空氣的成分教學(xué)設(shè)計(jì)案例

1、空氣的成分教學(xué)設(shè)計(jì)案例    一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路    【教材分析】     本課為第二單元課題1空氣第一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容。要求學(xué)生通過對空氣成分的探究,了解空氣的組成。    教學(xué)重點(diǎn):空氣的組成、空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)。    教學(xué)難點(diǎn):空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)。    【教學(xué)理念】     本課題主要采用問題探究來設(shè)計(jì)教學(xué),始終貫穿“設(shè)置主題分析思考實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)交流”的教學(xué)流程,積極

2、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí),努力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和探索精神。    【教學(xué)流程】     引入課題探究1:證明空氣的存在探究2:探討空氣成分(包括:空氣中有哪些物質(zhì);科學(xué)家探索空氣成分的歷史與評價(jià)等)探究3:測定空氣中氧氣的含量探究4:測定空氣中氧氣的含量的藥品選擇及量化測定。    【教法探討】    首先通過猜謎的形式引入課題,使學(xué)生興趣盎然地進(jìn)入教學(xué)情景。    指導(dǎo)學(xué)生閱讀拉瓦錫探究空氣的實(shí)驗(yàn),以期達(dá)到以下目的: 

3、;   培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力;    通過科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神;    初步了解空氣的主要成分;    初步了解拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)原理,啟發(fā)學(xué)生理解空氣中氧氣含量測定的實(shí)驗(yàn)原理。    對于教材上的實(shí)驗(yàn)(如圖),教師要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示:    在實(shí)驗(yàn)過程中,教師要適時(shí)地向?qū)W生提問,設(shè)置懸念讓2 / 18學(xué)生思考、做出假設(shè)或得出結(jié)論。如:    實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到有哪些現(xiàn)

4、象?    為什么打開止水夾后燒杯中的水就會(huì)進(jìn)入廣口瓶中?    進(jìn)入到廣口瓶中的水的體積相當(dāng)于原廣口瓶中哪種氣體的體積?    通過該實(shí)驗(yàn),可以得出什么結(jié)論?    完成該實(shí)驗(yàn)有哪些注意事項(xiàng)?    實(shí)驗(yàn)過程的誤差分析等等。    在上述問題中,大多數(shù)學(xué)生對問題的理解可能有困難,本人設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的學(xué)生實(shí)驗(yàn)(如右圖),就很好地將這一難點(diǎn)突破了。    對于問題的誤差分析,教師可以引導(dǎo)學(xué)

5、生自主分析,得出產(chǎn)生誤差可能有以下原因:    裝置氣密性不好;紅磷不足,沒有把氧氣耗盡;沒有等到集氣瓶冷卻就打開止水夾;導(dǎo)氣管的體積被忽略不計(jì)了,同時(shí)教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生:還有一個(gè)主要誤差是來自于燃燒方式本身。因空氣里的氧氣在耗盡前燃燒就會(huì)停止。關(guān)于燃燒停止后剩余氣體里有無殘余氧氣(這一點(diǎn)有的學(xué)生也想得到);剩余混合氣體里氧氣比例小到什么程度時(shí)燃燒就會(huì)停止,這一點(diǎn)可作為研究性學(xué)習(xí)課題,留待課后安排學(xué)生作進(jìn)一步探究。    教材里已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),由于不能準(zhǔn)確度量集氣瓶內(nèi)空氣的實(shí)有體積等原因而存在不足之處。根據(jù)學(xué)生對上述實(shí)驗(yàn)原理的理解,適

6、時(shí)地提出新的問題:    問題設(shè)置:利用下圖實(shí)驗(yàn)裝置(廣口瓶的容積約為400 mL),再提供10 mL量筒、100 mL量筒、500 mL量筒,以及紅磷和木炭兩種固體物質(zhì)供選用。怎樣較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)?    思維風(fēng)暴:引導(dǎo)學(xué)生討論如何解決下述問題:    實(shí)驗(yàn)前怎樣準(zhǔn)確測定廣口瓶內(nèi)空氣的體積?    實(shí)驗(yàn)后怎樣準(zhǔn)確測定進(jìn)入廣口瓶中水的體積(即氧氣的體積)?    實(shí)驗(yàn)探索:指導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),甲組選用紅磷、乙組選用木炭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

7、    再通過對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的情況,適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析,以提高學(xué)生分析問題的能力。     通過上述實(shí)驗(yàn)的探究過程,能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的。    二、教案    課  題  課題1 空氣第1課時(shí)    授課人  明海    學(xué)  校  長沙市長郡中學(xué)    教學(xué)目標(biāo) 

