二氧化碳的制取和性质实验的改进与创新教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦二氧化碳的制取与性质，通过“清水变牛奶”魔术导入，衔接氧气、碳单质的学习基础，为后续酸碱盐知识铺垫，以改进的一体化实验装置为学习支架。 特色在于利用矿泉水瓶等废物设计创新装置，实现“化零为整”，融合制取与多性质验证，体现科学探究与实践。小组合作改进实验培养科学思维，废物利用渗透科学态度与责任，提升学生创新能力和环保意识，助力教师高效教学。

二氧化碳的制取和性质实验的改进与创新教学设计 一、基本教学信息 课题名称 化学 授课年级 九年级 课时安排 1课时 实验类型 创新改进实验 实验器材及耗材 矿泉水塑料瓶、酒精消毒液塑料瓶、竹签、棉花、蜡烛、石灰水、稀盐酸、稀醋酸、紫色石蕊溶液 二、教学分析 教材分析 本实验选自人教版九年级化学上册第六单元课题2《碳的氧化物》。二氧化碳是九年级化学要求掌握的一种重要化合物，在教材编排上，是继氧气、单质碳等物质学习之后，进入化合物知识学习的启蒙课。教材中设计了两组实验（倾倒二氧化碳的实验和二氧化碳与水反应的实验）帮助学生理解二氧化碳的性质。本实验是对教材实验的改进与创新，将课本上的多个实验合为一体，既便于制取二氧化碳又能检验二氧化碳的化学性质。本课题有利于巩固旧知识、学习新知识，又为后续酸碱盐的学习奠定基础。 学情分析 学生在学习本课内容之前已有一定的化学知识积累，已学习了氧气的性质和制法、碳的单质等知识。在日常生活中也了解了许多有关二氧化碳的知识，如碳酸饮料、植物光合作用、动植物呼吸等；已初步了解二氧化碳是温室气体。学生对实验探究有较浓厚的兴趣，希望通过自主探究来了解物质的相关知识。然而，学生对实验探究的过程不够熟悉，对二氧化碳的认识比较零散、单一，创新意识较薄弱。因此，在教学中教师要有意识地培养学生的科学探究能力和创新精神。 三、教学目标 科学观念 通过实验探究，认识二氧化碳的物理性质（密度比空气大）和化学性质（不燃烧也不支持燃烧、能与水反应生成碳酸、能与澄清石灰水反应）；初步建立“性质决定用途”的化学观念。 科学思维 学会运用观察、实验等方法获取信息；运用对比分析的方法研究物质的性质，从现象到本质、从感性到理性进行科学认识；进一步掌握科学探究的基本过程和一般方法。 探究实践 通过小组合作完成实验改进与创新设计；学会运用对比实验的方法研究物质性质；能够正确操作改进后的实验装置，观察并记录实验现象。 态度责任 激发学习化学的兴趣，养成严谨求实的科学态度；培养环保意识和废物利用意识；体验“变废为宝”的意义；培养敢于质疑、勇于创新的精神。 四、教学重难点 教学重点 二氧化碳的制取方法及物理、化学性质； 改进后实验装置的操作方法和现象观察。 教学难点 理解改进实验装置的设计思路及“化零为整”的创新思想。 五、实验教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入、提出问题 表演魔术“清水变牛奶”（向装有二氧化碳的塑料瓶中倒入澄清石灰水）； 展示教材实验的不足之处：倾倒二氧化碳时上层蜡烛易先熄灭；事先收集的二氧化碳浓度降低导致实验现象不明显。 观察魔术现象，回顾二氧化碳与石灰水反应的性质；思考教材实验存在的问题。 以魔术激趣，吸引学生注意力；通过对比教材实验不足，引发学生改进实验的欲望。 猜想假设 引导学生思考：如何改进实验装置才能同时完成二氧化碳的制取和性质验证？