实验探究驱动下的科学课堂教学
齐亚坤 李学海 陈小明
摘要：日常生活中学生已经对CO2有了一些基本的了解，但是这些知识相对比较零散不够系统，学生缺乏对C02的一个整体认知。同时八年级学生正处在身心迅速成长的时期，他们对科学的兴趣逐步由知觉兴趣向具有概括性的认知兴趣迁移，所以在教学过程中尝试通过一些创造性的探究实验、演示实验和小视频并结合小组合作讨论等方式来学习CO2的性质。
关键词：认知兴趣；小组讨论；二氧化碳
一、教材地位及学情分析
“二氧化碳的性质”是浙教版《科学》八年级下册第三章第3节的内容，是在第1节学习完氧气之后，认知的又一种气体，能很好地巩固学生对氧气的性质等知识理解，同时也为学生今后学习其他碳氧化合物、生物的光合作用和呼吸作用及自然界的碳氧循环打下基础，可以说本节内容是这一章的重点，也是整个初中科学的重点，起着承前启后的纽带作用。学生对二氧化碳比较熟悉，知道它能灭火，它是植物进行光合作用的原料等，但学生头脑里的这些知识比较零散不够系统，没有一个对CO2的整体认识。本节课尝试用一系列的实验探究来引领课堂教学，让学生能够参与实验，观察现象，分析讨论，得出结论，让学生在学习知识的过程中初步掌握科学探究的思维方法。
二、教学目标
1.知识与技能
知道CO2的物理性质、化学性质及相关化学方程式的书写，了解相关的基本实验操作。
2.过程与方法
通过一系列的实验探究，培养学生的设计实验能力、观察能力和语言表达能力，让学生能体会到知识的形成过程及科学探究的基本过程。
3.情感态度与价值观
通过开展一系列的实验探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学探究精神，认识到生活中处处有科学，培养学生社会责任感。
三、教学重难点
1.重点：二氧化碳的物理性质、化学性质。
2.难点：设计一系列实验来探究CO2的物理性質和化学性质。
四、教学过程
1.情境导入，激发兴趣
教师拿出一瓶可乐，旋开盖子，听到砰的一声轻响，问学生释放出来的是什么气体。学生回答出二氧化碳之后，教师在黑板上写出今天的课题名称二氧化碳，同时教师进一步发问：“你怎么知道是二氧化碳呢？”学生会有很多的答案，例如这是生活常识、是从书上看来的或是从可乐的配方表看出来的等等。针对学生的各种回答，教师顺势把课堂引入到如何设计简单的实验来验证可乐中释放出来的气体是二氧化碳。
设计意图：用可乐来引入新课，可以激发学生的兴趣和求知欲，同时又可以告诉学生科学就在我们身边。简单的过渡，又可以把课堂引入到接下来的课堂实验探究，一举多得。
2.实验探究，获取新知
（1）设计实验检验可乐中释放的气体
通过之前的学习，学生已经知道二氧化碳的检验需要澄清石灰水，但是如何把可乐中的二氧化碳气体收集起来并导入到澄清石灰水中，这是学生需要思考和设计的地方。教师请学生表述自己的方案，并进行总结。然后请学生用教师事先准备好的器材选取一种方案进行演示：把可乐瓶中的可乐倒出少量到试管中，再用带导管的单孔橡皮塞塞紧，摇晃试管把气体导入盛有澄清石灰水的烧杯中。学生观察实验现象并描述，然后请一名学生在黑板上板书出反应的化学方程式：
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。
设计意图：通过设计实验来检验可乐中释放出的气体是否是二氧化碳，一方面可以让学生再次熟悉基本的化学实验仪器操作，另一方面又可以培养学生思维。
（2）自制简易汽水检验二氧化碳的溶解性
提供给学生一瓶二氧化碳、纯净水，请学生利用给的材料自制简易汽水。学生给出自己方案：倒部分水到盛有二氧化碳的瓶子中，盖紧瓶盖并摇晃瓶子即可。请一位学生上台演示实验，其他学生观察实验现象。实验结束后请其他学生描述观察到的现象，并说出出现这个现象的原因。教师最后进行总结：二氧化碳易溶于水，通常情况下CO2与水的溶解体积比是1：1。同时教师板书出：CO2易溶于水（体积比1：1），并抛出问题：你觉得二氧化碳溶于水是一个物理变化过程还是化学变化过程。
