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1、 测定空气中氧气的体积分数教学设计 一、教学任务分析测定空气中氧气的体积分数一课是沪教板九年级第一学期化学第二单元第一节“人类赖以生存的空气”的内容，第一课时介绍了空气的组成，知道空气中约含21%的氧气，主要是解决“空气中有什么”的问题；第二课时要解决的是“用实验探究测出氧气约占空气体积的五分之一”的问题。本节课是从宏观的角度认识空气的成分及含量，为后续“构成物质的微观粒子”从微观角度学习物质的构成打下基础。空气对所有的学生来说，都是一种非常熟悉的物质，学生对空气的组成已有了一定的认识，知道空气中含有21%（大约为五分之一）的氧气，但对怎样测定空气中氧气的体积分数没有深刻的认识。为了培养学生宏
2、观辨识、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养，设计了“测定空气中氧气的体积分数”一课，旨在提高学生分析问题和解决问题的能力。 二、教学目标1.知识与技能 知道历史上测定空气中氧气体积分数的科学家拉瓦锡 初步理解测定空气中氧气的体积分数的实验原理2.过程与方法在探究红磷燃烧使密闭容器内气体压强变化的过程中，初步学会观察、分析、归纳的方法，逐步提升宏观辨识、证据推理、创新意识等化学学科的核心素养3.情感态度与价值观 经历科学探究的过程，初步养成勤于思考、善于探究的习惯 阅读拉瓦锡的钟罩实验，体会敢于质疑、百折不挠、坚持不懈、积极进取的科学探究精神三、重点和难点教学重点：探究测定空气
3、中氧气的体积分数的实验原理教学难点：分析物质燃烧使密闭容器气体压强的变化、根据实验现象分析实验误差四、教学用品媒体：多媒体电脑、PPT课件。五、教学设计思想 本课设计的内容包括三个方面：一是探寻测定空气中氧气体积分数的实验原理; 二是学生实验，测定空气中氧气的体积分数；三是引导学生分析产生误差的原因。基本思路是学生通过亲身经历测定空气中氧气的体积分数的实验，体验知识产生、变化、形成过程，初步学会观察、分析、归纳的学习方法，获得有意义的学习经验。 本节课的教学重点是：探究测定空气中氧气的体积分数的实验原理。教学时首先通过蜡烛燃烧的引入实验，与学生讨论密闭容器内液面上升的原因，为后续测定空气中氧气
4、体积分数的实验做好铺垫。再通过精心准备的六组装置不同的红磷燃烧实验，充分调动学生的情感、态度、愿望等心理因素，积极参与课堂教学，根据实验现象，得出了氧气约占空气体积的五分之一的结论。本节课的教学难点是：分析物质燃烧使密闭容器气体压强的变化和根据实验现象分析实验误差。教师发现，在教学中实验原理中抽象的气压变化一直是学生理解的难点，所以教师就选用“一段蜡烛”进行教学，让学生在感知、猜想、质疑、验证的过程中，体会到了液面上升的体积等于烧杯中气体减少的体积。通过学生展示组内实验现象的过程，发现进入瓶中水的体积与理论值存在有出入的情况时，引导学生根据实验步骤进行分析，在师生、生生互动的基础上，得出产生实
5、验误差的原因，感受科学探究的真谛。六、教学流程1.流程图1情景1活动13根据信息确定可燃物4情境26情景3活动35科学家发现空气组成分析7学习小结2测定空气中氧气含量的原理活动22. 流程说明1 通过学生实验，体验物质燃烧消耗氧气，借助液体的流动感悟密闭容器内气体压强的变化。2 探寻测定空气中氧气体积分数的实验原理。3 引导学生根据信息分析选择除去空气中氧气的物质。4 学生实验，测定空气中氧气的体积分数。5 了解科学家发现空气组成的过程6 引导学生根据实验步骤分析产生误差的原因。7 学习小结、结束本课。七、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图主题引入通过上节课内容学习，我们知道空气中约含有
6、为21%的氧气，你相信吗？你想自己动手用实验的方法自己来测定空气中氧气的体积分数吗。板书：测定空气中氧气的体积分数如何进行实验呢？下面我们先讨论一个小实验，看对测定空气中氧气的体积分数有什么启发？教师手持立有一段蜡烛的培养皿提问：如果点燃蜡烛，将烧杯罩在蜡烛火焰的上方，会看到什么现象？为什么会熄灭呢？若在培养皿中先加入水，再点燃蜡烛，再用烧杯罩在火焰上方，又可能会看到什么现象呢？那就请同学们做这个实验，仔细观察实验现象并讨论产生这种现象的原因。教师板书：水上升的体积=烧杯中气体减少的体积=消耗氧气的体积我们知道蜡烛燃烧是石蜡和氧气反应教师讲解并板书：蜡烛+氧气 二氧化碳 + 水同学们思考，这些
7、等量关系符合蜡烛燃烧这个实验吗？同学们观察和分析的很好，如果烧杯中气体减少的体积等于消耗掉氧气的体积，我们就能通过观察进入密闭容器中水的体积，知道空气中氧气的体积分数了。学生自由表达回答：熄灭蜡烛燃烧消耗了空气中的氧气。烧杯中没有氧气了讨论：实验并讨论学生汇报：水面上升了。水面上升是因为烧杯内的气体体积减少了，水上升的体积=烧杯中气体减少的体积=消耗氧气的体积这个反应生成了二氧化碳，所以烧杯中气体减少的体积消耗的氧气的体积。也有可能蜡烛燃烧放出的热量，使烧杯中的气体受热膨胀，也会带来实验误差。以学生已有的生活经验和知识结构为基础，借助学生实验突破实验原理中气压变化这一难点，使学生分析问题的能力