能否将多个实验合为一体？ 分组讨论教材实验失败的原因；提出改进设想：换用口径小的仪器、换用容积较小的仪器做对比实验。 培养学生的质疑精神和创新意识；让学生经历从发现问题到提出假设的科学探究过程。 实验方案设计 展示创新实验装置图；讲解装置制作方法：取矿泉水塑料瓶剪去上半部分-；用铁丝烫孔插入玻璃导管；消毒液塑料瓶底部烫小孔并装入石灰石；竹签缠绕三段棉花分别处理。 观察装置图，理解各部件功能；思考装置如何实现随时控制反应的发生和停止。 培养学生的装置设计能力和创新思维；理解“化零为整”的实验设计思想。 实验操作与观察记录 指导学生组装实验装置；引导学生将处理好的竹签放入矿泉水塑料瓶，固定高低蜡烛并点燃；将装有石灰石的消毒液塑料瓶放入稀盐酸中；引导学生观察高低蜡烛熄灭顺序、竹签上三段棉花颜色变化。 分组组装装置；观察并记录：低蜡烛先熄灭、高蜡烛后熄灭；湿润的紫色石蕊变红、干燥的不变色、喷醋酸的红；将气体通入澄清石灰水观察变浑浊。 培养学生的实验操作能力和观察记录能力；通过多现象同时呈现，提高实验效率。 数据分析与归纳结论 引导学生分析实验现象：蜡烛熄灭顺序说明CO₂密度比空气大；石蕊变色说明CO₂与水反应生成碳酸；石灰水变浑浊说明CO₂能与Ca(OH)₂反应。 分组讨论实验现象背后的原理；归纳总结二氧化碳的性质；对比教材实验与本实验的差异。 培养学生从现象到本质的分析归纳能力；通过对比加深对实验改进意义的理解。 拓展应用、课堂小结 总结创新实验的六大优点：①随时控制反应发生和停止；②蜡烛在瓶外熄灭体会CO₂流动性；③多个实验合为一体提高效率；④操作简便成功率高；⑤热塑性塑料便于加工；⑥廉价易得体现绿色化学。引导学生体会“化学来源于生活”。 交流分享实验心得-；思考生活中还有哪些物品可以用于化学实验；完成课堂评价。 升华学生对绿色化学和“变废为宝”的认识；培养学生的创新精神和学科素养。 六、实验安全与风险预案 1.稀盐酸的使用：稀盐酸具有腐蚀性，实验过程中避免接触皮肤和衣物，如不慎接触立即用大量清水冲洗。 2.装置气密性：实验前检查装置气密性，防止二氧化碳泄漏。 3.试剂用量：稀盐酸用量适中，避免反应过于剧烈导致液体喷出。 七、教学评价设计 本实验教学采用多元化的评价方式，注重过程性评价与终结性评价相结合。通过观察学生实验操作的规范性、记录实验现象的准确性，以及小组合作讨论的参与度和积极性，对学生的实验技能和合作能力进行动态评估；通过课堂提问和小组成果汇报，评价学生对二氧化碳性质的理解深度及对实验装置创新思路的领悟程度；同时关注学生在废物利用、绿色化学理念方面的态度表现，以及对教材实验提出改进设想时所展现的创新思维品质。评价主体涵盖教师评价、小组互评和自我评价三个层面，力求全面、客观地反映学生的学习成效。 八、教学反思 本节课以创新实验为载体，将二氧化碳的制取与性质验证有机整合，成功实现了“化零为整”的实验教学优化。教学实践中，魔术导入有效激发了学生的探究兴趣，小组合作改进实验的环节充分调动了学生的参与热情，多数学生能够通过观察蜡烛熄灭顺序、石蕊试纸变色等现象自主归纳出二氧化碳的核心性质。改进后的装置操作简便、现象直观，极大地提升了实验成功率和课堂效率。同时，利用废弃塑料瓶设计实验，让学生在潜移默化中树立了环保意识和“变废为宝”的价值观。今后教学可进一步放手让学生自主提出更多改进方案，并尝试将此类创新设计思路迁移到其他实验教学中，持续培养学生的科学探究与创新能力。 | 1 学科网（北京）股份有限公司 $