資源簡介

第二單元　空氣和氧氣
課題1　我們周圍的空氣
第1課時　空氣是由什么組成的
1．核心素養(yǎng)
(1)了解空氣的主要成分。
(2)初步認識純凈物、混合物的概念。
(3)通過對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進一步認識空氣的組成，同時培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和探究欲。
2．教學重點
用探究的方法測定空氣中氧氣的含量。
3．教學難點
(1)純凈物和混合物的概念及區(qū)分。
(2)空氣中氧氣含量測定實驗中的誤差分析。
4．教學建議
【建議1】空氣中氧氣含量的測定及其實驗裝置的改進
(1)實驗成功的關鍵：①實驗裝置的氣密性良好；②實驗中的紅磷必須足量；③反應結束后裝置的溫度需要冷卻至室溫。
(2)實驗問題和懸念的設置：在實驗過程中要不斷向?qū)W生提問，并設置懸念，讓學生積極思考。
如：①實驗過程中觀察到哪些實驗現(xiàn)象？②打開彈簧夾后，為什么燒杯中的水會進入集氣瓶中？③進入集氣瓶中水的體積相當于原集氣瓶中什么氣體的體積？④通過實驗我們可以得出什么結論？
(3)實驗操作及結構分析：①實驗操作的過程中需要注意什么？②實驗結果如果出現(xiàn)偏差，可能是什么原因?qū)е碌模?br/>【建議2】混合物和純凈物的區(qū)分
混合物與純凈物的區(qū)分是教學的一個難點，學生對化學物質(zhì)的概念模糊，容易混淆。教學過程中要以學生比較熟悉或生活中常見的具體物質(zhì)為例，使學生清晰混合物與純凈物的概念。
5．課前準備
教師準備教學課件； 學生預習背默手冊。
教學過程
一、情景導入
猜謎語：奇妙奇妙真奇妙，看不見來摸不到，無孔不入變化多，我們生活離不了。(打一種我們身邊的物質(zhì))同學們知道它是什么嗎？
你能用一個簡單的實驗或?qū)嵗齺碚f明無色無味、不易察覺的空氣確實存在嗎？
【投影】播放視頻：拉瓦錫的“化學革命”，了解化學家拉瓦錫測定空氣成分的過程。
二、合作探究
探究點①　拉瓦錫測定空氣中氧氣含量
【過渡】空氣是由什么組成的呢？很多科學家都曾致力于這方面的研究。二百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。閱讀教材第30頁相關內(nèi)容，了解拉瓦錫測定空氣成分的實驗。
【投影展示】(結合裝置圖對實驗進行講解)
【提出問題】拉瓦錫測定空氣成分的實驗，存在哪些優(yōu)點？哪些缺點？(從實驗時間的長短，操作是否簡單，對環(huán)境的污染等方面考慮)
【歸納總結】拉瓦錫測定空氣成分的實驗，其優(yōu)點有：科學家用嚴肅認真的科學態(tài)度進行反復的實驗；其缺點有：實驗所用時間較長，操作裝置復雜且實驗過程中對環(huán)境有污染。
探究點②　探究空氣成分的實驗
閱讀教材第31頁的內(nèi)容。
【提出問題】模擬拉瓦錫測定空氣成分的實驗，探究空氣的成分，我們應如何選擇藥品、儀器，設計裝置進行實驗呢？
【討論交流】學生討論設計裝置并進行實驗。
【探究實驗】做教材第31頁實驗2－3。
1．實驗原理：利用紅磷燃燒消耗密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣，使密閉容器內(nèi)壓強減小，在大氣壓的作用下，水進入容器，進入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。
2．實驗步驟：按教材第31頁實驗2－3進行實驗。
3．實驗現(xiàn)象：①紅磷燃燒，發(fā)出黃色火焰，有大量白煙生成，放出熱量；②冷卻后，打開彈簧夾，水沿導管進入集氣瓶，進入集氣瓶內(nèi)水的體積約占集氣瓶內(nèi)空氣總體積的1/5。
4．實驗分析：紅磷＋氧氣五氧化二磷。
5．實驗結論：空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5。
【注意】①紅磷要過量；②裝置必須密封；③完全冷卻后打開彈簧夾；④插入燃燒匙的速度要快；⑤彈簧夾要夾緊；⑥集氣瓶內(nèi)加入少量水；⑦實驗所用藥品一般為紅磷，不能用硫、木炭、鐵絲等物質(zhì)代替。
【歸納總結】空氣的成分(按體積分數(shù)計算)：
