第5章 第2节 二氧化碳的实验室制法 教学设计(表格式) 沪教版（全国）九年级上册（2024）

教 学 设 计
课题名称 二氧化碳的实验室制法
一、本节（课）教学内容分析
本节课位于2024沪教版初三化学第五章的第二节，承接了氧气实验室制法的知识基础，是“气体制备”主题的深化与扩展。以“二氧化碳灭火器”为切入点，旨在引导学生从生活走进化学，从原理探究到动手实践，自主建构实验室制取气体的思维模型。
二、学习者情况分析：
1. 知识基础：学生已系统学习了氧气的实验室制法和二氧化碳的相关性质，对“灭火器”等生活用品有感性认识。2. 能力水平：具备基本的实验操作技能和观察分析能力，但装置的连接与气密性检查等细节操作上仍需精准指导。3. 认知特点：好奇心强，乐于动手实验。但缺乏基于证据和逻辑的科学研究思维，在“反应原理的选择、装置的选择”缺乏系统性的思考。
三、本节（课）教学目标（核心素养目标）
1. 科学探究与创新意识：通过分组实验，体验实验室制取二氧化碳的过程，培养规范的实验操作技能严和谨的科学态度。2. 证据推理与模型认知：基于对比实验，推理并论证选择大理石和稀盐酸作为最佳药品的原因。通过装置设计与优化，初步构建实验室制取气体的思维模型。3. 宏观辨识与微观探析：能描述大理石与稀盐酸反应的宏观现象，并从微观角度初步理解反应原理，从而正确书写化学方程式，培养“宏观-微观-符号”三重表征思维。4. 科学态度与社会责任：通过灭火器原理与应用的学习，感受化学知识在保障生命财产安全中的社会价值，增强安全意识与社会责任感。
四、教学策略及数智赋教方法：
1.教学策略：采用“情境-问题-探究-建构”的探究式教学模式。以“二氧化碳灭火器”为锚点，通过问题链驱动探究；运用对比实验、小组合作、模型建构等策略，引导学生主动参与知识生成。2.数智赋教方法：①希沃智能体：课堂上与学生互动，及时答疑。 ②投屏直播：实时投屏演示实验与展示学生实验，便于即时点评。 ③豆包、即梦等AI工具：生成辅助教学的数字人、图片、视频，使课堂生动有趣。
五、教学重点和难点
教学重点 实验室制取二氧化碳的原理、药品、装置及步骤。
教学难点 归纳提炼实验室制取气体的一般思路
六、课堂教学过程结构设计
教学环节 教学步骤 教师活动 学生活动 设计意图
一、课前启学 维度1：“启” 1.播放AI视频：利用数字人二氧化碳灭火器提问核心问题：“如何制取纯净的二氧化碳？” 1.观看视频，引发思考，明确本节课的核心任务。 从生活实际情境导入，激发学生的探究欲望。
二、课中探学 维度2：“探” 任务一：探究实验室制取CO2的原理1.教师提问：“产生二氧化碳的方式有哪些？”如何判断这种方法是否适合实验室制取呢？2.希沃智能体答疑：从原料能耗、操作速率、产物纯度、安全环保等角度综合考虑。3.投屏展示：学生提前整理的的生成二氧化碳的反应或化学方程式。4.引导分析：不同反应的优缺点，确定最适宜的反应原理。任务二：选择实验室制取CO2的药品1.教师提问：“哪种药品更适合实验室制二氧化碳？”2.演示实验：碳酸钙粉末+稀盐酸；石灰石+稀盐酸；石灰石+稀硫酸。3.引导分析：实验室常用石灰石和稀盐酸的组合来制取CO2。任务三：设计实验室制CO2的装置1.教师提问：“回顾O2的实验室制法，思考如何选择CO2的发生装置？”2.引导分析：与双氧水制氧气的发生装置一样。理由是反应物状态和反应条件一样。3.布置活动：利用希沃白板克隆功能组装发生装置。4.归纳演绎：发生装置的选择依据。5.教师提问：“气体的收集方法有哪些？”6.引导分析：二氧化碳可溶于水，密度比空气大，更适合向上排空气法。7.归纳演绎：收集装置的选择依据。8.布置实验：请同学就桌面的仪器，组装一套二氧化碳的制取装置。任务四：明确实验室制CO2的步骤1.教师提问：“仪器组装完毕后，接下来的实验步骤是什么？”2.归纳演绎：查-装-收-验。3.布置实验：请同学们按照步骤制取2瓶二氧化碳。一瓶用于检验，一瓶用于灭火。4.投屏直播：展示小组的操作过程的细节，及时评价操作是否规范 1.认真倾听智能体的答复，思考哪些反应更适合用于实验室制取CO2。2.在教师引导下，从微观角度理解反应原理，书写正确的化学方程式。1.认真观察3个对比实验的现象，并从现象来推理分析哪种药品更适合实验室制取CO2。1.回顾旧知，联系O2的实验室制法，寻找共性，从而确定实验室制取CO2的发生装置和收集装置，并总结选择依据，形成系统的认知。2.利用希沃白板的克隆功能组装发生装置。3.动手操作，自行组装一套二氧化碳的制取装置。1.回顾旧知，结合氧气的制取经验，尝试梳理实验步骤。2.