資源簡介

空氣的成分
教學設計
一、教學設計思路
【教材分析】
空氣是人人都離不開的最重要的化學物質，由于看不見，摸不著，學生只知道其重要，卻不十分清楚空氣到底是什么。本單元選擇空氣作為初中化學接觸具體物質知識的開端，不僅是小學自然課曾對空氣有過介紹，更重要的是它們在自然界分布極廣，是自然界維持生態平衡的重要條件，還是人類須臾離不開的天然物質；還因為氧是化學性質比較活潑的元素，通過對它們的認識和了解，可以比較順利地引導學生進入化學世界來探索物質的奧秘。
考慮到學生剛接觸化學，充滿好奇和興趣，而空氣的成分一節的內容是最貼近學生日常生活，最能培養學生人平常生活中追根溯源，發現問題，是培養他們創新精神和初步掌握科學探究方法的極好契機。然而學生剛開始學化學，雖在緒言和實驗基本操作課上了解掌握了一些知識和操作，但相應的知識儲備也是相當不足的，比如C、S、P等物質燃燒后的產物和狀態他們都還沒有學到；氣體減少壓強降低的物理原理也沒有學到，要引導他們完成對空氣成分的探究有一定的困難。針對這種情況，我設計了以證明空氣的存在和空氣中氧氣含量的測定為主線的一節實驗探究課，并于課前安排并鼓勵學生查閱教材、書刊及其他信息資源，既是為探究課做好的必要的知識準備，也是旨在培養學生初步具備探究者應具備的一項能力。
教學重點：空氣的組成、空氣中氧氣含量的測定實驗。
教學難點：空氣中氧氣含量的測定實驗。
【教學理念】
本課題主要采用問題探究來設計教學，始終貫穿“設置主題──分析思考──實驗探究──總結交流”的教學流程，積極引導學生進行自主學習、合作學習和探究學習，努力培養學生的動手能力和探索精神。
【教學流程】
引入課題→探究設計 1：探討空氣成分（包括：空氣中有哪些物質；科學家探索空氣成分的歷史與評價等）→探究設計2：測定空氣中氧氣的含量（藥品選擇及裝置）→探究3：測定空氣中氧氣的含量及反思總結。
【教法探討】
首先通過猜謎的形式引入課題，使學生興趣盎然地進入教學情景。
然后引入以前科學家拉瓦錫探究空氣的實驗，以期達到以下目的：
①培養學生的自學能力；
②通過科學家實事求是的科學態度和嚴謹的作風，培養學生的科學探究精神；
③初步了解空氣的主要成分；
④初步了解拉瓦錫的實驗原理，啟發學生理解空氣中氧氣含量測定的實驗原理。
在搞清拉瓦錫測定空氣實驗原理的基礎上，出示信息，由學生設計出測定空氣中氧氣含量的藥品和裝置后，由教師或多媒體演示：（如圖）
在實驗過程中，教師要適時地向學生提問，設置懸念讓學生思考、做出假設或得出結論。如：
①實驗過程中可觀察到有哪些現象？
②為什么打開止水夾后燒杯中的水就會進入廣口瓶中？
③進入到廣口瓶中的水的體積相當于原廣口瓶中哪種氣體的體積？
④通過該實驗，可以得出什么結論？
⑤完成該實驗有哪些注意事項？
⑥實驗過程的誤差分析等等。
對于問題⑥的誤差分析，教師可以放在實驗后引導學生自主分析，得出產生誤差可能有以下原因：
①裝置氣密性不好；②紅磷不足，沒有把氧氣耗盡；③沒有等到集氣瓶冷卻就打開止水夾。
通過上述實驗的探究過程，能充分調動學生的積極性，鍛煉學生的實驗設計能力，達到實驗教學的真正目的。
二、教案設計
【教學目標】
知識與技能
1.認識身邊最常見的物質──空氣，并了解空氣的組成；
2.能從生活經驗出發，對空氣的成分進行合理的推測，并能利用教師提供的簡單儀器和藥品，對空氣的成分進行科學的探究。在探究過程中初步學會簡單的實驗設計、學會觀察實驗現象并加以描述，對相關實驗現象能給出合理的解釋。
過程與方法
1.認識科學探究的意義和基本方法，在進行“空氣中氧氣含量測定實驗”的探究過程中，能提出問題，并設計簡單實驗解決問題；
