体-液体”之间反应，反应在常温下进行，这与实验室制取二氧化碳所需反应物的状态及反应条件完全相同，因此，可选用制取氧气的装置来制取二氧化碳，学生利用给出的仪器，组装了四套制取二氧化碳的简易装置。

在确定了实验的发生装置后，教师给出二氧化碳的部分物理性质：通常情况下，二氧化碳是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大；值此提出问题：在实验室中，如何收集二氧化碳？学生普遍认为：气体的收集方法与气体的密度及其在水中的溶解性关系密切。二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，如图3所示。

三、选择装置，分组实验

学生在确定了实验用品、反应原理、实验装置后，教师可以给学生充分选择的空间，让学生自主选择实验仪器组装一套完整的实验装置，分组进行实验，并收集一瓶二氧化碳气体，亲历实验过程，体验学习快乐。同时，教师应引导学生经历实验过程，总结实验步骤：选择仪器→组装装置→检验装置气密性→加入药品（先加入固体药品，再加入液体药品）→固定装置→收集气体。提醒学生化学实验应按照实验步骤规范、有序进行操作。

四、反思评价，加深理解

学生实验结束，教师要给予学生反思的机会，引导学生重新审视所选实验装置的优点与不足，加深对知识的理解。如：装置②与装置①相比较，装置②的优点是什么？（与装置①相比，可以制取较多量的二氧化碳）；使用装置②制取气体时，液体药品反应消耗完毕，不能随时添加液体药品，为此对该装置做如何改进？（可通过长颈漏斗向试管或锥形瓶中添加液体试剂，如图③、④所示装置）；使用装置③或装置④制取二氧化碳气体时，为确保收集到气体，应注意什么？（应使长颈漏斗的下端浸在液面以下）。通过一步步设问，一次次引发学生思考，提高对各实验装置优缺点的认识。

五、创新拓展，开发资源

为了开阔学生的知识面，拓宽学生的知识视野，我们在尊重教材和学情的基础上，可以适度开发教材资源、丰富教学资源，实现教学资源共享。

教师提出问题：我们都能成功地得到二氧化碳。但到现在我们交流结束，我还发现好多装置中还在冒气泡。这是不是又有一个新问题，它不由我们控制、不需要时它还继续发生反应，怎么办[1]？怎样才能做到节约、安全、随时控制反应发生或停止呢？

学生讨论：

学生甲：我们少加一点药品。

学生乙：这样好像不行， 可能会导致气体还不够时， 药品就没有啦。

学生丙：是不是可以从装置上想办法，如果可以控制药品的接触与不接触就可以。因为如果要发生反应，药品要接触；如果不接触，反应自然会停止……[1]。

学生经过思考、讨论，给出如下实验装置。

教学并不是刻板给予，而是在教师的引导下学生自主获取知识。本课注重“过程与方法”教学目标的活动设计，学生亲历知识的形成过程，他们进行自主、协作学习，互相取长补短，共享学习成果，感受和体验探究的过程和乐趣。学生的积极性受到了充分的调动，下课时仍意犹未尽，自然也就收到较好的教学效果[2]。

参考文献

[1] 占秀珍.“二氧化碳的实验室制法”教学过程[J].化学教学，2004（4）：33

[2] 宋文评. 基于建构主义理论的“二氧化碳制取的研究”教学过程[J].化学教学，2007（11）：76