“由多種物質組成的空氣”的教學設計

李忠元

（銅山縣教育局教研室 江蘇 銅山 221116）

教學設計思路

空氣是學生初學化學課程系統學習的第一種物質，在小學《科學》課和日常生活中學生已經獲取了一些空氣的簡單知識，因此學生對“空氣里含有什么成分、空氣是由什么物質組成的”學習并不困難，困難在于完成“空氣里氧氣含量的測定”探究實驗。由于學生接觸到的化學實驗基本操作并不多，因此要讓學生獨立完成對“空氣里氧氣含量的測定”探究實驗確實有一定的困難。針對這種情況，教師一方面要對學生進行化學實驗儀器的使用方法及注意事項講解，另一方面還要做到對每一個探究實驗的操作示范和指導，并提供一些必要的實驗裝置，為課堂上的探究活動做好準備。本設計從回憶空氣的簡單知識入手，引導學生通過實驗來證明空氣的存在以及捕捉、收集空氣的方法，學會通過實驗探究空氣里氧氣的含量，在分析空氣成分的基礎上，引導學生認識混合物和純凈物，并會對常見物質進行分類判斷。本部分內容主要采用情景引入、小組合作、實驗探究分析、講練結合等方式進行教學。

教學過程實錄

教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖【講述】我們先請兩位同學表演個節(jié)目。上課鈴響了，教室門口一男生左手持木牌，上書“市環(huán)保局執(zhí)法大隊”，右手把一女生推進教室，女生哆嗦著手持木牌擋住面部，上書“偷排廢氣 污染企業(yè)”。男生用手在鼻孔周圍煽動空氣，表現出深受毒氣危害的表情，氣憤地手指女生，同時翻轉木牌為黃牌，上書“停業(yè)整頓 罰款百萬?！迸悼袋S牌，作痛苦狀，同時翻轉木牌，上書“污染企業(yè) 敢怒不敢言”?！局v述】假如我們把“敢怒不敢言”作為一個謎面，你能猜出它的謎底嗎？【引入課題】同學們猜得對，是空氣。這節(jié)課我們就來學習和探究由多種物質組成的空氣。本節(jié)課重點解決以下問題：空氣是由什么成分組成的？空氣中氧氣的含量是如何測定的？什么是混合物和純凈物？創(chuàng)設情境引入新課回憶舊知溫故知新創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生興趣。觀看節(jié)目積極思考搶答認真傾聽引入課題，讓學生明確本節(jié)課的學習重點及需要解決的主要問題【回憶】請同學們回憶，在小學《科學》課中，你已經學習了空氣的哪些知識？請說出你所知道的有關空氣的知識，并與小組同學相互交流。【提問】空氣里含有什么？空氣是什么樣子的？積極回憶、思考，與同學交流。學生搶答。通過設計開放性的問題激發(fā)學生想象力，溫故知新【小結】同學們，從小學《科學》課及自然現象我們已經知道：空氣存在于我們周圍，空氣是無色、無味、透明的氣體，人類、動植物離開空氣無法生存，空氣占有體積、有質量，有浮力，空氣形成大氣壓，空氣流動形成風，空氣的主要成分是氮氣和氧氣，空氣被污染會影響我們的健康。歸納總結看投影，記筆記從學生已有的知識出發(fā)，歸納小結學生已經學過的有關空氣的知識