设计意图：通过一个自制简易汽水的活动，引出二氧化碳易溶于水的物理性质，激发学生的兴趣，体会知识形成的过程。
（3）实验探究：二氧化碳溶于水后，是否发生化学反应
学生依据自己的经验和学过的知识猜想：物质的溶解性是物理性质，那CO2溶于水应该是一个物理变化过程，没有发生化学反应。教师取出少量刚才的自制汽水到试管中，滴两滴紫色石蕊试液后振荡摇匀，请学生描述现象。学生观察到试管中液体变红，然后得出结论：CO2溶于水是一个化学变化过程。教师追问：真的能得出这个结论吗，有没有可能是紫色石蕊试液本来遇水就变色，或是CO2遇到紫色石蕊就会变色？请学生小组讨论，设计实验来证明。学生讨论后给出自己的方案，教师进行总结。可以把紫色石蕊试液滴到蒸馏水中，看是否变色来验证紫色石蕊试液遇水会不会变色。然后取出两个集满二氧化碳的集气瓶，同时投入干燥的石蕊试纸和湿润的石蕊试纸（如图2），学生发现湿润的石蕊试纸变红，得出结论：CO2溶于水发生了化学反应，生成了某种化学物质使得紫色石蕊试液变红。教师进行总结并板书出：CO2+H2O=H2CO3。
设计意图：通过探究使得紫色石蕊试液变色的原因，学生能了解对照实验在科学探究中的重要作用，初步学会设计相关的对照实验。
（4）实验探究：碳酸受热易分解
教师指出，依据之前我们学过的知识和生活经验，当温度升高的时候，气体的溶解度会下降，人喝碳酸饮料后容易嗝气，请学生猜想对之前变红了的自制汽水加热会出现怎样的现象。教师演示：加热刚才变红了的自制汽水（如图3），学生仔细观察并描述实验现象：自制汽水由红变成紫色。教师总结：碳酸在加热的情况下容易分解，并板书出化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑。
设计意图：用变红的自制汽水实验，整个实验设计成一个体系，可以让学生对知识的理解和掌握更有帮助。
（5）观看视频，得出结论
教师播放意大利死狗洞的视频，请学生仔细观看并回答从中你能发现二氧化碳的哪些性质。教师对学生的回答进行总结并板书出二氧化碳的性质：1、二氧化碳的密度比空气大；2、二氧化碳是无色无味的气体；3、二氧化碳不支持燃烧也不供给呼吸。
设计意图：实验设计之后播放视频，学生在这个过程中可以较为轻松，同时也可以培养学生归纳总结的能力。
（6）实验探究：二氧化碳密度比空气大
教师过渡：通过刚才的视频，我们总结出二氧化碳的密度比空气大，那你能设计实验来证明吗？请学生小组讨论并说出自己的方案，学生可能会给出这样的方案：分别各收集一满瓶二氧化碳和空气，用电子秤称量出各自的质量即可。教师对学生的方案进行总结，最后演示灭蜡烛实验，请学生仔细观察并分析（如图4）。
设计意图：死狗洞视频中的内容离学生生活相对较远，再设计实验来验证，培养学生严谨的科学态度。
3.小组讨论，学以致用
教师拿出两个集气瓶，告诉学生在两个瓶子中，分别装有氧气和二氧化碳，请学生回答如何把它们区别出来。学生小组讨论，给出方案，教师最后进行总结：可以用（1）湿润的石蕊试纸；（2）带火星的木条（燃着的木条）；（3）澄清的石灰水等等来鉴别，并请一个小组上台来演示他们的方案。
设计意图：一个思考题，一方面可以让学生对氧气和二氧化碳这两种气体的性质有更好的理解，另一方面可以培养学生归纳总结的能力。
五、教学反思
科学就在我们身边，本节课从一瓶可乐开始，巧妙地把学生的注意力引到本节课的主题上来，用生活化的事物可以很好地把学生的学习欲望和问题意识激发出来，进而通过引导学生设计一系列环环相扣的实验，带领学生深入学习，培养学生严谨的科学态度，树立学生“学科学、用科学”的意识。但是实际教学中在引导学生进行实验设计和课堂教学节奏的把握等方面还存在不足，需要在今后的教学中慢慢领悟并提高。
