对二氧化碳密度比空气大实验的思考

在浙版初中科学八年级下册教科书中证明二氧化碳密度比空气大的实验过程通常是：教师点燃烧杯中梯形铁皮架两个阶梯上两支高度不同的蜡烛后，拿出一瓶事先收集好的CO2倾倒入烧杯中，使蜡烛由低到高依次熄灭，以此证明CO2密度比空气大。我对此实验有如下看法：
　　
　　首先这个实验虽然直观易懂，但不一定能顺利成功。熄灭蜡烛火焰的实验成功与否，受气流、仪器容积和实验操作等因素的影响很大，哪个环节掌握不好，都可能会导致实验失败。如倾倒时若太快，会使二氧化碳快速冲出，造成高蜡烛先熄灭，或高低蜡烛一齐熄灭，就是倾倒速度适宜，也可能会使部分二氧化碳因扩散作用进入空气中，造成集气瓶内气体不能全部倒入大烧杯中，影响实验效果。如在高蜡烛右上方倾倒二氧化碳，这样操作，会使高蜡烛先熄灭。我认为做本实验可这样进行：倾倒时，集气瓶口在低位蜡烛的右上方，用玻璃片盖住集气瓶口约2/3，只留瓶口约1/3。这样，可确保二氧化碳气体沿烧杯壁一侧流入烧杯底部，并由烧杯底向上逐渐增加。这样做必然是烧杯中下端的蜡烛先熄灭，上端的蜡烛后熄灭，实验现象直观明显，成功率高。
　　
　　其次这节课大多是教师演示实验，学生只是观众，被动观察，被动的接受已定的结论，实验本身只是验证科学结论而已。例如教师做本实验如果将CO2骤然倒入就会出现高位蜡烛先熄灭或两支蜡烛同时熄灭的情形。这样老师只能重复几次，或强调要使CO2沿着杯壁缓缓流下。这样就容易使大家都认为教科书的结论无庸置疑，做实验不过是走走形式而已。因此在实验中学生思维不多，实验仅仅是为了获得一个正确的结论，至于为什么要进行这个实验，实验异常时怎么办，除了本实验方法是否还有其他方法等重要的思维活动学生都没参与，所以并不能满足学生对实验探究的好奇心。
　　
　　我认为在实验过程中，不能轻易放过实验过程中的每一个问题，每一个现象，更不可以不做。这类不很复杂的实验最好能采取分组实验的方式，尽可能的多让学生去操作、去观察、去探究。本实验开始前至少可以有三种假设：高蜡烛先灭；低蜡烛先灭；两支蜡烛同时灭。如让学生去进行多次实验进行探究，对不同的实验现象进行讨论，课堂效果可能会更理想。采用让学生自主探究，更能激发学生的学习兴趣和积极性，让学生体验探究的乐趣。让学生去讨论，猜想，设计并动手做实验，可以培养学生的自主，合作，探究的科学品质，形成初步的科学探究能力。通过以化学实验为主的多种教学活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生创新精神和实践能力，逐步树立科学态度，形成终身学习的愿望和能力。探究性的教学模式，有利于克服当前化学教学中注重教师传授而忽视学生发展的弊端，有利于调动学生的探索热情，激发学生的求知欲和进取精神，更有利于培养学生的创新精神和实践能力
　　
　　对本实验的拓展思考：我认为在认识二氧化碳的密度时不能只停留在“二氧化碳的密度比空气大”的结论上，最好是能让学生掌握比较气体密度大小更多的方法，开启学生学习科学更多的智慧火花。除本实验外还有什么实验或依据能证明CO2的密度比空气的大？
　　
　　这里提供几种方法做参考：
　　
　　1．通过化学的相对分子质量来看，CO2的相对分子质量是44，而空气的平均相对分子质量是29，所以CO2的密度比空气大。
　　
　　2．本册书中学到CO2可以灭火，是因为它的密度比空气大，隔绝了空气而灭火。
　　
　　3．将两只相同的烧杯分别放在调平衡的天平两托盘上，再把一瓶CO2气体倾倒在一侧烧杯中，可观察到这一侧会下沉。
　　
　　4．找个皮薄的气球充入CO2，会发现它在空气中不象氢气球那样上升，反而较快下沉。
　　
　　5．实验室收集CO2气体通常用向上排空气法。
　　
　　6．把一块干冰丢在一盛有少量水的烧杯中，然后倾斜烧杯可以看到。CO2气体是可以象倒水一样倒下来的。
　　
　　生活实例可以培养学生从生活视角观察CO2的存在和用途，在从社会视角分析其使用，体会化学与社会的关系。教师在进行教学设计时，可挖掘教材内容中联系实际的素材，培养学生运用化学视角关注生活和生产，形成“掌握知识，技能是为了解决实际问题”的学以致用的观点。尤其是随着社会的发展和科技的进步，更要求教师本身要有关注生活、生产的意识，不断积累生活的资料补充到教学中，使学生体会到科学是一门既有趣又实用的课程，从而真正调动起学习的积极性和主动性。