教師講解【板書】一、空氣是由什么成分組成的【引導】從化學的角度來看，僅僅知道以上這些知識是遠遠不夠的，需要進一步研究和學習空氣的組成。我們先來做一個有趣的實驗，來證明空氣的存在：聽講、記筆記啟發(fā)引導學生進一步學習、研究空氣的意義實驗探究【活動與探究一】把一團餐巾紙放在塑料杯子的杯底，然后將杯子豎直倒扣入水中，你能觀察到什么現象？這個實驗能證明空氣的存在嗎？分組實驗，描述現象，作出結論通過該實驗激發(fā)學生強烈的好奇心和探究欲望。利用塑料袋捕捉空氣，簡單易行，學生在家庭即可完成。實驗探究【活動與探究二】給你一只塑料袋，你能用它捕捉到空氣嗎？【活動與探究三】請把捕捉到的空氣轉移到盛滿水的集氣瓶里：把捕捉到空氣的塑料袋沒入水中，用筆尖或牙簽穿個小孔，即有氣泡逸出，用盛滿水的集氣瓶收集，在水下用玻璃片蓋住集氣瓶口，拿出來展示給其他同學看看。這個實驗說明了空氣不溶于水?！局v解】我們可以利用這種方法收集不易溶于水的氣體，這種方法稱為排水集氣法。分組進行實驗，觀察并記錄實驗現象 分析氣排水，初步形成利用排水法可以收集難溶于水氣體的認識。創(chuàng)設問題【設問】剛才同學們通過實驗不僅證明了空氣的存在，而且通過實驗方法捕捉到了空氣。我們能否通過實驗來測定空氣中氧氣的含量呢？【板書】二、空氣中氧氣含量的測定聽講、思考 通過設問引導學生積極思考，激發(fā)學生探究欲望。探究思路 傾聽，理解實驗原理 通過探究思路的分析，引導學生理解實驗原理觀察思考【探究思路】展示一個密閉的空集氣瓶，如何測定其中氧氣的含量呢？【分析】1.首先選擇一種能消耗空氣中氧氣的物質，該物質必須符合：既能將密閉集氣瓶中的氧氣消耗掉而又不產生新的氣體。符合條件的物質有很多，本節(jié)課我們選擇紅磷和鐵兩種物質。理由：（1）紅磷：在點燃的條件下，紅磷能與空氣中的氧氣反應生成一種叫五氧化二磷的新固體，五氧化二磷易溶于水。（2）鐵：鐵生銹時需要消耗空氣中的氧氣，生成暗紅色鐵銹。2.其次要找到一種測量所消耗氧氣體積的簡單方法。【觀察與思考】請按照右面的實驗裝置進行實驗，讓學生思考為什么水會發(fā)生倒流呢？分組實驗，觀察現象，思考原因。讓學生通過實驗理解：只要集氣瓶內氣壓減小，燒杯中的水就會發(fā)生倒流。明確：進入集氣瓶里水的體積就是氣體減少的體積。實驗探究利用上述原理，我們來完成以下實驗：【活動與探究四】利用紅磷燃燒來測定空氣中O2含量1.將集氣瓶的容積劃分為5等份，并加以標記。2.在帶橡皮塞和導氣管的燃燒匙內裝滿紅磷，將導氣管上端套上氣球，把燃燒匙內的紅磷放在酒精燈火焰上點燃，并迅速伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，觀察現象。3.待集氣瓶冷卻到室溫后，把集氣瓶倒置，導管插入盛紅墨水的燒杯或水槽中，拿掉氣球，觀察現象。分組探究，觀察并記錄實驗現象，匯報實驗結果，分析實驗成功或失敗的原因。讓學生體會定量實驗：紅磷燃燒需消耗空氣中的氧氣，氧氣減少的體積約等于進入集氣瓶里水的體積。交流討論【交流與討論】先獨立思考，再交流討論。1.紅磷在燃燒匙里未能全部燃燒，說明空氣中 已基本消耗完了。進入集氣瓶中水的體積相當于集氣瓶內空氣中 的體積。2.冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶里的水的體積約占集氣瓶總體積的 ，集氣瓶里剩余的氣體 溶于水， 支持燃燒，說明空氣的成分不僅氧氣一種；空氣 單一成分的物質。點燃的紅磷必須迅速伸入集氣瓶里，并塞緊橡皮塞。如果此時動作慢了，空氣從集氣瓶口逸出，對實驗的結果 （填“有”或“沒有”）影響，其原因是 。3.分析進入集氣瓶中水的體積超過1／5或低于1／5的原因。通過交流、討論，把學生的認知引向深入，引導學生在質疑、爭論、思想火花的碰撞中，加深對實驗原理和正確操作重要性的認識，發(fā)展和提高學生分析、思辨等多種能力。積極思考并交流討論，分析進入集氣瓶中水的體積超過1／5或低于1／5 的 原因。