2.初步學會用觀察、實驗的方法獲取信息，并從實驗信息中得出科學的結論；
3.在探究過程中，能主動與人交流、討論，清晰的表達自己的觀點，逐步形成良好的學習習慣和科學的學習方法。
情感態度與價值觀
1.保持對生活和自然界中化學現象的好奇心和探索欲，進一步發展對化學學習的興趣；
2.初步樹立科學的物質觀，科學的看待科學家的實驗過程及結論；
3.發展善于合作、勤于思考、勇于實踐的科學精神。
【重點、難點】
重點 空氣的組成，空氣中氧氣含量的測定。
難點 通過實驗探究空氣的組成。
【教學方法】
講演法、自學指導法、實驗討論法等
【儀器、藥品】
測定空氣成分的實驗裝置、500 mL集氣瓶、500 mL燒杯、紅磷、水、火柴。……
【教學過程】
教師活動 學生活動 設計意圖
【新課導入】 猜謎語：一物到處有，用棒趕不走；眼睛看不見，手摸也沒有； 咀嚼無滋味，沒它活不久。該迷中的物質是什么？ 【講述】空氣是人類和一切動植物的生命支柱，同時也是重要的自然資源，今天我們就共同學習和研究與我們生活息息相關的空氣。【板書】空氣的成分【設問】小學自然課里，我們曾對空氣了解過一些，用什么方法證明空氣確實存在于我們的周圍？【講述】空氣如此重要，它是單一物質還是由多種物質組成？二百多年前的一些科學家對它也產生了這樣的問題，讓我們一起看看當時的科學家是如何進行研究的，也許會給我們今天的研究帶來一些啟發。【多媒體播放】人類認識空氣的歷程，重點展示拉瓦錫對空氣成分研究的實驗。【點撥】由于汞和空氣中的氧氣發生了反應：汞+氧氣 氧化汞 消耗了容器中的氧氣，從而造成了容器中氣壓的降低，才使汞槽中的液面上升。【板書】空氣中氧氣含量的測定討論分析我們應該用什么藥品消耗我們研究的空氣中的氧氣？又該用怎么的裝置呢？【板書】（1）現象： （2）實驗原理： （3）結論：【多媒體演示實驗】要求學生認真觀察【過渡】我們實驗的結果是測定了空氣中的氧氣約為空氣體積的1/5，經過現代精密儀器的測定，空氣的成分及含量又如何呢？【板書】空氣的成分（體積分數）【小結】空氣不是單一成分的物質；空氣中有1/5體積的氧氣，剩余氣體不支持燃燒；空氣的組成（強調體積分數）【鞏固練習】見多媒體課件【作業布置】完成空氣存在和組成的探究報告。預習下節內容，查閱空氣污染的資料 學生思考并回答，猜出是空氣。 學生分析討論得出，1、飛舞的樹葉；2、飄揚的紅旗；3、用打氣筒給自行車打氣；4、拉注射器活塞，可見水中有氣泡冒出；5、在往空瓶中灌水時，有氣泡冒出…… 學生進行觀察，分析拉瓦錫對空氣成分研究的實驗原理。體會拉瓦錫的科學精神。 閱讀了解信息，進行綜合分析。經過討論分析，用紅磷比較合適，因為紅磷易燃燒，且生成物是固體，易溶于水，裝置也設計出了多種多樣。較多學生的設計如圖所示：學生口答觀察到的現象、原理及結論。學生閱讀教材： 空氣成分：氮氣78% 氧氣21% 稀有氣體0.94% 二氧化碳0.03% 其它0.03%點名學生回答本節課學到了哪些知識。學生口答練習，鞏固所學知識。 以有關空氣的故事或有關空氣的趣味實驗導入，迅速拉近學生與化學的距離，產生對化學的親近感。 以問題激發學生的設計意識，培養學生的發散性思維。 設疑，激發起學生的學習興趣使學生認真觀看多媒體。 學生現有的知識儲備不夠解決這些問題，與學生一起分析，培養學生的能力。培養學生的觀察能力及分析表達能力。培養學生閱讀習慣，增強記憶。通過學生總結和相關練習，有助于本節課重難點知識的掌握。

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