1空氣的成分（教案）五年級上冊科學冀人版

1空氣的成分教材分析空氣是人類生產活動的重要資源，它看不見、摸不著，但又不可或缺。學生在前面的學習中已經知道空氣占有體積且無色無味，但對于“空氣是由什么組成的”“其成分都有哪些應用”等問題則并不清楚，因此具有強烈的好奇心和探索欲。本課主要分為三部分。第一部分情境與問題，通過兩張圖片，展示了用集氣瓶罩住蠟燭前后蠟燭的變化，引出問題：蠟燭為什么會熄滅呢？第二部分探究與發(fā)現(xiàn)，主要內容是研究空氣的成分。首先，設計用集氣瓶扣住水槽內點燃的蠟燭這一實驗，通過觀察到集氣瓶內水平面上升，得出集氣瓶內一部分氣體因燃燒而減少；通過觀察到水面沒有上升到集氣瓶頂部，知道瓶內還剩余一部分氣體。然后，引導學生分析剩下的氣體能否支持燃燒，讓學生進行第二個實驗，將燒著的小木條放進集氣瓶中，木條熄滅，由此得出另一部分氣體是不支持燃燒的。通過以上實驗，能夠知道空氣中主要有兩部分氣體，一部分支持燃燒，另一部分不支持燃燒。第三部分應用與拓展，通過學生收集的資料和教材的示例，讓學生了解氧氣和氮氣的用途，認識到人與空氣相互影響、相互依存的關系。學情的分析通過前面的學習，學生對空氣的顏色、狀態(tài)、氣味等特征已經有了一個初步的感知，并且知道空氣占有一定空間。學生對空氣充滿了好奇，同時也具有一定的觀察、分析、總結的能力，這為實驗探究活動打下了良好基礎。本課將引導學生通過實驗探究進一步研究空氣的成分，讓學生知道空氣中有氧氣和氮氣兩種主要成分。讓學生通過搜集資料、閱讀材料，了解氧氣和氮氣在生活中的用途，進而知道空氣與人類生活密切相關。教學目標科學知識目標1．空氣是由多種氣體混合而成的。2．空氣的主要成分是氧氣和氮氣?？諝庵羞€含有很少量的二氧化碳和水蒸氣。3．列舉氧氣和氮氣在生活中的用途?？茖W探究目標1．通過觀察、分析實驗現(xiàn)象，推測蠟燭熄滅的原因。2．通過搜集資料、閱讀材料，概括總結空氣的成分。3．通過小組活動進行實驗探究，分析總結實驗現(xiàn)象并記錄?？茖W態(tài)度目標1．對研究空氣成分有濃厚的興趣。2．培養(yǎng)嚴謹、細致的科學實驗探究精神，良好的合作能力和概括總結能力?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標體會空氣在我們生活中的重要作用。重點難點重點1．通過探究空氣的主要成分，知道空氣主要由氧氣和氮氣構成。2．了解氧氣和氮氣在生活中的應用。難點1．通過觀察、分析生活中的現(xiàn)象，提出可探究的科學問題。2．通過小組成員的配合，進行實驗，探究證明自己的猜想，概括實驗結果。案例一教學準備教師準備2支蠟燭、木條、玻璃片、集氣瓶、水槽等。學生準備《學生活動手冊》、課下搜集到的資料等。教學設計一、創(chuàng)設情境，提出問題1．播放視頻（用集氣瓶罩住蠟燭前后蠟燭的變化對比實驗），并提問：你觀察到了什么現(xiàn)象？2．思考：蠟燭為什么會熄滅？蠟燭燃燒是否需要空氣？設計意圖：培養(yǎng)學生認真觀察并根據(jù)現(xiàn)象提出猜想的能力，為后面的實驗打下基礎。二、實驗探究，學習新知1．研究空氣的成分。（1）展示實驗方法，并提出問題：蠟燭燃燒是否需要空氣？瓶中的空氣都在蠟燭燃燒時用完了嗎？（2）分組進行實驗，并將實驗結果記錄在實驗記錄單上。（3）分析實驗結果：①集氣瓶內水平面上升，說明集氣瓶內一部分氣體因為燃燒而減少了。②水面沒有上升到集氣瓶頂部，說明集氣瓶內還剩余一部分氣體。（4）得出實驗結論：空氣主要由兩部分氣體組成，一部分氣體支持燃燒，另一部分氣體不支持燃燒。2．小組討論。（1）提問：剩余的氣體能支持燃燒嗎？（2）探究：將燃著的木條插入裝有剩余氣體的集氣瓶中，同時用玻璃片蓋住瓶口。（3）現(xiàn)象：木條熄滅。（4）結論：剩下的氣體不支持燃燒。3．閱讀資料，概括總結。