8、0;  知識(shí)與技能    1.認(rèn)識(shí)身邊最常見的物質(zhì)空氣,并了解空氣的組成;    2.能從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),對空氣的成分進(jìn)行合理的推測,并能利用教師提供的簡單儀器和藥品,對空氣的成分進(jìn)行科學(xué)的探究。在探究過程中初步學(xué)會(huì)簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并加以描述,對相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能給出合理的解釋。    過程與方法    1.認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義和基本方法,在進(jìn)行“空氣中氧氣含量測定實(shí)驗(yàn)”的探究過程中,能提出問題,并設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)解決問題;   

9、2.初步學(xué)會(huì)用觀察、實(shí)驗(yàn)的方法獲取信息,并從實(shí)驗(yàn)信息中得出科學(xué)的結(jié)論;    3.在探究過程中,能主動(dòng)與人交流、討論,清晰的表達(dá)自己的觀點(diǎn),逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。    情感態(tài)度與價(jià)值觀    1.保持對生活和自然界中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和強(qiáng)烈的探索欲,進(jìn)一步發(fā)展對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣;    2.初步樹立科學(xué)的物質(zhì)觀,科學(xué)的看待科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論;    3.逐步樹立珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念;  

10、;  4.發(fā)展善于合作、勤于思考、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神。    重點(diǎn)  空氣的組成,空氣中氧氣含量的測定。    難點(diǎn)  通過實(shí)驗(yàn)探究空氣的組成。    教學(xué)方法  講演法、自學(xué)指導(dǎo)法、分組實(shí)驗(yàn)法、討論法等多種教學(xué)方法    儀器、藥品  測定空氣成分的實(shí)驗(yàn)裝置、500 mL量筒、100 mL量筒、10 mL量筒、500 mL燒杯、紅磷、水、火柴。    教師活動(dòng)   

11、 學(xué)生活動(dòng)    設(shè)計(jì)意圖    新課導(dǎo)入 猜謎語:“看不見,摸不著,沒有顏色沒味道,你的身邊常圍繞”。該謎語的謎底是什么?     (展示一只空燒杯)燒杯中有什么?    今天,我們一起進(jìn)一步認(rèn)識(shí)空氣。    一、空氣的組成     頭腦風(fēng)暴:你對空氣知道多少?請同學(xué)們盡可能多地提出有關(guān)空氣的問題。    學(xué)生可能提出的問題:為什么空氣看不見而又摸不著?怎么證明空氣確實(shí)存在?空氣由什么

12、物質(zhì)組成?空氣是由一種物質(zhì)組成的?還是由多種物質(zhì)組成的?如果空氣是有多種物質(zhì)組成的,那么這些物質(zhì)是什么?其含量是多少?為什么風(fēng)景區(qū)的空氣比較清新,而一些大城市特別是一些大工業(yè)城市的空氣質(zhì)量比較差?為什么有的物質(zhì)在空氣中燃燒?    (在學(xué)生描述提出的問題時(shí),及時(shí)對不規(guī)范的語言加以更正)    教師引導(dǎo):今天,我們將一起探究空氣的成分。主要解決你們提出的下列問題:怎么證明空氣確實(shí)存在?空氣由什么物質(zhì)組成?空氣是由一種物質(zhì)組成的?還是由多種物質(zhì)組成的?如果空氣是有多種物質(zhì)組成的,那么這些物質(zhì)是什么?又分別有多少?  &

13、#160; 【實(shí)驗(yàn)探究1】想一想,根據(jù)你日常生活中的經(jīng)驗(yàn),還有哪些辦法能證明空氣確實(shí)存在?請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn),證明空氣的存在。    設(shè)計(jì)方案: 提供學(xué)生水槽(裝有大半槽水)、小燒杯、一杯飲料(配吸管)及其他儀器若干,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行交流,比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn),再確定比較好的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。    學(xué)生一般能提出的簡易方案可能有上圖所示的幾種。    實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。    獲取結(jié)論:空氣是客觀存在的。    學(xué)生思考并

14、回答    學(xué)生討論,交流,再描述提出的問題    學(xué)生分組討論、交流,比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn),    學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象加以描述,并做出結(jié)論。     以有關(guān)空氣的故事或有關(guān)空氣的趣味實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入,迅速拉近學(xué)生與化學(xué)的距離,產(chǎn)生對化學(xué)的親近感。    以頭腦風(fēng)暴的探索形式,激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。    設(shè)疑,激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。    培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神及對