摘要：日常生活中学生已经对CO2有了一些基本的了解，但是这些知识相对比较零散不够系统，学生缺乏对C02的一个整体认知。同时八年级学生正处在身心迅速成长的时期，他们对科学的兴趣逐步由知觉兴趣向具有概括性的认知兴趣迁移，所以在教学过程中尝试通过一些创造性的探究实验、演示实验和小视频并结合小组合作讨论等方式来学习CO2的性质。
关键词：认知兴趣；小组讨论；二氧化碳
一、教材地位及学情分析
“二氧化碳的性质”是浙教版《科学》八年级下册第三章第3节的内容，是在第1节学习完氧气之后，认知的又一种气体，能很好地巩固学生对氧气的性质等知识理解，同时也为学生今后学习其他碳氧化合物、生物的光合作用和呼吸作用及自然界的碳氧循环打下基础，可以说本节内容是这一章的重点，也是整个初中科学的重点，起着承前启后的纽带作用。学生对二氧化碳比较熟悉，知道它能灭火，它是植物进行光合作用的原料等，但学生头脑里的这些知识比较零散不够系统，没有一个对CO2的整体认识。本节课尝试用一系列的实验探究来引领课堂教学，让学生能够参与实验，观察现象，分析讨论，得出结论，让学生在学习知识的过程中初步掌握科学探究的思维方法。
二、教学目标
1.知识与技能
知道CO2的物理性质、化学性质及相关化学方程式的书写，了解相关的基本实验操作。
2.过程与方法
通过一系列的实验探究，培养学生的设计实验能力、观察能力和语言表达能力，让学生能体会到知识的形成过程及科学探究的基本过程。
3.情感态度与价值观
通过开展一系列的实验探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学探究精神，认识到生活中处处有科学，培养学生社会责任感。
三、教学重难点
1.重点：二氧化碳的物理性质、化学性质。
2.难点：设计一系列实验来探究CO2的物理性質和化学性质。
四、教学过程
1.情境导入，激发兴趣
教师拿出一瓶可乐，旋开盖子，听到砰的一声轻响，问学生释放出来的是什么气体。学生回答出二氧化碳之后，教师在黑板上写出今天的课题名称二氧化碳，同时教师进一步发问：“你怎么知道是二氧化碳呢？”学生会有很多的答案，例如这是生活常识、是从书上看来的或是从可乐的配方表看出来的等等。针对学生的各种回答，教师顺势把课堂引入到如何设计简单的实验来验证可乐中释放出来的气体是二氧化碳。
设计意图：用可乐来引入新课，可以激发学生的兴趣和求知欲，同时又可以告诉学生科学就在我们身边。简单的过渡，又可以把课堂引入到接下来的课堂实验探究，一举多得。
2.实验探究，获取新知
（1）设计实验检验可乐中释放的气体
通过之前的学习，学生已经知道二氧化碳的检验需要澄清石灰水，但是如何把可乐中的二氧化碳气体收集起来并导入到澄清石灰水中，这是学生需要思考和设计的地方。教师请学生表述自己的方案，并进行总结。然后请学生用教师事先准备好的器材选取一种方案进行演示：把可乐瓶中的可乐倒出少量到试管中，再用带导管的单孔橡皮塞塞紧，摇晃试管把气体导入盛有澄清石灰水的烧杯中。学生观察实验现象并描述，然后请一名学生在黑板上板书出反应的化学方程式：
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O。
设计意图：通过设计实验来检验可乐中释放出的气体是否是二氧化碳，一方面可以让学生再次熟悉基本的化学实验仪器操作，另一方面又可以培养学生思维。
（2）自制简易汽水检验二氧化碳的溶解性
提供给学生一瓶二氧化碳、纯净水，请学生利用给的材料自制简易汽水。学生给出自己方案：倒部分水到盛有二氧化碳的瓶子中，盖紧瓶盖并摇晃瓶子即可。请一位学生上台演示实验，其他学生观察实验现象。实验结束后请其他学生描述观察到的现象，并说出出现这个现象的原因。教师最后进行总结：二氧化碳易溶于水，通常情况下CO2与水的溶解体积比是1：1。同时教师板书出：CO2易溶于水（体积比1：1），并抛出问题：你觉得二氧化碳溶于水是一个物理变化过程还是化学变化过程。