8、在原有基础上不断获得提高。新课过程怎样改进这个实验，才能使烧杯中减少气体的体积等于消耗的氧气体积呢？同学们分析的很好，实验室中能提供这几种物质在空气中燃烧，根据提供的信息分析，你会选择哪种物质？为什么？提供信息镁与氧气的反应、镁与氮气的反应、碳与氧气反应、硫与氧气反应、红磷与氧气反应的文字表达式和生成物的状态。板书二、药品选择：红磷1、只能与空气中的氧气反应2、生成物中只能是固体红磷是红色粉末状固体，必须在燃烧匙中燃烧。红磷燃烧可以在这四套装置进行实验，都能达到测定空气中氧气体积分数的实验目的。请观察比较，这四套装置的相同点。讲解实验步骤，指导学生根据实验步骤，（提醒学生实验步骤中的红色字是实
9、验成功的关键）进行实验，测定空气中氧气的体积分数，观察现象并解释原因。今天我们从观察蜡烛燃烧的实验到测定空气中氧气的含体积分数用了半个小时。其实在三百多年前，法国化学家拉瓦锡在前人实验的基础上设计了一个钟罩实验，得出了氧气约占空气体积五分之一的结论。请同学们带着问题阅读课本P34拓展视野的内容，了解科学家的实验过程和思维方法。1.他选用何种药品， 怎么判断反应发生且完成？ 2.气体体积减少了多少？为什么会减少？剩余气体具有什么性质？ 3.钟罩实验体现拉瓦锡具有怎样的精神？ 讲解你们的实验是否也能得出类似于拉瓦锡的结论？请同学们观察自己组的实验现象，思考根据现象能得出什么结论，与正确的结论（氧气
10、约占空气体积的五分之一）相比，你们的实验是否有误差，若有误差，请分析产生误差的原因。可以将水换成澄清石灰水，将生成的二氧化碳反应掉或取一种在空气中燃烧不生成气体的物质学生：分析选用的物质及选用的原因。都有燃烧匙，都有密闭的容器。学生实验学生倾听， 根据问题边阅读，边思考学生展示组内实验，汇报实验现象和结果，并进行误差分析 引导学生分析可燃物的选择必须满足的两个条件1、只能与空气中的氧气反应2、生成物中不能有气体，使学生学会分析问题及解决问题的方法。利用化学史使学生感受科学家敢于质疑、实事求是、积极进取的精神。加强化学史教学，认识化学发展历程，科学创造发明的艰辛，培养学生科学探究、实事求是的科学
11、态度。提高学生从文本中获取有用信息的能力及阅读和表达的能力。引导学生思考并讨论实验产生误差的原因，培养学生实事求是的科学态度。本课小结经过同学们的齐心协力、共同探究，我们能根据实验原理测定空气中氧气的体积分数，在共同努力下也学会了分析实验误差的方法，同学们都是好样的，在学习上只要我们也有科学家们敢于质疑、善于提出问题、不怕困难、坚持真理的精神，我们也一定会像科学们一样取得成功的，相信自己是最棒的。学生倾听鼓励学生要善于提出问题、能坚持真理，增强学习的信心。2. 主要板书2.1.2测定空气中氧气的含量一、实验原理在密闭容器中，通过化学反应将空气中的氧气除去，密闭容器内气体减少，压强减小，液体吸入
12、二、药品选择：红磷1、只能与空气中的氧气反应 2、生成物不能有气体三、反应装置四、实验现象1、红磷燃烧产生大量白烟2、打开止水夹后，水进入集气瓶约占瓶体积的五分之一五、实验结论氧气约占空气体积的五分之一六、误差分析1、少于五分之一的原因2、多于五分之一的原因七、作业布置校本作业P38八、教学反思测定空气中氧气的体积分数一课的思维含量较大，物质在空气中燃烧消耗氧气使密闭容器中气体压强变小对学生来说是一个难点，如何处理才能便于学生理解，是我教学设计中首先要考虑的问题，所以就选择了“一段蜡烛”进行引入，引导学生利用实验观察思考：水上升的体积=气体减少的体积=消耗氧气的体积是否符合蜡烛燃烧的实验事实，
13、从而去寻找另一种物质红磷替代蜡烛及选红磷的原因，再根据教师提供的多套装置进行实验，寻找证据得出氧气约占空气体积五分之一的结论，并能根据实验现象去分析产生误差的可能原因。我认为这节课的设计亮点之一是实验设计，化学学科核心素养之一是科学探究与创新精神，为了培养学生化学学科核心素养，就要舍得花时间让学生动手实验，获得鲜活的体验，并能根据实验现象进行推理，得出结论，从而达到形成知识、掌握技能、提升学生分析问题和解决问题的目的。第二点是以问题驱动的形式引导学生阅读拉瓦锡钟罩实验，根据问题寻找有用信息，培养学生阅读和提取有用信息的能力，同时比较注意安全意识，提醒红磷燃烧可能出现的问题及处理和措施，在学生回答问题的过程中，引导学生学习拉瓦锡敢于提出问题、善于质疑、坚持不懈的科学精神，从而提升学生的科学素养和人文素养。第三点板书设计，这节课需要体现在黑板上的东西较多，常规的板书方法没有新意，在组内磨课的过程中，大家建议采用装置图放在中间，与它相关的内容排在图的周围，更能体现美感。但这节课的实施的过程中，也出现一些问题，比如学生的展示实验过程安排的不够紧凑，使时间分配不够，误差分析没有当堂完成。对学情分析上还有待于改进，如改进装置中液面的变化，在实验开始应该指导学生观察和记录，以便于与反应后的液面进行对比，得出结论。2018-09-29
