8.2 二氧化碳的性质和用途 教学设计

挽救地球上即将消失的城市
——第八章第二节二氧化碳的性质和用途
一、指导思想与理论依据
教学具有教育性，学科教育本身承担着德育功能。
教育部《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》中明确指出：“课程是教育思想、教育目标和教育内容的主要载体，集中体现国家意志和社会主义核心价值观，是学校教育教学活动的基本依据”。北京教育委员会《关于进一步加强中小学学科教学中德育的工作意见》中指出：“中小学生在学校生活的主要活动是课堂教学，学生在学习期间的全面发展主要是在各学科的学习和实践活动过程中实现的，学科教学中的德育是遵循‘教学具有教育性’规律的必然要求。
义务教育化学课程标准在课程理念中提出：“创设体现化学、技术、社会、环境相互关系的学习情景，使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献，认识化学在实现人与自然和谐共处、促进人类和社会可持续发展方面所发挥的重大作用，相信化学必将为创造人类更美好的未来做出重大的贡献。”
因此，本节课以教育部《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》、北京教育委员会《关于进一步加强中小学学科教学中德育的工作意见》以及化学课程标准为理论依据，从学生已有经验出发，积极创设以实验和社会热点为主的课题情境（挽救地球上即将消失的城市）和学习情境，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，学习用化学科学观念、化学科学知识和化学科学方法来观察、认识自然与社会。初步形成主动参与社会决策的意识，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展观念。
二、教学背景分析
（一）教学内容分析
1.教材版本：北京出版社——义务教育教科书（化学）——九年级（上册）——第八章第二节。
2.课标要求：
本节教学内容选取新北京版教材第八章第二节二氧化碳的性质和用途一节，隶属于化学课程标准一级主题“身边的化学物”中的二级主题“我们周围的空气”，其基本要求是能结合具体实例说明二氧化碳的主要性质和用途。 使学生初步认识物质的用途与性质之间的关系，帮助学生从化学的角度认识和理解人与自然的关系，初步形成科学的物质观和合理利用物质的意识。
3.教学价值分析：
从学科价值来看，二氧化碳是初中化学要求掌握的重要化合物知识之一，安排在空气、氧气、水之后，是教材第一次较全面介绍的元素化合物知识。按照单质——氧化物——酸碱盐这一由简到繁的顺序，CO2作为典型的非金属氧化物，是其中联系的纽带，起着承上启下的作用。二氧化碳性质的学习为后续学习酸碱盐知识以及高中基于类别认识酸性氧化物的学习打下基础。二氧化碳可发生的化学变化较多，实验丰富，是培养和训练实验操作技能和实验探究能力的良好素材。
从应用价值来看,二氧化碳对于动植物的生存、生长具有重要意义，二氧化碳也是温室效应、碳排放等环境问题中的焦点物质。另外，作为含有碳元素的物质，二氧化碳又是自然界中碳循环的重要结点，因
此合理使用二氧化碳，有效控制二氧化碳的生成和转化，是化学科学界重要的研究课题，也是学生们应该有意识的主动关注的问题。
从学生认识发展价值来看，通过本节内容的学习，学生对二氧化碳的认识从零散到系统；建立认识物质角度的系统性；持有的认识身边化学物质的一般思路更为完善稳固；实验探究能力得到发展；从环境保护方面，形成系统性认识减少二氧化碳的途径和方法。
（二）学生情况分析
1.知识基础：
学生对二氧化碳比较熟悉的。通过前一节课的学习，学生对二氧化碳的物理性质以及化学性质中的不燃烧、不助燃、不供给呼吸等内容已经了解。而且知道一些二氧化碳的消耗途径，如光和作用等。同时，学生通过氧气的学习，已基本掌握了研究物质的方法，对本节课的学习有较大帮助。
2.技能水平：
学生通过氧气性质的学习，已经具备了一定的研究化学问题的能力，初步形成了基本的实验技能，能用观察、实验等方法获取信息，并能用化学语言表述有关信息以及运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，知道用途与性质有一定的关系。
3. 障碍分析：
由于学生对二氧化碳十分熟悉，所以对于二氧化碳性质的具体内容学生较容易理解，不构成学习障碍。对学生而言，这部分学习较为困难的是如何理解探究活动方案与探究问题及预期假设间的关系，并能依据实验结果形成探究活动结论。同时，学生对二氧化碳对环境影响的了解不够，看问题停留在表面，缺乏深思和探究意识。虽然学生能提出保护环境、减少污染等口号，但在思想和意识上没有形成强烈的感受，更没有影响其社会生活行为。
（三）教学策略说明
1.教学方法
2.学习方法
三、教学目标设计
（一）知识与技能
1.通过实验探究，知道二氧化碳能溶于水，能与水、石灰水和氢氧化钠反应等性质。
2.能运用二氧化碳的性质总结出转移消耗多余的二氧化碳的方法。
3.能初步完成简单的探究实验，能比较准确、完整地对实验现象进行描述，并根据实验现象推出相关结论。
（二）过程与方法
1.以“二氧化碳溶于水有没有发生化学变化”的探究为主线，通过对化学实验现象进行研究和讨论，获得观察、比较、分类、归纳等科学方法。体验对化学现象进行研究、推理以及得出结论的探究过程。
2在教学活动中激励学生主动与他人进行交流和讨论、清楚表达自己的观点，培养学生良好的学习习惯和学习方法。
（三）情感态度价值观
1.通过观察、讨论、问题解决等活动，在知识的形成、联系、应用过程中养成勤于思考、严谨求实、乐于实践、善于合作等科学品质。
2.通过对二氧化碳性质的认识和消耗途径的了解。认识化学与人类生活的密切关系，学习用化学科学观念、化学科学知识和化学科学方法来观察、认识自然与社会。初步形成主动参与社会决策的意识增强安全意识，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展观念。
四、教学重难点
1.教学重点：了解二氧化碳的性质；依据二氧化碳的性质，探寻减少CO2的方法。
2.教学难点：建立实验现象与实验结论之间的关系，二氧化碳与水反应的探究实验方案设计。
五、教学环境及设备、资源准备
1.教师用具：多媒体。
学生用具：软塑料瓶（充满二氧化碳）27瓶、盛由蒸馏水的细口瓶9瓶、用石蕊溶液染成的干滤
纸条二条（每组二条，共10组）、二氧化碳气体18瓶、镊子9把、紫色石蕊溶液9瓶、
盛由石灰水的细口瓶9瓶、成有氢氧化钠溶液的细口瓶9瓶。
实验装置图：
五、教学过程与教学资源设计
（一）教学流程图
（二）教学过程
教学环节
教 师 活 动
学 生 活 动
设计意图
创设情景
引入新课
【视频】：即将消失的城市。
【设问】：
1.通过视频，你知道这些城市在不远的将来为什么会消失呢？
2.怎样挽救地球上即将消失的城市呢？
【引言】：我们除了低碳生活、开发使用清洁能源外，能否用科学的方法来减少CO2的含量来挽救这些即将消失的城市呢？今天，我们就以此为题来探究怎样挽救地球上即将消失的城市。
【板书】：挽救地球上即将消失的城市
【引言】：选择科学的方法,必须要有科学的依据。这就需要我们了解CO2的性质，利用CO2的性质，探寻减少CO2的方法。
【板书】：
一、科学依据（CO2的性质）
观看视频。
思考、交流发言：
温室效应；CO2含量增加…
怎样挽救地球上即将消失的城市：低碳生活、开发新能源、植树造林…
利用视频引入，其目的在于创设一个最佳的心理和认知环境，激发学生兴趣，引入课题。
感知环境恶化带来的问题就在我们身边，增强学生的责任感。
进一步固化性质决定用途，用途体现性质的认知思路和学习方法。
启发诱导
探索新知
指导学生完成实验：

