“水的組成”探究教學(xué)設(shè)計(jì)

繆 晶

（南京市二十九中致遠(yuǎn)校區(qū) 江蘇南京 210029）

“水的組成”探究教學(xué)設(shè)計(jì)

繆 晶

（南京市二十九中致遠(yuǎn)校區(qū) 江蘇南京 210029）

探究教學(xué)過(guò)程中，知識(shí)的獲取、科學(xué)過(guò)程的體驗(yàn)和科學(xué)思想方法的學(xué)習(xí)融為一體，教育內(nèi)涵豐富，學(xué)習(xí)情景生動(dòng)，有利于激發(fā)學(xué)生持續(xù)的學(xué)習(xí)積極性。

水的組成；探究；教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)

認(rèn)識(shí)水的組成，知道單質(zhì)化合物的區(qū)別及氧化物的含義。

了解并體驗(yàn)人類(lèi)認(rèn)識(shí)水的組成的過(guò)程和方法。

教學(xué)過(guò)程

1．活動(dòng)一：水的組成揭秘

［引入］世界上幾千萬(wàn)種物質(zhì)都是由什么組成的？

［學(xué)生回答］元素。

［講述］是的，世界萬(wàn)物，組成它們的基本成分就是元素，今天我們一起來(lái)探究水的組成，其實(shí)就是要探究水是由哪些元素所組成的。

［過(guò)渡］歷史上水的組成的揭秘可謂一波三折，18世紀(jì)末有三位偉大的科學(xué)家：普利斯特里、卡文迪許及拉瓦錫為此付出了許多努力。

［講述］介紹英國(guó)科學(xué)家普利斯特里和卡文迪許發(fā)現(xiàn)水的組成的史實(shí)。

［評(píng)價(jià)］但是他們當(dāng)時(shí)受錯(cuò)誤觀點(diǎn)的束縛，始終認(rèn)為水是一種元素，沒(méi)有做出正確解釋。

［過(guò)渡］那到底水是不是一種元素呢？我們?nèi)绾文７缕绽固乩锖涂ㄎ牡显S的實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)探究水的組成呢？

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前，需要提醒大家注意，前面學(xué)過(guò)的很多化學(xué)反應(yīng)，有一個(gè)共同規(guī)律：化學(xué)反應(yīng)前后元素種類(lèi)不變。這將會(huì)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有所啟發(fā)。

［學(xué)生討論匯報(bào)］可以設(shè)計(jì)出一個(gè)生成水的化合反應(yīng)。

教師以講故事的方式簡(jiǎn)潔介紹了歷史上人類(lèi)對(duì)水的組成的認(rèn)識(shí)過(guò)程，讓學(xué)生在輕松的氛圍中進(jìn)入了本節(jié)課的主題，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。

2．活動(dòng)二：從水的生成實(shí)驗(yàn)研究水的組成

［過(guò)渡］研究氫氣的燃燒實(shí)驗(yàn)是我們認(rèn)識(shí)水的組成的開(kāi)始，讓我們先來(lái)學(xué)習(xí)下氫氣的相關(guān)性質(zhì)。請(qǐng)大家來(lái)談?wù)勀闼私獾臍錃獾囊恍┬再|(zhì)。

［學(xué)生暢所欲言］

［評(píng)價(jià)］看來(lái)大家對(duì)氫氣的了解還真不少。

展示一瓶課前用排水法收集的一瓶氫氣，瓶口向下放置。請(qǐng)學(xué)生觀察歸納氫氣的相關(guān)物理性質(zhì)。

?

［過(guò)渡］大家剛才的回答中提到了氫氣的可燃性，這屬于它的化學(xué)性質(zhì)。那么這瓶氫氣能直接點(diǎn)燃嗎？

［講述］實(shí)驗(yàn)測(cè)定，空氣里如混有氫氣的體積達(dá)總體積的4%～74．2%，點(diǎn)火就會(huì)發(fā)生爆炸，這個(gè)范圍叫爆炸極限。所以使用氫氣時(shí)，要特別注意安全，點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ?yàn)純。只有較純凈的氫氣才能直接點(diǎn)燃。