成分 氮氣(N2) 氧氣(O2) 稀有氣體 二氧化碳(CO2) 其他氣體和雜質(zhì)
體積分數(shù) 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
　　【知識拓展】空氣不是一種單一的物質(zhì)，而是一種混合氣體，其成分比較穩(wěn)定，空氣中二氧化碳和水蒸氣的含量因地區(qū)和氣候而異。如陰雨天，空氣濕度大，則水蒸氣含量就大。
6．認識理解測定空氣中氧氣含量的數(shù)字化實驗。
實驗步驟如下：
(1)將氧氣傳感器與數(shù)據(jù)采集器、計算機連接；(2)把氧氣傳感器插入盛有空氣的容器，采集數(shù)據(jù)；(3)通過相關軟件處理數(shù)據(jù)，并在計算機屏幕上顯示空氣中氧氣的含量。
探究點③　純凈物和混合物
閱讀教材第32頁的內(nèi)容。
【提出問題】物質(zhì)按種類可怎樣劃分？它們之間有怎樣的聯(lián)系呢？
【交流討論】閱讀教材歸納總結。
【歸納總結】
種類 純凈物 混合物
概念 只由一種物質(zhì)組成 由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成
特性 有固定的組成和性質(zhì)，如熔點、沸點等 沒有固定的組成和性質(zhì)，各物質(zhì)都保持各自的性質(zhì)
表示方法 可用化學符號表示 不能用固定的化學符號來表示
舉例 氧氣(O2)、硫(S)、一氧化碳(CO)等 空氣、稀有氣體、海水、糖水等
聯(lián)系 混合物純凈物
板書設計
課題1　我們周圍的空氣
第1課時　空氣是由什么組成的
一、空氣中氧氣含量的測定
實驗現(xiàn)象：紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，水進入集氣瓶的體積約占瓶內(nèi)空氣體積的1/5。
反應的文字表達式：紅磷＋氧氣五氧化二磷。
實驗結論：氧氣約占空氣體積的1/5。
氮氣的性質(zhì)：難溶于水，化學性質(zhì)穩(wěn)定(或不支持燃燒)。
數(shù)字化實驗的認識。
二、空氣的成分及含量
按體積分數(shù)計算：氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%。
三、純凈物和混合物
1．純凈物：只由一種物質(zhì)組成。
2．混合物：由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成。
課堂檢測
完成相關的練習。
教學反思
在本課時的教學過程中，主要以教師做演示實驗及學生觀察實驗現(xiàn)象的形式進行教學。教師主要是正確演示實驗，引導學生發(fā)現(xiàn)實驗中的問題，學生主要是在教師的啟發(fā)下自主地分析實驗現(xiàn)象、原理。這樣的教學方式優(yōu)點在于能夠讓學生更清晰地理解實驗原理，但不足的是學生不能夠親自動手做實驗，學生對實驗過程和步驟的記憶也就不夠深刻。
第2課時　空氣是一種寶貴的資源　保護空氣
1．核心素養(yǎng)
(1)知道空氣是一種寶貴的自然資源，初步了解空氣污染物的危害。
(2)初步學習科學實驗的方法，進行觀察、記錄，并初步學習分析實驗現(xiàn)象。
(3)養(yǎng)成關注環(huán)境、熱愛自然的情感。
2．教學重點
了解空氣中各成分的性質(zhì)和用途及空氣的污染與防治。
3．教學難點
認識到空氣是一種寶貴的自然資源，樹立環(huán)境保護意識。
4．教學建議
【建議】
(1)在日常生活和小學《自然》學科的學習中，學生對空氣有了一定的知識積累和生活經(jīng)驗。為此，在第一部分的學習中要充分利用這些經(jīng)驗創(chuàng)設教學情境，或以講故事的形式引出主題，或以小實驗引入等等。
(2)對第二部分，可以事先讓學生收集資料或圖片(有條件的可以上網(wǎng)查找資料)，并根據(jù)收集到的資料歸納氧氣、氮氣、稀有氣體的用途。
(3)對第三部分，可結合調(diào)查與研究，事先完成以下幾件事：
①調(diào)查在你身邊發(fā)生過的或正在發(fā)生的污染空氣的現(xiàn)象，并完成調(diào)查報告。
②收集有關空氣污染的照片、漫畫、短文等。
③通過廣播、電視、報紙收集近階段的本地空氣質(zhì)量日報，然后在課堂上分組交流、討論。
5．課前準備