分组实验：小组合作按照实验步骤完成制取两瓶二氧化碳。一瓶用于检验，一瓶用于灭火。 课前布置任务，让学生提前整理产生二氧化碳的化学反应，让学生更好进入本节课。利用智能体与学生的互动来突破原理选择的难点，新颖有趣。通过演示实验的对比分析，将定性观察与定量分析结合，让药品的选择基于坚实的证据，培养学生的证据推理素养。结合已有知识迁移，降低装置设计的认知难度，体现从“已知到未知”的教学逻辑。将装置的设计权交给学生，在评价与优化中深化对装置功能的理解，实现知识迁移与创新能力培养。通过动手实验，强化实验操作技能，让学生直观感受二氧化碳的制取过程。最后的灭火实验呼应导入情境，形成“情境-探究-验证”的闭环，提升学习成就感。
维度3：“思” 任务五：归纳总结与迁移运用1.归纳总结：二氧化碳的实验室制法。2.思维构建：实验室制取气体的一般思路。3.迁移运用：课堂习题。 1.交流讨论，对比归纳，总结二氧化碳的实验室制法需要掌握的四要素，并构建实验室制取气体的思维模型。 通过对比归纳，将零散知识系统化，既巩固课堂知识，也培养学生的总结能力和科学思维。
维度4：“创” 1.教师提问：“二氧化碳真的不能用排水法收集吗？”2.演示实验：用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶容积相同)CO2气体，利用传感器测量二氧化碳的浓度。3.归纳演绎：在接受损耗的前提下，排水法也可用于收集二氧化碳。 1.观察数据，通过事实性证据推导分析在允许损失的前提下，排水法也可用于收集二氧化碳，打破固有思想。 将实验与数字技术结合，用数据验证猜想，培养定量分析与数字化素养，增强课堂的科技感和探究深度。
三、课后延学 维度5：“评” 1.将这节课的疑惑，实时向智能体询问，及时解惑。2.家庭作业：利用家庭易获取的材料，模仿实验室制取二氧化碳的思路，制作一套能熄灭小火焰的简易灭火器。可供选择的药品：鸡蛋壳（贝壳/纯碱粉/小苏打粉也可）和白醋（柠檬酸）。 1.及时向智能体提问，解除疑惑。2.记录家庭作业。 通过拓展作业延伸学习内容，进一步强化化学与生活的联系，激发创新思维。
七、板书设计：
5.2二氧化碳的实验室制法
八、课后反思：
本次教学以“二氧化碳灭火器”为情境锚点，采用“情境-问题-探究-建构”的教学模式，结合数智工具与实验探究，较好地达成了核心素养目标，但在实践中仍有可优化之处。一、教学亮点1.数智赋能成效显著：通过希沃智能体答疑、投屏直播实验、AI工具生成教学资源，既解决了学生对反应原理选择的困惑，又让实验操作可视化，提升了课堂互动性与趣味性，契合初三学生好奇心强的认知特点。2.思维模型建构清晰：从氧气制法迁移到二氧化碳制法，通过对比实验、装置设计、步骤归纳，逐步引导学生提炼实验室制取气体的一般思路，实现了“宏观-微观-符号”三重表征思维的培养。3.闭环设计强化体验：以灭火器情境导入，最终通过灭火实验验证产物，结合课后简易灭火器制作作业，让学生感受到化学与生活的紧密联系，增强了知识应用能力与社会责任感。二、存在不足1.小组合作效率不均：部分小组在装置组装环节缺乏分工协作，导致操作进度滞后，未能充分体验设计优化的过程；少数学生因动手能力较弱，在实验操作中参与度不高。2.难点突破深度不足：对“实验室制取气体的一般思路”归纳时，虽结合了氧气和二氧化碳的制法，但未及时拓展到其他气体，学生迁移应用的灵活性有待提升。3.数字化工具使用局限：希沃白板克隆功能的操作指导不够细致，部分学生因不熟悉工具导致装置设计耗时较长，影响了后续实验的推进。 三、改进方向1.优化小组合作模式：提前明确小组分工，设置“操作员”“记录员”“安全员”等角色，针对动手能力较弱的学生，课前增加基础操作培训，确保全员参与。2.深化难点迁移训练：在归纳思维模型后，增设“设计氢气制取装置”等拓展任务，通过即时练习强化学生对“反应物状态、反应条件决定发生装置”“气体性质决定收集装置”的理解。3.细化数字化工具指导：课前通过短视频预习希沃白板等工具的操作方法，课堂上预留5分钟工具实操练习时间，同时提供装置设计示意图参考，降低操作难度。4.加强个性化反馈：利用投屏直播功能，不仅展示规范操作，也针对性点评典型错误，结合课后智能体答疑数据，精准解决学生个体疑惑，提升教学针对性。本次教学通过情境创设与数智融合，让学生在探究中建构知识、提升素养，但在学生主体性发挥与教学细节把控上仍需完善。未来将继续优化教学策略，平衡技术应用与课堂实效，让化学教学更具逻辑性、趣味性与实效性。
石灰石/大理石+稀盐酸
固液不加热+向上排空气法
查、装、收、验
PAGE
1