資源簡介

對人體吸入空氣和呼出氣體的成分探究教學(xué)設(shè)計
一、教材內(nèi)容和課標(biāo)分析
根據(jù)教材內(nèi)容和課標(biāo)要求，本節(jié)課通過與生活相關(guān)的探究人類吸入空氣和呼出氣體的成分這一實驗，體現(xiàn)化學(xué)與生活息息相關(guān)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。通過具體實驗形成化學(xué)實驗探究的一般思路與方法，養(yǎng)成注重實證、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。
二、學(xué)情分析
學(xué)生首次進(jìn)行自主探究化學(xué)實驗，好奇心強，積極性高，但操作能力不強，安全意識和小組合作意識有待加強，需要教師加強實驗示范和引導(dǎo)。
三、教學(xué)設(shè)計思路
本次課程的教學(xué)設(shè)計思路是以探究吸入空氣和呼出氣體的主要成分不同為主線，學(xué)生自主探究活動為主體，問題驅(qū)動為方法，創(chuàng)新實驗教學(xué)為手段。
四、學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過教材實驗，認(rèn)識科學(xué)探究的一般思路與方法；
2.運用控制變量思想改進(jìn)實驗方案，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的好奇心、想象力與探究欲；
3. 通過數(shù)字化傳感器實驗測定實驗數(shù)據(jù)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度；
4. 樹立合作、交流意識，培養(yǎng)深入探究思考能力，學(xué)會批判性思維方法；
五、教學(xué)重難點
重點：掌握科學(xué)探究的一般步驟方法
難點：培養(yǎng)科學(xué)探究的思考能力
六、教學(xué)過程
1.新課導(dǎo)入
學(xué)生依據(jù)生活經(jīng)驗，提出問題：穿防護(hù)服的醫(yī)護(hù)人員為什么會出現(xiàn)悶熱、缺氧的現(xiàn)象，從而思考人呼出氣體的主要成分是什么？
教師提出本節(jié)課第一個問題，實驗室如何收集呼出氣體？
學(xué)生小組討論，分析出三種實驗方案分別是排水法、排空氣法、吹氣法（插入學(xué)生實驗視頻）
學(xué)生分析三種收集氣體方案的優(yōu)缺點：排水法雖然較為容易觀察到是否收集滿氣體，但是操作較為復(fù)雜，出現(xiàn)實驗失誤的概率較高；而排空氣法操作簡單，但是很難把空氣排干凈；吹氣法，簡單易得，并保證收集到的氣體都是呼出的氣體。因此我們得出結(jié)論吹氣法是本實驗最合適的方法。
2.學(xué)生自主探究完成教材實驗
教師提出本節(jié)課的核心問題：如何對兩種氣體的成分進(jìn)行探究。學(xué)生很快按照教材的指導(dǎo)，自主完成對兩種氣體中的氧氣、二氧化碳、及水蒸氣含量比較的實驗（插入學(xué)生實驗視頻）
學(xué)生完成實驗，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)1。學(xué)生總結(jié)分析教材實驗存在的一些不足：探究氧氣含量時，木條燃燒劇烈程度、伸入集氣瓶內(nèi)的深度難以調(diào)控；探究水蒸氣含量時，兩種氣體的溫度以及與玻璃片的接觸面積難以調(diào)控；實驗操作過程中，集氣瓶半敞口時與大氣相通，易造成實驗誤差。
3.運用控制變量思想創(chuàng)新實驗方案
教師向?qū)W生提供資料卡片（白色無水硫酸銅粉末遇水變藍(lán)），和一些實驗儀器供學(xué)生參考，經(jīng)過師生共同的努力，設(shè)計出新的實驗方案。展示講解實驗裝置
整個裝置分為上中下三個部分，上面是裝有兩種氣體的氣球，中間的球形干燥管裝有沾滿無水硫酸銅粉末的棉花，用于比較水蒸氣的含量，下面左端集氣瓶裝有等體積、等濃度的澄清石灰水，用于比較二氧化碳的含量，右端集氣瓶中放有大小相同、高度一致的燃著蠟燭，用于比較氧氣含量。并用止水閥調(diào)控氣體的釋放體積。
實驗操作分為兩個步驟，先探究吸入空氣的成分，再探究呼出氣體的成分，但關(guān)鍵要控制打開止水閥的時間相同，以保證通入集氣瓶內(nèi)氣體的體積相同。實驗過程如下（插入教師實驗視頻）
學(xué)生總結(jié)實驗現(xiàn)象，得出實驗的結(jié)論。分析改進(jìn)后的實驗有三個優(yōu)點：1.實驗裝置一體化、操作簡單、現(xiàn)象明顯、實用性強、容易普及；使用無水硫酸銅粉末檢驗水蒸氣，避免了教材中實驗方法因為溫差造成的干擾；控制止水閥打開時間，保證了通入的氣體的體積相通，控制變量，使實驗過程和結(jié)果更加嚴(yán)謹(jǐn)，更具有說服力。達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)2。
4.數(shù)字化實驗探究
實驗的創(chuàng)新點燃了學(xué)生的激情，發(fā)展科學(xué)探究的好奇心、想象力與探究欲。學(xué)生繼續(xù)提出問題：我們是否可以定量測的實驗數(shù)據(jù)，更直觀地呈現(xiàn)兩種氣體成分。
教師向?qū)W生提供數(shù)字傳感器實驗裝置，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究。（插入學(xué)生操作數(shù)字傳感器視頻）
學(xué)生記錄數(shù)字化實驗數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)傳感器的優(yōu)點主要有：定量測定實驗數(shù)據(jù)，可直觀清晰地呈現(xiàn)兩種氣體的含量區(qū)別；實驗步驟操作簡單，優(yōu)化實驗探究過程，提高課堂效率；體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合；
七、教學(xué)反思
本課堂采取了講授、合作、自主探究的教學(xué)模式。在問題驅(qū)動下，學(xué)生小組討論，各抒己見，使思維的寬度、深度不斷加強。
以教材實驗存在的不足為出發(fā)點，引導(dǎo)學(xué)生運用控制變量思想設(shè)計創(chuàng)新實驗方案，增強實驗的對比性和綜合性，激發(fā)學(xué)生探究欲望，體會數(shù)字化實驗在實驗探究過程的魅力，凸顯化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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