肖品

閱讀能力是個人終身學(xué)習(xí)的關(guān)鍵能力。初中生正處于從“學(xué)會閱讀”向“通過閱讀學(xué)習(xí)”過渡的關(guān)鍵階段，各學(xué)科在常規(guī)教學(xué)中適當(dāng)引用一定的閱讀材料助力提高學(xué)生的閱讀能力很有必要。用素材輔助教學(xué)的同時，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何將信息轉(zhuǎn)化為知識和智慧。本案例依托筆者自編的科普閱讀材料《降溫地球—你了解二氧化碳嗎？》，將其貫穿于課前、課中和課后三個階段，旨在進(jìn)階式不斷提高學(xué)生分析、提取和轉(zhuǎn)化有效信息的學(xué)科閱讀能力，落實核心素養(yǎng)。

一、情境引入

【問題情境】播放2018年全球氣候大會視頻（內(nèi)容概要：《2018年排放差距報告》指出全球二氧化碳排放量經(jīng)過三年的停滯期后，2017年有所增加，2018年溫室氣體排放創(chuàng)紀(jì)錄，2014—2018年全球平均氣溫比工業(yè)化前基線高出1.04℃）。

【問題設(shè)置】新聞中講述什么事件？涉及哪一關(guān)鍵物質(zhì)？為改善這一狀況，使地球降溫，你有哪些方案？

【學(xué)生】閱讀資料中的《全球碳循環(huán)圖》，回答問題：

①自然界二氧化碳的主要來源有哪些？

②自然界二氧化碳的主要去向有哪些？

③如果你是化學(xué)家，你打算如何利用回收得到的二氧化碳？

提出驅(qū)動型問題：性質(zhì)決定用途，從哪些角度研究二氧化碳的性質(zhì)？

意圖：由社會問題“全球變暖，如何給地球降溫”引發(fā)學(xué)生思考如何利用理論知識解決實際問題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題產(chǎn)生的原因，提出“減排”和“回收利用”兩種策略，激發(fā)他們對二氧化碳性質(zhì)和用途的研究興趣，體會學(xué)習(xí)化學(xué)的成就感。

二、規(guī)劃性質(zhì)研究方案

【學(xué)生】依據(jù)驅(qū)動型問題，回顧氧氣的性質(zhì)，將二氧化碳性質(zhì)的研究拆為兩個子任務(wù)：①物理性質(zhì)（如色、態(tài)、味、密度和溶解性）;②化學(xué)性質(zhì)（能否與水反應(yīng)，能否支持燃燒等）。

【學(xué)生】分組交流，基于已有認(rèn)知體系，構(gòu)思研究物質(zhì)性質(zhì)的方法。

【教師】根據(jù)資料，學(xué)生小組討論方案后，組織學(xué)生小組間交流，對方案進(jìn)行優(yōu)化，最終確立方案（見圖1）。

【學(xué)生】學(xué)會依據(jù)自己設(shè)計的方案，向教師提出自己需要哪些支持。

【教師】結(jié)合實際條件，為學(xué)生提供資料、實驗材料等方面的支持。

（注：性質(zhì)探究實驗的構(gòu)思在課堂前測中已有涉及，為節(jié)約課上時間，物理性質(zhì)部分的實驗在課前布置下去，以小組為單位完成，成果以圖片或視頻形式在課上展示。）

三、研究性質(zhì)，推測用途

【教師】組織學(xué)生交流、互評，引導(dǎo)學(xué)生反思總結(jié)。

（1）顏色、狀態(tài)、氣味

【學(xué)生】觀察一瓶二氧化碳，打開瓶口，煽聞氣味，確認(rèn)其在常溫下是無色、無味的氣體。

【學(xué)生】閱讀“CO₂與制冷行業(yè)”段落：

在一定條件下，CO₂會變成液體或固體。固態(tài)二氧化碳叫作“干冰”，干冰升華時，會吸收大量的熱，從而使周圍空氣中的水蒸氣凝結(jié)成霧，因此可用于制造舞臺、影視的云霧效果、人工降雨和制冷劑。國際鐵路聯(lián)盟科研所曾對干冰、機(jī)械制冷等系統(tǒng)的降溫速度進(jìn)行了對比實驗，從實驗結(jié)果可以看出，干冰制冷在這方面有較大的優(yōu)勢。

回答問題：

①固體的CO₂，俗稱________，屬于________（填“純凈物”或混合物），易升華，升華吸收大量熱。利用該性質(zhì)，可將其應(yīng)用于________（填3種用途）。

②結(jié)合資料文本，研究干冰與機(jī)械制冷兩種方式對降溫效果的影響，得出結(jié)論：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?;

（2）密度

【學(xué)生】閱讀“CO₂與消防行業(yè)” 段落：

在加壓時將液態(tài)二氧化碳壓縮在小鋼瓶中，滅火時再將其噴出，有降溫和隔絕空氣的作用。主要用于撲救貴重設(shè)備、檔案資料、儀器儀表、600伏以下電氣設(shè)備及油類的初起火災(zāi)。

回答問題：

滅火時，CO₂有______和______的作用，利用了其________的物理性質(zhì)，又利用了__________和_______________的化學(xué)性質(zhì)。