［實(shí)驗(yàn)演示］驗(yàn)純操作。

操作：用排水法收集一小試管的氫氣，試管口向下，拇指堵住管口，移近火焰。

現(xiàn)象：尖銳的爆鳴聲——?dú)錃獠患?，需要重新收集，重新檢驗(yàn)。若聲音很小——?dú)錃廨^純。

［實(shí)驗(yàn)4-5］點(diǎn)燃?xì)錃猓诨鹧嫔戏秸忠粋€(gè)干冷的燒杯，觀察現(xiàn)象。

［學(xué)生回答］有白霧生成。

［討論］1．上述實(shí)驗(yàn)中有無(wú)新物質(zhì)生成？發(fā)生了什么變化？

2．上述實(shí)驗(yàn)中是否有水滴生成？

［分組討論匯報(bào)交流］

（H2） （O2） （？）

可見(jiàn)：水不是一種元素，而是由氫、氧元素組成的。

［過(guò)渡］可惜18世紀(jì)末的普利斯特里和卡文迪許兩位科學(xué)家雖然通過(guò)氫氣的燃燒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了水的真面目，但由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有正確的思想觀念作指導(dǎo)，即使真相就擺在眼前，也與它失之交臂，但是緊接著拉瓦錫卻抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)。

［講述］介紹拉瓦錫發(fā)現(xiàn)水的組成的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

［評(píng)價(jià)］正是因?yàn)槔咤a堅(jiān)持正確觀點(diǎn)，并多方面思考驗(yàn)證，使得水的組成正式確定。這被認(rèn)為是18世紀(jì)科學(xué)發(fā)展史上最輝煌的成就之一。

［過(guò)渡］我們今天在實(shí)驗(yàn)室中也可以模仿拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)水分解的反應(yīng)研究水的組成。

3．活動(dòng)三：從水的分解實(shí)驗(yàn)研究水的組成

［過(guò)渡］下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)一個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)來(lái)親身體驗(yàn)下水的分解。

［趣味實(shí)驗(yàn)］

實(shí)驗(yàn)：在培養(yǎng)皿中倒入一半容積的水（水中可加入少量硫酸鈉溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性），將兩根回形針?lè)謩e連接在電池組的正極（紅色導(dǎo)線(xiàn)）和負(fù)極（藍(lán)色導(dǎo)線(xiàn)）上，然后將兩根回形針同時(shí)插入水中，仔細(xì)觀察兩根回形針周?chē)默F(xiàn)象。

［學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］回形針周?chē)籍a(chǎn)生了氣泡，與電源負(fù)極相連的一根周?chē)鷼馀莞唷?/p>

［提問(wèn)］產(chǎn)生的氣體如何收集呢？

［學(xué)生回答］排水集氣法。

［提問(wèn)］如何檢驗(yàn)產(chǎn)物呢？

［過(guò)渡］為了收集、檢驗(yàn)水分解產(chǎn)生的氣體，我們采用這套霍夫曼電解器（簡(jiǎn)單介紹書(shū)P80頁(yè)霍夫曼電解器的構(gòu)造）。打開(kāi)電源觀察現(xiàn)象。一段時(shí)間后關(guān)閉電源，用燃著的木條在兩個(gè)玻璃管的尖嘴口檢驗(yàn)生成的產(chǎn)物，觀察現(xiàn)象，記錄在書(shū)上表格中。

［討論］

（1）上述實(shí)驗(yàn)中水是否發(fā)生了分解反應(yīng)？生成了幾種新物質(zhì)？

（2）分析水的生成和分解實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明其中的哪些現(xiàn)象和事實(shí)能夠說(shuō)明水不是一種元素，而是由氫、氧兩種元素組成的。

［分組討論匯報(bào)交流］

［得出結(jié)論］水是由氫元素和氧元素組成的。

［過(guò)渡］根據(jù)精確的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，每個(gè)水分子是由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成的，因此水可以表示為H2O，回憶前面學(xué)過(guò)的原子論分子學(xué)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？

［學(xué)生回答］分子分成原子，原子重新結(jié)合成新的分子。

［過(guò)渡］如何從微觀上來(lái)分析水分解的反應(yīng)呢？

水的組成內(nèi)容的呈現(xiàn)則是模擬史實(shí)的探究過(guò)程，從水的生成和分解一正一反兩個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi)，水的生成部分先介紹了氫氣的相關(guān)性質(zhì)，從而揭開(kāi)了模擬探究水組成的序幕，也為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在教師介紹霍夫曼電解器探究水的分解實(shí)驗(yàn)前，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生自主探究的趣味實(shí)驗(yàn)：利用回形針做電極，利用干電池組作為電源，讓學(xué)生親身體驗(yàn)水的電解實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，有利于學(xué)生在知識(shí)的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過(guò)程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，形成持續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。經(jīng)過(guò)水生成和水分解兩部分的實(shí)驗(yàn)與分析，學(xué)生認(rèn)識(shí)水的組成已經(jīng)是水到渠成。

