[初中化學(xué)]課題1空氣教學(xué)設(shè)計(jì)

初中化學(xué)課題1空氣教學(xué)設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)思路空氣是學(xué)生在化學(xué)課上接觸到的第一種物質(zhì)，學(xué)生們?cè)谏钪锌梢詮牟煌耐緩将@取有關(guān)空氣的知識(shí)，因此使學(xué)生了解“空氣的組成是什么”不是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。我們都知道氧氣的發(fā)現(xiàn)在化學(xué)史和科學(xué)史上具有極其重要的地位，不僅因?yàn)橥品隋e(cuò)誤的燃素學(xué)說(shuō)，給整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域造成翻天覆地的變化，還因?yàn)檠芯窟^(guò)程中的實(shí)驗(yàn)方法的多樣性和科學(xué)性。因此“空氣”的重要意義在于能夠提供一種化學(xué)情境，使學(xué)生開(kāi)始了解化學(xué)的歷史以及化學(xué)作為一個(gè)學(xué)科的意義，了解科學(xué)探索的過(guò)程，同時(shí)受到一些最基本的化學(xué)思維方式、實(shí)驗(yàn)方法、探究方法的熏陶并逐步學(xué)習(xí)這些比知識(shí)更鮮活的經(jīng)驗(yàn)。本節(jié)課的設(shè)計(jì)思想是在科學(xué)史的情境中，讓學(xué)生進(jìn)行探究的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的分析性、實(shí)用性、創(chuàng)造性三元思維，同時(shí)了解人類認(rèn)識(shí)事物的曲折過(guò)程以及科學(xué)家的探索精神。教學(xué)流程是：溫故知新，了解空氣重走科學(xué)路，探究空氣組成的歷史對(duì)空氣組成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐上升為理論探究是指利用豐富的史料，學(xué)生通過(guò)閱讀、分析材料初步認(rèn)識(shí)到科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，提出?wèn)題和假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，體會(huì)科學(xué)的探究過(guò)程，并能夠模仿此過(guò)程完成自己對(duì)空氣組成的探究實(shí)驗(yàn)、做出報(bào)告。二、教案課題:空氣的組成授課人 學(xué)校教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析科學(xué)家研究空氣的實(shí)驗(yàn)和自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解定性和定量的概念，理解純凈物和混合物的概念，掌握純凈物和混合物的性質(zhì)，掌握空氣的組成 。 2、過(guò)程與方法 通過(guò)分析、對(duì)比不同科學(xué)家對(duì)空氣的研究，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家的思想并學(xué)會(huì)科學(xué)探究的基本方法，包括控制變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法、定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法以及比較、分類、歸納和演繹、分析和綜合等基本的邏輯思維方法在化學(xué)中的應(yīng)用，并通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證空氣的組成親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程。 3、情感態(tài)度價(jià)值觀 了解人類對(duì)事物的曲折的認(rèn)知過(guò)程，認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)是經(jīng)過(guò)艱難的探索的、任何成功都不是偶然的，培養(yǎng)從前人經(jīng)驗(yàn)中獲得知識(shí)、方法和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的興趣和愿望，體會(huì)科學(xué)發(fā)展和科學(xué)研究的重要性 重點(diǎn)和難點(diǎn) 1通過(guò)分析、對(duì)比不同科學(xué)家對(duì)空氣的研究，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家的思想并學(xué)會(huì)科學(xué)探究的基本方法 2 應(yīng)用前人的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證空氣的組成。 教學(xué)方法 情境教學(xué)法、“探究的探究”教學(xué)法、實(shí)驗(yàn)法、小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)法 儀器、藥品 集氣瓶、橡膠塞、燃燒匙、燒杯、導(dǎo)氣管、止水夾、火柴、氣球、塑料瓶、試管、水杯、紙團(tuán)；木炭、硫磺、紅磷、鐵絲、蠟燭等教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖 導(dǎo)入溫故知新，了解空氣。 