（3）能否溶于水

小組的幾種方案 （課本實驗）

操作 方案1：向裝有二氧化碳的錐形瓶中倒入約1/3體積的水，塞緊帶有注射器的單孔膠塞，振蕩，觀察注射器中的活塞是否移動

方案2：如圖，注射器中裝滿水，推入部分水到盛有二氧化碳的錐形瓶中，觀察注射器中的活塞是否移動 向裝有二氧化碳的集氣瓶中倒入少量水，蓋上玻璃片，振蕩，倒置，觀察現(xiàn)象 向收集滿二氧化碳的軟塑料瓶中，倒入約1/3體積的水，擰緊瓶蓋，振蕩，觀察軟塑料瓶是否變化現(xiàn)象

①活塞向下移動

②活塞位置不變 玻璃片不掉落 瓶子變癟

結(jié)論 二氧化碳能溶于水（在常溫下，約按體積比為1∶1的比例溶解）

（4）是否與水發(fā)生反應(yīng)

【教師】取實驗（2）后的液體，滴到干燥的紫色石蕊小花上，發(fā)現(xiàn)干燥的紫色小花變紅。資料：石蕊是一種指示劑，紫色石蕊小花遇酸性物質(zhì)變紅。

【學(xué)生】提出問題：CO₂的水溶液中，使干燥的紫色石蕊試紙變紅的是哪種物質(zhì)？

作出假設(shè)：猜想①CO₂; 猜想②H₂O;猜想③其他新物質(zhì)（CO₂與H₂O發(fā)生反應(yīng)）。

設(shè)計實驗：取三朵相同的干燥的紫色石蕊小花，分別放入僅有二氧化碳、僅有水和二氧化碳水溶液的三只集氣瓶中。

現(xiàn)象：CO₂和H₂O均不能使干燥紫色石蕊小花變紅，二氧化碳水溶液使其變紅。

分析：CO₂的水溶液中，使紫色小花變紅的現(xiàn)象不是舊物質(zhì)CO₂或H₂O所致（證偽法），說明有新物質(zhì)生成，CO₂與H₂O發(fā)生反應(yīng)。

結(jié)論：猜想③成立，CO₂與H₂O發(fā)生反應(yīng)生成酸性物質(zhì)。

【教師】CO₂+ H₂O = H₂CO₃。

【學(xué)生】閱讀“CO₂與食品行業(yè)”段落：

干冰廣泛用于食品的冷藏保鮮、運(yùn)輸，食用干冰還常被用作“配料”加入冰激凌、飲料中。工廠制汽水時，是在強(qiáng)大壓力下，把二氧化碳?xì)怏w壓入溶液中，增加水中二氧化碳的量。

CO2在飲料中常有清涼、抑制微生物的生長、突出香味和舒爽的口感的作用。但該類飲料一般不含必需的各種營養(yǎng)素，還添加了各種增味劑和有機(jī)酸等化學(xué)物質(zhì)，因此不宜過多飲用。

回答問題：

①工廠制汽水時，發(fā)生的是__________變化（填“物理”或“化學(xué)”或“化學(xué)和物理”）。

②CO2用于飲料中的作用是__________。

③下列說法錯誤的是__________。

A.全球碳循環(huán)中的“碳”指的是碳單質(zhì)

B.干冰不是冰，是二氧化碳固體，可用作制冷劑

C.汽水清涼解暑，口感舒爽，多喝有益無害

四、分享交流，評價反思

【學(xué)生交流】

①通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你對二氧化碳有何新的認(rèn)識？如何辯證看待問題？

②思考能否簡化“二氧化碳與水反應(yīng)”的探究實驗，怎樣簡化。

意圖：通過交流，全面認(rèn)識CO2在生活生產(chǎn)中的“功”與“過”，建立“多角度”看待問題的價值觀。簡化、反思實驗的設(shè)計，加深對“三朵小花”實驗的認(rèn)識，樹立環(huán)保意識。

本案例的閱讀材料《降溫地球—你了解二氧化碳嗎》是結(jié)合課標(biāo)內(nèi)容和中考考點，從相關(guān)的典型文獻(xiàn)中發(fā)掘、遴選和改編的，將學(xué)科閱讀融入《二氧化碳的性質(zhì)和用途》的常規(guī)教學(xué)中。以“2018年全球氣候大會”中“全球變暖”社會問題為契機(jī)，在分析、解決問題的過程中關(guān)注學(xué)生知識的落實、思維的發(fā)展和價值觀的形成。學(xué)生作為主體，自主設(shè)計并完成二氧化碳性質(zhì)的研究，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。學(xué)生在交流中使思維外顯，促進(jìn)向更高階的思維發(fā)展。閱讀材料結(jié)合實驗研究，提高學(xué)生從文字、圖表、化學(xué)語言等中獲取、加工信息的能力，有助于夯實基礎(chǔ)，把握重點，突破難點。在整個實驗探究和材料閱讀過程中，學(xué)生都表現(xiàn)出極大的熱情，體會合作探究的樂趣，增加對化學(xué)學(xué)科的熱愛。

（作者單位：北京市第一〇一中學(xué)）

責(zé)任編輯：李莎

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