【设问】：看到了什么现象？
【追问】：
1.通过实验现象你能得到哪些结论呢？
2.二氧化碳气体被消耗是CO2溶于水了还是与水反应了呢？
实验一：
分组完成向盛有二氧化碳的软塑料瓶中注入1/2的水。
回答：塑料瓶变瘪
二氧化碳气体被消耗…
预设答案：溶于水；
能与水反应；即溶于水又与水反应。
通过实验，知道二氧化碳能溶于水且能与水反应的认识。
采用追问的教学方式，使问题环环相扣，发展学生的思维能力。
启发诱导
探索新知
启发诱导
探索新知
【过渡】：
CO2二氧化碳是否与水发生了反应？需要我们用实验来证明。
指导学生完成实验：
【激疑】：此实验能证明二氧化碳与水发生了反应吗？能使紫色石蕊变红的物质是什么呢？（展示石蕊资料）
引导学生提出猜想。
引导学生设计实验方案。
评价实验方案，指导实验探究。
【板书】：
1.CO2能与水反应（化学性质）
【追问】：根据元素守恒思想，你推测CO2与水反应的产物是什么？
指导学生书写二氧化碳与水反应的化学方程式。
【投影展示】：CO2溶于水的小资料。
【板书】：
2.CO2能溶于水（物理性质）
指导学生完成实验：
【设问】：依据实验现象，你能得出那些结论？
【板书】：
3.CO2能与碱反应
引导学生书写化学方程式。