15、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評價(jià)能力    【實(shí)驗(yàn)探究2】空氣的成分    主題設(shè)置:我們生活的環(huán)境中有空氣,人類的生活離不開空氣,空氣是一種重要的自然資源。那么空氣是由什么組成的?它是由一種物質(zhì)組成的?還是由多種物質(zhì)組成的?如果空氣是由多種物質(zhì)組成的,則空氣中含有哪些物質(zhì)?    提出假設(shè):學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出空氣是由多種物質(zhì)組成的假設(shè)。    收集證據(jù):根據(jù)已有知識(shí),聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn),收集到的證據(jù)可能有:動(dòng)物進(jìn)行呼吸作用需要氧氣,并放出二氧化碳;植物進(jìn)行光合作用要吸收水和二氧化碳,并放出氧氣;

16、煤等燃料燃燒需要消耗氧氣并放出二氧化碳;夏天,從冰箱里拿出冰礦泉水,片刻后,礦泉水瓶外壁就會(huì)有水珠凝結(jié);酥脆的餅干在空氣中長時(shí)間放置會(huì)受潮變軟    做出結(jié)論:空氣中含有氧氣、二氧化碳、水蒸氣和其他雜質(zhì)(如塵埃)等多種物質(zhì)。    思維延伸:空氣中還有其他成分嗎?    自主學(xué)習(xí):引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家對空氣成分的研究過程。    1、通過對拉瓦錫研究空氣成分的實(shí)驗(yàn)過程,你有何感想?    2、拉瓦錫通過這一實(shí)驗(yàn)得出了什么結(jié)論?  

17、;  3、拉瓦錫得出的結(jié)論有無不足?    開拓視野:稀有氣體的發(fā)現(xiàn)史。    獲得結(jié)論:空氣中含有氧氣、氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳等多種成分。    根據(jù)已有知識(shí),聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn),收集證據(jù),進(jìn)行歸納并得出結(jié)論    學(xué)生自主學(xué)習(xí)拉瓦錫探究空氣成分的實(shí)驗(yàn)    1.了解拉瓦錫研究空氣的實(shí)驗(yàn)所表現(xiàn)的科學(xué)態(tài)度    2.了解拉瓦錫得出的“空氣由氧氣和氮?dú)饨M成,其中氧氣約占空氣體積的1/5”的結(jié)論,體會(huì)其實(shí)驗(yàn)原理&#

18、160;   3.了解空氣中還有各種稀有氣體等其他成分,認(rèn)識(shí)拉瓦錫的結(jié)論中的不足    培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力    1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神    2.使學(xué)生初步了解空氣的主要成分。    3.告誡學(xué)生不迷信權(quán)威,樹立“學(xué)無止境”的思想。    利用化學(xué)史進(jìn)行嚴(yán)肅認(rèn)真,敢于創(chuàng)新的優(yōu)良品質(zhì)的教育。    【實(shí)驗(yàn)探究3】空氣中氧氣含量的測定    主題設(shè)置:大家對空氣

19、的認(rèn)識(shí)主要來自生活常識(shí),空氣中還有其他的成分嗎?空氣中的氧氣、二氧化碳等氣體的含量又分別是多少呢?能否測定出廣口瓶中氧氣的體積?     設(shè)計(jì)方案:    想辦法把氧氣拿出來,直接測氧氣的體積;    換一個(gè)礦泉水瓶子,再想辦法把瓶內(nèi)的氧氣消耗掉,看瓶子變癟了多少;    利用拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)方法再進(jìn)行實(shí)驗(yàn);        教師引導(dǎo):給出如下圖所示裝置,讓一學(xué)生吸氣,并觀察現(xiàn)象。    思維

20、遷移:仿照此實(shí)驗(yàn),提供如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置及紅磷,我們能否利用它來測定氧氣體積呢?    實(shí)驗(yàn)探索:指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)2-1,觀察現(xiàn)象并思考:    1.(如上圖)向集氣瓶內(nèi)裝入少量水,并作上記號d。并將廣口瓶從b-d處分為五等分,做好記號。    2.向燃燒匙中加入稍過量的紅磷,關(guān)閉c處的止水夾后,點(diǎn)燃紅磷,立即伸入瓶中,并塞緊。    3.提示學(xué)生觀察紅磷燃燒現(xiàn)象。     4.冷卻后,打開止水夾,再由學(xué)生觀察現(xiàn)象。  

21、0; 5.進(jìn)入廣口瓶中的水的體積相當(dāng)于原廣口瓶內(nèi)空氣中哪種氣體的體積?    學(xué)生討論。    學(xué)生在老師引導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并解釋實(shí)驗(yàn)原理    【學(xué)生思考】水為何會(huì)進(jìn)入集氣瓶中,進(jìn)入集氣瓶中的水的體積取決于誰的體積?    學(xué)生分組討論,并報(bào)告討論結(jié)果。    學(xué)生觀察紅磷燃燒的現(xiàn)象:紅磷燃燒時(shí)產(chǎn)生黃色火焰,放出大量熱量,并有大量白煙,最終燃燒停止。    學(xué)生觀察:打開止水夾后,燒杯中的水進(jìn)入廣口瓶中,約占紅磷燃燒

