空气的组成教学设计案例

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空气的组成教学设计案例

    一、 设计思路
    空气是学生在化学课上接触到的第一种物质,学生们在生活中可以从不同的途径获取有关空气的知识,因此使学生了解“空气的组成是什么”不是学习的重点和难点。我们都知道氧气的发现在化学史和科学史上具有极其重要的地位,不仅因为推翻了错误的燃素学说,给整个化学领域造成翻天覆地的变化,还因为研究过程中的实验方法的多样性和科学性。因此“空气”的重要意义在于能够提供一种化学情境,使学生开始了解化学的历史以及化学作为一个学科的意义,了解科学探索的过程,同时受到一些最基本的化学思维方式、实验方法、探究方法的熏陶并逐步学习这些比知识更鲜活的经验。
    本节课的设计思想是在科学史的情境中,让学生进行探究的学习,培养学生的分析性、实用性、创造性三元思维,同时了解人类认识事物的曲折过程以及科学家的探索精神。教学流程是:
    温故知新,了解空气→重走科学路,探究空气组成的历史→对空气组成的实验设计→实践上升为理论
    探究是指利用丰富的史料,学生通过阅读、分析材料初步认识到科学家的实验模式,提出问题和假设,设计实验,分析数据,得出结论,体会科学的探究过程,并能够模仿此过程完成自己对空气组成的探究实验、做出报告。
    二、教案
    课题
    空气的组成
    授课人
    陈  争
    学校
    北京市一零一中学
    教学目标
    1、知识与技能
    通过引导学生分析科学家研究空气的实验和自主设计实验,帮助学生理解定性和定量的概念,理解纯净物和混合物的概念,掌握纯净物和混合物的性质,掌握空气的组成 。
    2、过程与方法
    通过分析、对比不同科学家对空气的研究,让学生体会科学家的思想并学会科学探究的基本方法,包括控制变量对照实验的设计方法、定性实验和定量实验的设计方法、验证实验的设计方法以及比较、分类、归纳和演绎、分析和综合等基本的逻辑思维方法在化学中的应用,并通过设计实验验证空气的组成亲身体验科学探究的过程。
    3、情感态度价值观 
    了解人类对事物的曲折的认知过程,认识到科学发现是经过艰难的探索的、任何成功都不是偶然的,培养从前人经验中获得知识、方法和经验教训的兴趣和愿望,体会科学发展和科学研究的重要性
    重点和难点
    1.通过分析、对比不同科学家对空气的研究,让学生体会科学家的思想并学会科学探究的基本方法
    2. 应用前人的经验,设计实验验证空气的组成。
    教学方法
    情境教学法、“探究的探究”教学法、实验法、小组合作学习教学法
    仪器、药品
    集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、烧杯、导气管、止水夹、火柴、气球、塑料瓶、试管、水杯、纸团;木炭、硫磺、红磷、铁丝、蜡烛等
    教师活动
    学生活动
    设计意图
    导入  温故知新,了解空气。
    情境:录象《人与自然》片段
    问题:我们知道 没有空气就没有人类,也没有生机勃勃的地球,请大家说说你所认识的空气
    小结:(板书)
    1.    空气是一种无色无味、难溶于水的气体。
    2.空气的成分按体积计算,大约是:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。
    讲故事:我们对于空气已经了如指掌了,现在我给大家讲一个笑话。
    一位化学老师在自己的朋友面前大谈氧气的发现。这位老师说:“氧气是在18世纪才被发现的……”老师的朋友说:“既然这样,在此之前,人呼吸什么呢?”
    问题:大家为什么觉得这位老师的朋友很可笑呢?
    过渡:我们现在所知道的关于空气的这点看起来很简单的知识,但事实上是经过许多科学家经过几百年的研究才获得的。
    发言:
    1.  1.空气由氮气和氧气组成的,氧气占1/5
    2.空气是无色、无味的气体。
    议论:空气原本就存在,只是人们没发现,而不是人们没发现之前,空气就不存在。
    使用头脑风暴法调动学生回忆已有的有关空气的知识,扩充学生对于空气组成和性质的知识。
    重走科学路,空探究气组成的历史
    情境:动画《拉瓦锡的实验》(旁白:二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭容器里连续加热12天,发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末,同时容器里的空气的体积差不多减少了1/5。他研究了剩余的气体,发现这部分气体既不能供给呼吸,又不能支持燃烧。
    拉瓦锡又把红色粉末收集起来,放在另一个容器内加强热,得到了汞和可供给呼吸、可助燃的气体。
    通过这些实验,拉瓦锡得出空气是由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气总体积的1/5。)
    问题:“拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分”,是否只有拉瓦锡在研究空气,并且在十二天之内就研究成功了呢?
    阅读资料,组内讨论,分别汇报本组的想法和结论,并相互补充。分析并推测出表格空白的地方应该填写什么?(见表1)
    通过抓取和多角度分析科学家实验的细节,探究其中的科学方法,培养学生的分析思维。通过对科学史的研究,了解化学的生动具体的创造过程认识到任何重要的定理,都是前人通过实践?认识?到实践,多次反复甚至多次失败,最后才得出的结果。
    表1:
    科学家
    功绩
    实验和现象
    你的结论
    伽利略
    (意大利)
    利用气泵使一个玻璃球灌足了空气,然后用天平称出它的重量;再把玻璃球下的活塞打开,发现玻璃球变轻了。
    托里拆利
    (伽利略的学生)
    在一端封闭的长玻璃管中装满了水银,让开口的一端朝下插入装了一半水银的玻璃容器中,水银面的高度恰好是760毫米。
    梅猷
    (英国)
    1674年
    [实验1]点燃的蜡烛放在一块木板上,木板位于水面之上,然后用一个玻璃钟罩扣住蜡烛和水面。发现蜡烛在燃烧时,钟罩内的水面逐渐上升,最后,蜡烛火焰熄灭了,水面之上还存在一个大的空间。
    [实验2]将一只白鼠装进另一个同样的装置内。发现随着白鼠呼吸时间的增长,水面在逐渐上升,到了最后水面再上升,而白鼠也就死亡了。
    [实验3] 把燃着的蜡烛和白鼠同时装进这样的装置内。
    现象:                           
    卢瑟福
    1772年
    [实验1]把老鼠放在密闭器皿里,等到老鼠被闷死以后,再用氢氧化钾溶液除去气体中的二氧化碳;接着他又在老鼠已经不能生存的那种空气里放进一支点燃的蜡烛,发现它仍能继续燃烧片刻;等到蜡烛熄灭后,又放进一小粒白磷,白磷仍能在其中自燃。
    [实验2]在密闭器皿中用燃烧白磷的方法将空气中助燃成分除去,所得到的剩余气体完全不能维持老鼠和麻雀的生命。
    舍勒
    (瑞典)
    1773年
    [实验1]把硝酸钾放在曲颈甑中,曲颈甑的出口与一个膀胱做的气球相连。将曲颈甑放在炉火中加热,气球真的被一种气体充满了。把点燃的蜡烛放到气体中,气体燃烧得更猛烈了,放出耀眼的火光。

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