閱讀“科學在線”，了解到空氣是一種混合氣體，主要由支持燃燒的氧氣（體積約占總體積的21％）和不支持燃燒的氮氣（體積約占總體積的78％）組成，此外，空氣中還有少量的二氧化碳、水蒸氣等其他氣體。設計意圖：引導學生通過觀察現(xiàn)象得出有價值的問題，并通過實驗探究，觀察分析、概括總結得出實驗結論。以學生活動為主體，教師以問題引導學生的思考和活動。三、認識氧氣和氮氣的用途1．閱讀教材，了解氧氣和氮氣的用途。2．思考：你還知道它們有哪些用途？案例二教學準備教師準備2支燭、木條、玻璃片、集氣瓶、木槽等。學生準備《學生活動手冊》、課下搜集到的資料等。教學設計一、導入商課1．晴謎語導入。有一種物質，看不見、摸不著、動物、植物離不了，總在你的身邊跑。同學們，你們知道它是什么嗎？2．教師演示：點燃兩支相同的蠟燭，將其中一支蠟燭用集氣瓶取住。你們觀察到了什么現(xiàn)象？蠟燭為什么熄滅了？3．請大家和老師一起研究一下，空氣里究竟有什么可以幫助燃燒呢？設計意圖：通過猜迷，聯(lián)系所學知識，與舊知建立聯(lián)系，調動學生的學習積極性。通過觀察實驗現(xiàn)象，提出猜想，培養(yǎng)學生的好奇心，激發(fā)學生的探索欲。二、探究新知1．驗證猜想。思考：為什么蠟燭熄滅后，集氣瓶內的水面會上升？蠟燭熄滅后，集氣瓶內氣體的成分還和原來一樣嗎？（1）分析教材中的實驗方法，組織實驗。（2）分小組實驗，記錄實驗現(xiàn)象，并進行分析。集氣瓶內的水平面上升，說明瓶內一部分氣體因燃燒而減少。（3）得出結論。蠟燭燃燒會消耗氧氣，集氣瓶內的氣體減少，所以集氣瓶內的水面會上升。集氣瓶內氣體的成分和原來不一樣，支持燃燒的氧氣減少了，二氧化碳增加了。討論：瓶內剩余的氣體還能支持燃燒嗎？（1）小組活動：將燃著的木條放進集氣瓶，并迅速用玻璃片蓋住瓶口，可以觀察到木條熄滅。（2）討論結果：燃著的木條熄滅，說明剩下的氣體不支持燃燒。2．得出結論：空氣是一種混合氣體，主要由兩部分氣體組成，一部分氣體支持燃燒，另一部分氣體不支持燃燒。設計意圖：以問題引導學生活動，讓學生有目的地進行實驗，引導學生合理概括分析實驗結果。3．出示資料，總結概括。空氣是一種混合氣體，主要由支持燃燒的氧氣（體積約占總體積的21％）和不支持燃燒的氮氣（體積約占總體積的78％）組成，此外，空氣中還有少量的二氧化碳、水蒸氣等其他氣體。教師引導學生概括資料內容，共同完成板書。設計意圖：展示全面詳細的資料，引導學生對資料進行分析和概括，主動地梳理知識脈絡。三、活學活用生活中哪些領域應用了氧氣和氮氣？1．小組之間分享資料，整合手中信息，得出完整的結論。2．小組代表展示結果。設計意圖：培養(yǎng)學生小組合作學習的能力，以及全面整理并概括資料信息的能力，使學生能在組內形成統(tǒng)一的觀點，并能有條理地進行表述。四、總結回顧通過本節(jié)課的學習，你有什么收獲？備課資料火罐”的科學原理。奇的辦法，叫做“拔火罐”，你們見沒見過？2．播放視頻，展示拔火罐的過程。提問：你發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？3．交流討論。討論：通過今天的學習，你們能用我們所學的知識分析拔火罐的原理嗎？結論：火罐內的酒精燃燒，消耗掉氧氣，皮膚就被吸進火罐內，從而產生“被吸住的感覺”。4．小貼士：同學們要注意，拔火罐是一種有很大的安全隱患的行為，如果處理不當會造成燒傷、灼傷、火災等嚴重的后果。所以，我們不能輕易嘗試，要注意保護自身的安全。2科學知識聚焦空氣空氣是我們每天都呼吸著的“生命氣體”，它分層覆蓋在地球表面，透明且無色、無味，它主要由氮氣和氧氣組成，對人類的生存和發(fā)展有著重要的作用?？諝鈱儆诨旌衔铮饕傻獨?、氧氣、稀有氣體（氦、氖、氬、氪、氙、氡）、二氧化碳以及其他物質（如水蒸氣、雜質等）組合而成。