实验二：
学生分组实验，观察并汇报实验现象：
溶有.CO2的水能使紫色石蕊变红。
学生提出猜想：
1.水能使石蕊变红。
2.CO2能使石蕊变红。
3.二氧化碳能与水反应，生成的新物质使石蕊变红。
依据所给用品设计实验方案。
实验三：
学生进行实验探究，交流实验结果：CO2与水反应的产物能使紫色石蕊变红，说明二氧化碳能与水反应。
思考、回答：碳酸
学生书写化学方程式： CO2+H2O==H2CO3
实验四：
学生分组实验，观察现象。

推断结论：二氧化碳能与Ca(OH)2、NaOH这一类物质反应。
板书化学方程式。
Ca(OH)2+CO2==CaCO3+H2O
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
体验、保持和发展对科学探究的兴趣；体验到科学探究是获取科学知识、认识客观世界的重要途径。

通过探究引导学生体验、感受、内化科学探究的一般过程，学会根据实验现象分析、得出结论的认知过程。从而获得成功的喜悦和对化学学习的持续兴趣。
通过实验总结出CO2能与Ca(OH)2、NaOH这一类物质反应的客观事实。得出CO2能与碱反应的化学性质。渗透定量对比的认知方法，为以后基于一类物质的学习奠定基础。
强化化学用语书写。