4．活動(dòng)四：反應(yīng)的微觀過(guò)程

［PPT模擬動(dòng)畫(huà)］展示水的分解反應(yīng)的微觀過(guò)程。

［微觀解釋?zhuān)?/p>

［趣味體驗(yàn)］請(qǐng)同學(xué)將一枚一元硬幣作為一個(gè)氧原子，兩枚壹角硬幣作為兩個(gè)氫原子。每組在課桌上演示水的生成反應(yīng)的微觀過(guò)程。

從宏觀進(jìn)入微觀，教師利用動(dòng)畫(huà)模擬了水分解的微觀過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用給定的一元和五角的硬幣，自己動(dòng)手在課桌上反過(guò)來(lái)模擬水生成的微觀過(guò)程，這樣設(shè)計(jì)不僅使抽象的內(nèi)容形象化，更有利于學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的微觀本質(zhì)，也為本節(jié)課最后環(huán)節(jié)物質(zhì)分類(lèi)的教學(xué)做好微觀上的鋪墊。

5．活動(dòng)五：物質(zhì)分類(lèi)

［過(guò)渡］討論：H2、O2、H2O屬于純凈物還是混合物？

［講述］它們都屬于純凈物，只有純凈物才有固定的組成，才能用專(zhuān)門(mén)的化學(xué)符號(hào)來(lái)表示。

［提問(wèn)］H2、O2和H2O雖然都屬于純凈物，但是它們?cè)诮M成元素的種類(lèi)上有什么不同？

［自主學(xué)習(xí)］閱讀教材P81頁(yè)第三自然段，自學(xué)“單質(zhì)”、“化合物”的概念。

［講述］水由不同種元素組成，它屬于化合物。氫氣和氧氣是由同種元素組成，屬于單質(zhì)。請(qǐng)同學(xué)們回憶，我們學(xué)過(guò)的純凈物中哪些物質(zhì)是單質(zhì)？哪些物質(zhì)是化合物？請(qǐng)大家把它們的化學(xué)符號(hào)寫(xiě)在下發(fā)的修正貼上。兩人一組，合作完成。

［投影展示］學(xué)生自主書(shū)寫(xiě)的情況。

［提問(wèn)］如果我們對(duì)這些化合物從組成元素的種類(lèi)上再進(jìn)行分類(lèi)，你會(huì)怎么分呢？

［學(xué)生活動(dòng)］指導(dǎo)學(xué)生在投影上通過(guò)張貼修正貼進(jìn)行分類(lèi)，相同類(lèi)別貼在一起。

［投影展示，學(xué)生匯報(bào)］同桌討論完成化合物分類(lèi)活動(dòng)。

［講述］氧化物概念。

［提問(wèn)］我們今天學(xué)過(guò)H2O應(yīng)該屬于純凈物中的哪種類(lèi)別呢？請(qǐng)同學(xué)們給它找到自己的“家”。

［學(xué)生回答］水屬于純凈物中的化合物中的氧化物。

［歸納小結(jié)］最后請(qǐng)同學(xué)們將純凈物、單質(zhì)、化合物、氧化物四個(gè)概念間相關(guān)的并列、包含關(guān)系用圓圈圖示表示出來(lái)。

物質(zhì)分類(lèi)環(huán)節(jié)的教學(xué)從前面接觸過(guò)的多種純凈物的化學(xué)符號(hào)入手，要求學(xué)生自己回憶、歸納、書(shū)寫(xiě)，接著引導(dǎo)學(xué)生分析它們?cè)诮M成元素種類(lèi)上的差異，并自主進(jìn)行分類(lèi)，從而自然引出了單質(zhì)、化合物及氧化物的概念。最后為了鞏固概念加深理解，設(shè)計(jì)活動(dòng)：請(qǐng)學(xué)生將純凈物、單質(zhì)、化合物、氧化物四個(gè)概念間的關(guān)系用圓圈圖示表示出來(lái)。

本節(jié)課的探究教學(xué)集知識(shí)、情境、化學(xué)史、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)為一體，教學(xué)環(huán)節(jié)流暢，教學(xué)效果好，讓學(xué)生沿著知識(shí)的發(fā)展軌跡自主前進(jìn)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生探究精神。

［1］ 王晶，李俊主編．義務(wù)教育教科書(shū)教師教學(xué)用書(shū)［M］．北京：人民教育出版社，2012，120-123

［2］ 錢(qián)勤．初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新現(xiàn)狀的調(diào)查研究 ［J］．化學(xué)教與學(xué)，2015，（5）：62-64

［3］ 朱鵬飛．適合學(xué)生探究的微型電解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)再研究［J］．化學(xué)教與學(xué)，2015，（6）：94-95

［4］ 劉春風(fēng)．初中化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的途徑及意義 ［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2014，（7）：24-26

1008-0546（2015）11-0066-03

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