情境：錄象人與自然片段 問(wèn)題：我們知道 沒(méi)有空氣就沒(méi)有人類，也沒(méi)有生機(jī)勃勃的地球，請(qǐng)大家說(shuō)說(shuō)你所認(rèn)識(shí)的空氣 小結(jié)：（板書(shū)） 1空氣是一種無(wú)色無(wú)味、難溶于水的氣體。 2空氣的成分按體積計(jì)算，大約是：氮?dú)?8%、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%。 講故事：我們對(duì)于空氣已經(jīng)了如指掌了，現(xiàn)在我給大家講一個(gè)笑話。 一位化學(xué)老師在自己的朋友面前大談氧氣的發(fā)現(xiàn)。這位老師說(shuō)：“氧氣是在18世紀(jì)才被發(fā)現(xiàn)的”老師的朋友說(shuō)：“既然這樣，在此之前，人呼吸什么呢？” 問(wèn)題：大家為什么覺(jué)得這位老師的朋友很可笑呢？ 過(guò)渡：我們現(xiàn)在所知道的關(guān)于空氣的這點(diǎn)看起來(lái)很簡(jiǎn)單的知識(shí)，但事實(shí)上是經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家經(jīng)過(guò)幾百年的研究才獲得的。 發(fā)言： 11.空氣由氮?dú)夂脱鯕饨M成的，氧氣占1/5 2.空氣是無(wú)色、無(wú)味的氣體。? 議論：空氣原本就存在，只是人們沒(méi)發(fā)現(xiàn)，而不是人們沒(méi)發(fā)現(xiàn)之前，空氣就不存在。 使用頭腦風(fēng)暴法調(diào)動(dòng)學(xué)生回憶已有的有關(guān)空氣的知識(shí)，擴(kuò)充學(xué)生對(duì)于空氣組成和性質(zhì)的知識(shí)。 重走科學(xué)路，空探究氣組成的歷史 情境：動(dòng)畫拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)（旁白：二百多年前，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。他把少量汞放在密閉容器里連續(xù)加熱12天，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成了紅色粉末，同時(shí)容器里的空氣的體積差不多減少了1/5。他研究了剩余的氣體，發(fā)現(xiàn)這部分氣體既不能供給呼吸，又不能支持燃燒。 拉瓦錫又把紅色粉末收集起來(lái)，放在另一個(gè)容器內(nèi)加強(qiáng)熱，得到了汞和可供給呼吸、可助燃的氣體。 通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，拉瓦錫得出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5。） 問(wèn)題：“拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分”，是否只有拉瓦錫在研究空氣，并且在十二天之內(nèi)就研究成功了呢？ 閱讀資料，組內(nèi)討論，分別匯報(bào)本組的想法和結(jié)論，并相互補(bǔ)充。分析并推測(cè)出表格空白的地方應(yīng)該填寫什么？（見(jiàn)表1）? 通過(guò)抓取和多角度分析科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，探究其中的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的分析思維。通過(guò)對(duì)科學(xué)史的研究，了解化學(xué)的生動(dòng)具體的創(chuàng)造過(guò)程認(rèn)識(shí)到任何重要的定理，都是前人通過(guò)實(shí)踐?認(rèn)識(shí)?到實(shí)踐，多次反復(fù)甚至多次失敗，最后才得出的結(jié)果。表1： 科學(xué)家 功績(jī) 實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象 你的結(jié)論 伽利略 （意大利） 利用氣泵使一個(gè)玻璃球灌足了空氣，然后用天平稱出它的重量；再把玻璃球下的活塞打開(kāi)，發(fā)現(xiàn)玻璃球變輕了。 托里拆利 （伽利略的學(xué)生） 在一端封閉的長(zhǎng)玻璃管中裝滿了水銀，讓開(kāi)口的一端朝下插入裝了一半水銀的玻璃容器中，水銀面的高度恰好是760毫米。 梅猷 （英國(guó)） 1674年 實(shí)驗(yàn)1點(diǎn)燃的蠟燭放在一塊木板上，木板位于水面之上，然后用一個(gè)玻璃鐘罩扣住蠟燭和水面。發(fā)現(xiàn)蠟燭在燃燒時(shí)，鐘罩內(nèi)的水面逐漸上升，最后，蠟燭火焰熄滅了，水面之上還存在一個(gè)大的空間。 實(shí)驗(yàn)2將一只白鼠裝進(jìn)另一個(gè)同樣的裝置內(nèi)。發(fā)現(xiàn)隨著白鼠呼吸時(shí)間的增長(zhǎng)，水面在逐漸上升，到了最后水面再上升，而白鼠也就死亡了。 實(shí)驗(yàn)3 把燃著的蠟燭和白鼠同時(shí)裝進(jìn)這樣的裝置內(nèi)。 現(xiàn)象： 盧瑟福 1772年 實(shí)驗(yàn)1把老鼠放在密閉器皿里，等到老鼠被悶死以后，再用氫氧化鉀溶液除去氣體中的二氧化碳；接著他又在老鼠已經(jīng)不能生存的那種空氣里放進(jìn)一支點(diǎn)燃的蠟燭，發(fā)現(xiàn)它仍能繼續(xù)燃燒片刻；等到蠟燭熄滅后，又放進(jìn)一小粒白磷，白磷仍能在其中自燃。 