觀察與思考利用鐵生銹來測量空氣中氧氣的含量【演示實驗】打開放有鐵絲網（已除銹）的玻璃管（盛滿飽和食鹽水）兩端止水夾，排凈其中的食鹽水后，再夾住上端的止水夾，然后把玻璃管下端導管插入燒杯中紅墨水液面以下。這個實驗需要的時間稍長，因此在上課前先做。觀察現象。觀察實驗現象鐵生繡需消耗空氣中的氧氣，氧氣減少的體積約等于進入玻璃管里紅墨水的體積，現象非常明顯，效果很好。思考討論實驗總結【思考與討論】在上述兩個測量空氣中氧氣含量的實驗中，你認為哪一個方案好一些？請說出你的理由?！緦嶒灴偨Y】讓學生總結：空氣中約含有1／5體積的氧氣，剩余4／5的氣體不支持燃燒，也不易溶于水。學生對實驗進行對比評價。學生小結讓學生初步學會對實驗方案進行評價學生歸納【閱讀】我們已經通過實驗測定出空氣中氧氣的含量約占空氣體積的五分之一，那么空氣中其他氣體的含量又是多少呢？請看書第27頁及圖2-2空氣的成分?？磿〗Y、踴躍發(fā)言讓學生從量的方面歸納總結空氣的組成分析思考教師講解【分析】空氣中含有氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等多種物質，這些物質混合在一起，我們把空氣這樣的物質稱為混合物。引入混合物和純凈物的概念?！景鍟咳?混合物與純凈物1.混合物：概念、舉例略。【講解】混合物沒有固定的組成，各成分的含量可以改變，如糖水。組成混合物的各種成分之間沒有發(fā)生化學反應，各自保持原來的性質。2.純凈物：概念、舉例略。認真聆聽教師講解從分析空氣組成引入混合物純凈物的概念鞏固練習 【提問】你還能舉出一些生活中常見的純凈物和混合物的例子嗎？練習略。舉例、積極思考、搶答通過舉例和練習，加深對概念的理解和認識歸納小結 【板書】物質的分類 聽講、記錄 對物質分類的認識回顧總結 讓學生回顧本節(jié)課你學到了什么？有哪些收獲？ 談收獲 提高歸納總結的能力自主學習【閱讀】我們已經知道空氣是由多種物質組成的混合物，其實，人類認識空氣的過程是一個漫長的過程，請看“空氣成分的發(fā)現”過程，體會科學家們是如何對待科學研究的。（列表表示，內容略）閱讀、體會透過化學史教育，讓學生了解科學家探索空氣成分艱辛歷程和實事求是的科學態(tài)度【講述】網絡是一種很好的學習資源，請看百度詞典中對空氣的解釋：（略）【講述】請欣賞兩幅神舟七號宇航員拍攝的地球大氣層照片。（照片略）閱讀、記錄網絡鏈接欣賞照片激發(fā)興趣，使學生認識網絡是一種學習資源。培養(yǎng)學生愛國情感和民族自豪感在線練習挑戰(zhàn)自我【講述】我們通過練習來檢查一下同學們本節(jié)課的學習效果。練習題略選擇有關的中考題作為挑戰(zhàn)題目進行練習。思考，解答 根據知識點設計習題，檢查學生對本節(jié)課基礎知識的掌握情況。教師講述 培養(yǎng)學生關注生活環(huán)境熱愛自然的情感?！局v解】同學們；人的生命離不開空氣，一個健康的成人每分鐘大約就需要十六升的空氣，我們只有呼吸清潔、新鮮的空氣，身體才會健康，空氣一旦被污染，會影響所有的人，所以保持空氣不受污染，人人有責?！咀鳂I(yè)】請大家課后寫一篇“空氣的自述”的小文章。認真聽講布置作業(yè)通過空氣的自述，鞏固所學知識。