教師準備教學課件，學生預習讀記手冊。
教學過程
一、情景導入
在前面的學習中，我們知道物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，那么空氣中的氮氣、氧氣、稀有氣體等都分別有哪些性質(zhì)和用途呢？今天我們就來學習相關的知識。
二、合作探究
探究點①　空氣是一種寶貴的資源
(一)氧氣
【過渡】過去，人們曾把氧氣叫做“養(yǎng)氣”，這充分說明了氧氣的重要性。那么氧氣有哪些用途呢？(指導學生閱讀教材第33頁的相關內(nèi)容，分組討論交流，歸納出氧氣的用途)
【投影】有關氧氣用途的圖片。
【歸納總結】氧氣的主要用途：
①供給呼吸，可用于醫(yī)療、潛水、登山、航空等。
②支持燃燒，可用于煉鋼、氣焊、氣割、航天等。
(二)氮氣
【過渡】指導學生閱讀氮氣的相關用途，并進行歸納總結。
【歸納總結】氮氣的主要用途：重要的化工原料、保護氣、提供低溫環(huán)境。
【討論交流】在測定空氣中氧氣含量的實驗中，集氣瓶內(nèi)剩下的氣體主要是氮氣，討論下列問題：
①燃燒著的紅磷熄滅了，這種現(xiàn)象說明氮氣能不能支持燃燒？
②集氣瓶內(nèi)水平面上升一定高度后，還能繼續(xù)上升嗎？這種現(xiàn)象能不能說明氮氣不易溶于水？
③空氣所表現(xiàn)出來的性質(zhì)，能不能代表氮氣的性質(zhì)？
【歸納總結】①紅磷熄滅能說明氮氣不能支持燃燒。
②集氣瓶內(nèi)水面上升到一定高度后，不能繼續(xù)上升，這種現(xiàn)象說明氮氣不易溶于水。
③空氣所表現(xiàn)出來的性質(zhì)，不能在一定程度上代表氮氣的性質(zhì)，如紅磷能在空氣中燃燒，但不能在氮氣中燃燒。
【小結】通過日常生活中對空氣的觀察及上面的討論，描述出氮氣的物理性質(zhì)。(要求學生填空教材第34頁的表格)
(三)稀有氣體
【過渡】空氣中除了氧氣和氮氣外，還有一類很重要的氣體就是稀有氣體。接下來，我們就來學習稀有氣體的有關知識，學生閱讀教材P35“圖2－8”。
【小結】稀有氣體的性質(zhì)和用途：
①物理性質(zhì)：無色、無味，難溶于水；
②化學性質(zhì)：很不活潑；
③主要用途：作保護氣、制成多種用途的電光源、氦可用于制造低溫環(huán)境。
探究點②　保護空氣
【投影】藍天白云和空氣污染的對比圖片。
潔凈的空氣對人類和其他動植物非常重要，但是，隨著工業(yè)的發(fā)展，空氣的污染日益嚴重。
【投影】有關空氣被污染的圖片、照片、資料等。
【討論交流】①在你的身邊發(fā)生過哪些污染空氣的現(xiàn)象？
②大氣污染的原因有哪些？
③大氣污染會造成哪些危害？
④為了保護人類賴以生存的空氣，你能做些什么？
【歸納總結】①污染空氣的現(xiàn)象：汽車排放的尾氣、工廠向大氣中排放的廢氣及粉塵等。
②大氣污染的危害：溫室效應會使海平面上升，酸雨會腐蝕建筑物，臭氧層空洞會使人類受到紫外線的傷害等。
③防治空氣污染的措施：大量植樹造林，鼓勵大家種花種草，向周圍的人宣傳環(huán)境保護知識等。
【課后閱讀】閱讀教材P36“空氣質(zhì)量日報”和空氣質(zhì)量分級標準理解，空氣質(zhì)量與空氣污染物之間的關系。
板書設計
課題1　我們周圍的空氣
第2課時　空氣是一種寶貴的資源　保護空氣
一、空氣是一種寶貴的資源
1．氧氣的用途：供給呼吸、支持燃燒。
2．氮氣的用途：用作保護氣、制氮肥等。
3．稀有氣體的作用：用作保護氣、霓虹燈等。
二、保護空氣
1．污染物：有害氣體和顆粒物。
2．危害。
3．防治措施：①加強大氣質(zhì)量監(jiān)測；②改善環(huán)境狀況；③使用清潔能源；④積極植樹造林、種花種草等。
課堂檢測
完成相關的練習。
教學反思
成功之處 學生的自主探究活動成為課堂教學的主要形式，教師在課堂中適時引導，創(chuàng)設探究情境，激發(fā)學生的探究欲望，幫助學生理清解決問題所涉及的原理。
不足之處 學生忽視自身的作用，認為保護空氣與己無關；自學能力及收集資料的能力都有待提高。
再教設計 鼓勵學生課下收集資料，課上自學教材和相互交流完成學習任務；培養(yǎng)學生收集和處理信息的能力和增強學生的環(huán)保意識。

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