【过渡】：我们知道性质决定用途，用途体现性质。了解了CO2的性质，就让我们应用它来转化即消耗多余的CO2，以挽救我们即将消失的马尔代夫等美丽的城市。
【板书】：
二、挽救方法（CO2的消耗）
【设问】：
1.工业生产尾气中的CO2如何消耗？
2.空气中的CO2如何消耗？
【素材展示】：
1.碳捕捉技术
2.蓝汇和绿汇
3.二氧化碳制甲醇--碳减排的新方向
思考、交流预设答案：
1.工业生产尾气中的CO2可以用氢氧化钠溶液吸收。
2.空气中的CO2可
以被植物通过光合作用吸收。
3.可以被海水溶解。
观看、思考、领悟
创设有驱动性的问题，在解决问题过程中建立知识与问题之间的联系，体现化学的应用价值，建立环境保护从我做起的意识。
使学生感受到化学对于改善生活环境和促进社会发展的积极作用，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展观念。
通过介绍我国科学技术的发展规划和前景，增进学生热爱祖国的情感，树立为祖国更加繁荣而努力学习的决心和责任感。
理解内化
拓展应用
【试题展示】：“低碳”是世界各国共同关注的话题。
为解决日益加剧的温室效应，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新循环体系。根据流程图回答下列问题：
（1）近年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是 。
（2）从图中分析得出的下列结论中，正确的是_________（填序号）。
A.该技术符合低碳经济的理念。
B.水生成氢气的过程中所用的催化剂一定是二氧化锰。
C.该技术有助于缓解全球面临的能源危机。
（3）“低碳”是一种生活理念与态度，下列做法符合“低碳”要
求的是 (填序号)．
A．监测空气质量 B．尽量乘坐公交车或骑自行车出行
C．垃圾分类回收?
D．汽车使用尾气净化装置，降低有害气体排放
通过试题进一步展示科技发展的前景，增强热爱祖国、科技报国的责任感。
初步形成关心自然、
关心国家、爱护环境、珍惜资源、合理使用化学物质的观念，形成民主、文明、和谐的国家发展观。
总结归纳
拓展提升
【设问】：
1.从知识上你有哪些收获？
2.本节课我们用了哪些方法来认识二氧化碳性质的？
3.对“低碳”这个词汇你有那些新认识？
【结束语】：
减少碳的排放，利用CO2 的性质转化多余的CO2 ，挽救我们即将消失的美丽城市，刻不容缓，他不但需要我们通过科学与技术来消耗多余的CO2 ，也需要我们从自身做起，养成低碳生活的良好习惯，促进社会与环境的和谐发展。
作业：
思考、交流。
1.性质内容。
2.观察法、实验法、
对比实验法、控制变量法等。
低碳生活、低碳经
济、科学汇碳等。
领悟学习任务。
日常生活中如何
做到低碳减排，绿色生活？
2.通过网络、文献，查阅CO2再利用的发展前景和科技成果。
3.观看CCTV-9纪录片《红线》第四集《碳排放》。
学生回答的不一定全面，教师要注意引导。
重点在认识物质的一般思路和方法以及“低碳”的认识方面进行总结。
提供学习方式和学习资源，拓展学习内容，
使学生对二氧化碳的探究由课内引申到课外，增强学生对社会的责任感和使命感。
板书设计：
挽救地球上即将消失的城市
（学案）
学习目标
1.通过实验探究，知道二氧化碳能溶于水，能与水、石灰水和氢氧化钠反应等性质。
2.能运用二氧化碳的性质推测挽救地球上即将消失城市的方法。
3.能初步完成简单的探究实验，能比较准确、完整地对实验现象进行描述，并根据实验现象推出相关结论。
4.通过对二氧化碳性质的认识和消耗途径的了解。认识化学与人类生活的密切关系，树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展观念。
二氧化碳的性质实验
学生实验一：向盛有二氧化碳气体的软塑料瓶中注入水。
实验
实验现象
结论
注入水
学生实验二：向溶有二氧化碳的水中滴入紫色石蕊溶液。
实验
现象
结论
向溶有二氧化碳的水中滴入
小资料：紫色石蕊是一种色素，遇酸性溶液变成红色。
学生实验三：二氧化碳和水反应的探究。
提出问题：是那种物质使紫色石蕊变红的呢？
猜想假设： 。
设计实验： 。
实验验证：
实验现象
实验结论
（1）
（2）
（3）
结论： 。
二氧化碳与水反应的化学方程式为 。
学生实验四：向盛有二氧化碳气体的软塑料瓶中注入澄清的石灰水和氢氧化钠溶液
实验
实验现象
结论及化学方程式
注入澄清石灰水
注入氢氧化钠溶液
归纳总结
一、探寻科学依据（CO2的性质）


二、挽救方法（CO2的消耗）


拓展应用
【拓展应用】“低碳”是世界各国共同关注的话题。
为解决日益加剧的温室效应，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新循环体系。根据流程图回答下列问题：
（1）近年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是 。
（2）从图中分析得出的下列结论中，正确的是_________（填序号）。
A.该技术符合低碳经济的理念。
B.水生成氢气的过程中所用的催化剂一定是二氧化锰。
C.该技术有助于缓解全球面临的能源危机。
（3）“低碳”是一种生活理念与态度，下列做法符合“低碳”要求的是 (填序号)．
A．监测空气质量 B．尽量乘坐公交车或骑自行车出行 C．垃圾分类回收?
D．汽车使用尾气净化装置，降低有害气体排放
课后作业：
1.日常生活中如何做到低碳减排，绿色生活？
2.通过网络、文献，查阅CO2再利用的发展前景和科技成果。
3.观看CCTV-9纪录片《红线》第四集《碳排放》。