22、前瓶中空氣體積的1/5。    學(xué)生分組討論后,各組派代表回答。    通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),解決學(xué)生的疑難    培養(yǎng)觀察能力及思考能力    培養(yǎng)分析能力及團(tuán)隊(duì)合作精神,增進(jìn)學(xué)生間友誼和凝聚力    科學(xué)分析:    指導(dǎo)學(xué)生通過自主閱讀,明確:    上述實(shí)驗(yàn)中,紅磷燃燒時(shí)與廣口瓶內(nèi)空氣中的氧氣發(fā)生了反應(yīng),生成了叫做五氧化二磷的固體。上述實(shí)驗(yàn)中的大量白煙就是生成的五氧化二磷的固體,

23、該固體沉降后溶解于水中。因此白煙最終消失。    打開止水夾后,燒杯中的水進(jìn)入廣口瓶的原因。    進(jìn)入廣口瓶中的水的體積相當(dāng)于原廣口瓶內(nèi)空氣中哪種氣體的體積?空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為多少?    廣口瓶內(nèi)余下的氣體主要是什么?它有何性質(zhì)?    探索交流:引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中的問題進(jìn)行交流。    形成結(jié)論:    a.由于過量的紅磷燃燒時(shí)耗盡了廣口瓶內(nèi)空氣中的氧氣,使瓶內(nèi)氣體減少,壓強(qiáng)降低,打開止水夾后,燒杯中的水就

24、會(huì)進(jìn)入瓶中。而且廣口瓶內(nèi)氧氣被消耗多少,進(jìn)入瓶中的水就有多少。因此,從燒杯中進(jìn)入廣口瓶的水的體積就相當(dāng)于原瓶內(nèi)空氣中氧氣的體積。    b.氧氣約占空氣總體積的1/5。    c.廣口瓶內(nèi)余下的氣體主要是氮?dú)?它不能支持燃燒。    做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)如果裝置氣密性不好;紅磷不足,沒有把氧氣耗盡;沒有等到冷卻就打開止水夾,那又會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果呢?    思維點(diǎn)撥:完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是:紅磷的用量要充足,要保證能夠?qū)⑵績?nèi)氧氣耗盡;整個(gè)裝置氣密性要好,不能漏氣;要注意待集氣瓶冷卻至室溫

25、時(shí)再打開止水夾。    反思與評價(jià):按上述方法測定空氣中氧氣的含量,你認(rèn)為還有何不足?紅磷可否用木炭等其他物質(zhì)代替?    學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)原理并從中得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。    學(xué)生再次進(jìn)行討論并得出結(jié)論。    學(xué)生討論后得出:上述體積是估算的,存在較大誤差。     培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力,在交流中取長補(bǔ)短。    激發(fā)學(xué)生的探究欲。    培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的評價(jià)能力。  

26、  【實(shí)驗(yàn)探究4】測定空氣中氧氣的含量的藥品選擇及量化測定    提出假設(shè):藥品可以用其他物質(zhì)(如木炭、硫等)代替。    教師提供:右圖裝置(廣口瓶容積約為400 mL)、10 mL量筒、100 mL量筒、500 mL量筒,以及水、紅磷和木炭等儀器和藥品    方案設(shè)計(jì):指導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)較準(zhǔn)確地測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)裝置及活動(dòng)方案    引導(dǎo)學(xué)生討論應(yīng)解決的問題:     實(shí)驗(yàn)前怎樣準(zhǔn)確測定圖2-3丁中廣口瓶內(nèi)空氣的體積?&

27、#160;   實(shí)驗(yàn)后怎樣準(zhǔn)確測定圖2-3丁中進(jìn)入廣口瓶中水的體積(即氧氣的體積)?    實(shí)驗(yàn)探究:指導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn):甲組選用紅磷、乙組選用木炭進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并作好數(shù)據(jù)處理。     學(xué)生經(jīng)討論后提出對應(yīng)的方案:    將水注入廣口瓶至圖中b處,再全部倒入到500mL量筒中;    將進(jìn)入廣口瓶中的水全部倒入到100 mL量筒中。    學(xué)生再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定。    學(xué)生將實(shí)驗(yàn)過程中獲得的數(shù)據(jù)填入表中。    掀起高潮,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探究欲。    培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作、數(shù)據(jù)處理等綜合能力。     現(xiàn)象與解釋:針對甲組實(shí)驗(yàn)基本成功,而乙組實(shí)驗(yàn)完全失敗(燒杯中的水基本上