设计意图：通过一个自制简易汽水的活动，引出二氧化碳易溶于水的物理性质，激发学生的兴趣，体会知识形成的过程。
（3）实验探究：二氧化碳溶于水后，是否发生化学反应
学生依据自己的经验和学过的知识猜想：物质的溶解性是物理性质，那CO2溶于水应该是一个物理变化过程，没有发生化学反应。教师取出少量刚才的自制汽水到试管中，滴两滴紫色石蕊试液后振荡摇匀，请学生描述现象。学生观察到试管中液体变红，然后得出结论：CO2溶于水是一个化学变化过程。教师追问：真的能得出这个结论吗，有没有可能是紫色石蕊试液本来遇水就变色，或是CO2遇到紫色石蕊就会变色？请学生小组讨论，设计实验来证明。学生讨论后给出自己的方案，教师进行总结。可以把紫色石蕊试液滴到蒸馏水中，看是否变色来验证紫色石蕊试液遇水会不会变色。然后取出两个集满二氧化碳的集气瓶，同时投入干燥的石蕊试纸和湿润的石蕊试纸（如图2），学生发现湿润的石蕊试纸变红，得出结论：CO2溶于水发生了化学反应，生成了某种化学物质使得紫色石蕊试液变红。教师进行总结并板书出：CO2+H2O=H2CO3。
设计意图：通过探究使得紫色石蕊试液变色的原因，学生能了解对照实验在科学探究中的重要作用，初步学会设计相关的对照实验。
（4）实验探究：碳酸受热易分解
教师指出，依据之前我们学过的知识和生活经验，当温度升高的时候，气体的溶解度会下降，人喝碳酸饮料后容易嗝气，请学生猜想对之前变红了的自制汽水加热会出现怎样的现象。教师演示：加热刚才变红了的自制汽水（如图3），学生仔细观察并描述实验现象：自制汽水由红变成紫色。教师总结：碳酸在加热的情况下容易分解，并板书出化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑。
设计意图：用变红的自制汽水实验，整个实验设计成一个体系，可以让学生对知识的理解和掌握更有帮助。
（5）观看视频，得出结论
教师播放意大利死狗洞的视频，请学生仔细观看并回答从中你能发现二氧化碳的哪些性质。教师对学生的回答进行总结并板书出二氧化碳的性质：1、二氧化碳的密度比空气大；2、二氧化碳是无色无味的气体；3、二氧化碳不支持燃烧也不供给呼吸。
设计意图：实验设计之后播放视频，学生在这个过程中可以较为轻松，同时也可以培养学生归纳总结的能力。
（6）实验探究：二氧化碳密度比空气大
教师过渡：通过刚才的视频，我们总结出二氧化碳的密度比空气大，那你能设计实验来证明吗？请学生小组讨论并说出自己的方案，学生可能会给出这样的方案：分别各收集一满瓶二氧化碳和空气，用电子秤称量出各自的质量即可。教师对学生的方案进行总结，最后演示灭蜡烛实验，请学生仔细观察并分析（如图4）。
设计意图：死狗洞视频中的内容离学生生活相对较远，再设计实验来验证，培养学生严谨的科学态度。
3.小组讨论，学以致用
教师拿出两个集气瓶，告诉学生在两个瓶子中，分别装有氧气和二氧化碳，请学生回答如何把它们区别出来。学生小组讨论，给出方案，教师最后进行总结：可以用（1）湿润的石蕊试纸；（2）带火星的木条（燃着的木条）；（3）澄清的石灰水等等来鉴别，并请一个小组上台来演示他们的方案。
设计意图：一个思考题，一方面可以让学生对氧气和二氧化碳这两种气体的性质有更好的理解，另一方面可以培养学生归纳总结的能力。
五、教学反思
科学就在我们身边，本节课从一瓶可乐开始，巧妙地把学生的注意力引到本节课的主题上来，用生活化的事物可以很好地把学生的学习欲望和问题意识激发出来，进而通过引导学生设计一系列环环相扣的实验，带领学生深入学习，培养学生严谨的科学态度，树立学生“学科学、用科学”的意识。但是实际教学中在引导学生进行实验设计和课堂教学节奏的把握等方面还存在不足，需要在今后的教学中慢慢领悟并提高。