其中，氮氣的體積分數(shù)約為78％，氧氣的體積分數(shù)約為21％，稀有氣體（氦、氖、氬、氪、氙、氡）的體積分數(shù)約為0.934％，二氧化碳的體積分數(shù)約為0.04％，其他物質（如水蒸氣、雜質等）的體積分數(shù)約為0.002％。空氣的組成不是固定的，隨著高度、氣壓等條件的改變，空氣各成分的比例也會改變。但是長期以來，人們一直認為空氣是一種單一的物質，直到后來法國科學家拉瓦錫通過實驗首先得出了“空氣由氧氣和氮氣組成”的結論。19世紀末，科學家們又通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，空氣里還有氦、氬、氙等稀有氣體?？諝庵械难鯕鈱τ谒行柩跎飦碚f都是必需的。所有動物都需要呼吸氧氣，綠色植物的呼吸作用也需要氧氣。此外，綠色植物還能利用空氣中的二氧化碳進行光合作用，而空氣幾乎是所有植物所需二氧化碳的唯一來源。拉瓦錫測定空氣成分200多年前，法國科學家拉瓦錫用定量試驗的方法測定了空氣成分。他把少量汞放在密閉容器中加熱12天，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成了紅色粉末，同時容器里空氣的體積差不多減少了五分之一。通過對剩余氣體的研究，他發(fā)現(xiàn)這部分氣體不能供給呼吸，也不助燃，他認為這全部是氮氣（拉丁文原意是“不能維持生命”）。拉瓦錫又把加熱生成的紅色粉末收集起來，放在另一個較小的容器中再次加熱，得到汞和氧氣，且氧氣的體積恰好等于密閉容器中減少的空氣體積。他把得到的氧氣導入前一個容器，所得氣體和空氣性質完全相同。通過實驗，拉瓦錫得出了“空氣由氧氣和氮氣組成，氧氣約占空氣體積的五分之一”的結論。在測定中，裝置中剩余的氣體約占空氣體積的五分之四，該實驗從另一方面說明該氣體不能燃燒或不能支持燃燒。3課后實踐活動［活動主題］測定空氣中氧氣的比例［活動過程］1．在水槽中放入適量的水，滴入紅墨水。2．將蠟燭固定在水槽中間，用集氣瓶罩住蠟燭，在集氣瓶上用筆標注水面的高度。3．點燃蠟燭并再次用集氣瓶罩住。4．觀察水面上升的高度并用筆標注。5．估算出氧氣占瓶中空氣的比例。［活動總結］氧氣約占空氣體積的五分之一。教材詳解教材知識延伸知識點1空氣的成分空氣無色、無味，它是由氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳以及其他氣體和雜質構成的。其中，氮氣約占總體積的78％，占空氣的絕大多數(shù)。其次是氧氣，約占總體積的21％。二氧化碳約占總體積的0.04％。但空氣的組成也不是固定的，隨著氣體的壓強、環(huán)境的變化，空氣各成分的比例稍微有所不同。知識點2氧氣的用途氧在自然界中分布最廣，占地殼質量的48.6％，是豐度最高的元素。氧氣可用于烴類的氧化、廢水的處理、火箭推進劑以及航空、航天和潛水中供人進行呼吸等。動植物的呼吸和一切氧化過程（包括有機物的腐敗）都要消耗氧氣。知識點3氮氣的用途氮氣的化學性質很不活潑，故可用于某些惰性氣氛中以進行金屬處理，也可用于燈泡中以防止產生電弧。氮可與許多金屬結合形成硬氮化物，這些化合物可以用作耐磨金屬。鋼中的少量氮會抑制高溫下的晶粒生長，并且還會提高某些鋼的強度，故也可以用于在鋼上產生堅硬的表面。氮氣可用于制造氨、硝酸、硝酸鹽、氰化物等，用來制造炸藥、化肥等；可用于填充高溫溫度計、白熾燈泡等，可形成惰性材料以保存材料，用于干燥箱或手套袋中。此外，在食品冷凍過程中會用到液氮；在實驗室中作為冷卻劑.教材問題釋疑1．蠟燭為什么會熄滅呢？瓶內的空氣不足以支持燃燒了。2．蠟燭熄滅后，集氣瓶中的空氣用完了嗎？蠟燭熄滅，集氣瓶內水平面上升，但沒有上升到集氣瓶頂部，說明瓶內氣體沒有用完。3．為什么蠟燭熄滅后集氣瓶內的水面會上升？蠟燭燃燒會消耗掉氧氣，瓶內氣體變少，所以水面上升。4．蠟燭熄滅后，集氣瓶內氣體的成分還和原來一樣嗎？不一樣。支持燃燒的氧氣被消耗掉丁，且在燃燒過程中產生了少量二氧化碳，使二氧化碳的含量增加。5．剩下的氣體還能支持燃燒嗎