實(shí)驗(yàn)2在密閉器皿中用燃燒白磷的方法將空氣中助燃成分除去，所得到的剩余氣體完全不能維持老鼠和麻雀的生命。 舍勒 （瑞典） 1773年 實(shí)驗(yàn)1把硝酸鉀放在曲頸甑中，曲頸甑的出口與一個(gè)膀胱做的氣球相連。將曲頸甑放在爐火中加熱，氣球真的被一種氣體充滿了。把點(diǎn)燃的蠟燭放到氣體中，氣體燃燒得更猛烈了，放出耀眼的火光。 實(shí)驗(yàn)2將硝酸銀、硝酸汞、氧化汞和軟錳礦（二氧化錳）放在曲頸甑中加熱，得到了同樣的現(xiàn)象。 普里斯特利 1774年 實(shí)驗(yàn)用聚焦的太陽(yáng)光來(lái)加熱紅色的氧化汞有氣體產(chǎn)生，把點(diǎn)燃的干木條放入這種氣體中，木條燃燒放出刺眼的光，老鼠放入這種氣體中，老鼠過(guò)得非常舒服。他吸過(guò)這種氣體以后，身心一直覺(jué)得非常舒暢。 講解：同學(xué)們對(duì)科學(xué)家的研究都進(jìn)行了自己的評(píng)價(jià)，并從科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)中獲得了一些啟示和結(jié)論，現(xiàn)在我們就一起來(lái)看一看科學(xué)家們分別從自己的實(shí)驗(yàn)中獲得了什么，以及科學(xué)史對(duì)他們的評(píng)價(jià)。投影：如表2? ? ? ? 觀看投影，對(duì)比自己與科學(xué)家的結(jié)論。表2 科學(xué)家 科學(xué)家的結(jié)論 功績(jī) 給我們的啟示 伽利略 空氣是有重量的 證明空氣的存在，空氣是一種物質(zhì)。 物質(zhì)是有質(zhì)量和壓力的。 托里拆利 空氣是一種物質(zhì)，空氣有壓力 梅猷 玻璃鐘罩內(nèi)的物體X同時(shí)被燭火燃燒和白鼠呼吸所消耗。 證明空氣的作用是助燃和助呼吸。 對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法、空白實(shí)驗(yàn)方法、控制變量實(shí)驗(yàn)方法。 盧瑟福 空氣中助燃的成分很難完全除盡。把剩余的不能維持生命的氣體稱為“濁氣” 發(fā)現(xiàn)氮?dú)?能將空氣中氧氣完全除去的物質(zhì)是白磷。 舍勒 稱助燃的氣體為“火空氣” 制得氧氣并研究了其性質(zhì)。 遺憾！他們二人都是燃素學(xué)說(shuō)的忠實(shí)信徒，絕不肯對(duì)其產(chǎn)生一絲一毫的懷疑。美國(guó)科學(xué)家韋克斯說(shuō)“普利斯特利是氧的父親，但他至死也不承認(rèn)自己的兒子?！?普里斯特利 他告訴拉瓦錫發(fā)現(xiàn)和制得了一種助燃和助呼吸的氣體，這種氣體的助燃能力比空氣強(qiáng)得多。 拉瓦錫 在大氣（指空氣）中并不是所有的空氣（指氣體）都可以呼吸，只有金屬焙燒時(shí)，與金屬化合的那部分空氣才是合乎衛(wèi)生的（指氧氣可供呼吸），另一部分空氣不能維持生命和助燃。認(rèn)為他和舍勒、普里斯特利制得的氣體是一種新化學(xué)元素，在1777年定名為oxygene。 確定了空氣的組成。 學(xué)生對(duì)空氣組成的實(shí)驗(yàn)探究。問(wèn)題：我們回顧了空氣探索的艱難?，F(xiàn)在請(qǐng)大家想想拉瓦錫比其他人高明在什么地方？在探索空氣的過(guò)程中最艱難的是什么？小結(jié)：（板書(shū)）1純凈物：只由一種物質(zhì)組成是純凈物。純凈物可以用專門的化學(xué)符號(hào)表示。如氧氣O2，氮?dú)釴22混合物：由兩種或多種物質(zhì)混合而成的，這些物質(zhì)之間沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)，各自保持各自的性質(zhì)。如空氣。鼓勁：同學(xué)們是否想自己親自來(lái)探索一下看不見(jiàn)、摸不著的空氣？情境： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)1、證明空氣的存在；2、確定空氣的組成。儀器、藥品集氣瓶、橡膠塞、燃燒匙、燒杯、導(dǎo)氣管、止水夾、火柴、氣球、塑料瓶、試管、水杯、紙團(tuán)；木炭、硫磺、紅磷、鐵絲、蠟燭（若需其他儀器和藥品，請(qǐng)?zhí)岢觯?發(fā)言：拉瓦錫的高明在于做了一個(gè)逆向?qū)嶒?yàn)，證明了氧化汞分解的氣體存在于空氣中，還在于他總結(jié)了前人的所有了發(fā)現(xiàn)，而且測(cè)定了準(zhǔn)確組成氧氣占空氣大約1/5。（教師：也就是說(shuō)其他人所進(jìn)行的測(cè)定是定性的，即知道是什么，而拉瓦錫進(jìn)行的是定量的測(cè)定，不但知道是什么，而且要知道有多少）發(fā)言：拉瓦錫最高明的是他不相信空氣“只有一種氣體”組成，不相信燃素學(xué)說(shuō)，這應(yīng)該是探索空氣中最艱難的。（教師：也就是說(shuō)空氣是純凈物還是混合物，是研究的關(guān)鍵）分小組討論方案：證明空氣存在的方案1、塑料瓶口上套氣球，捏塑料瓶，氣球鼓2、試管連接單孔塞和導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管另一端放入水槽，手捂試管，水槽中有氣泡。3、團(tuán)一個(gè)紙團(tuán)塞到水杯里，向下插入水槽里，再迅速拿出，紙不濕確定空氣組成的方案梅猷的實(shí)驗(yàn)，提示學(xué)生選擇儀器，并組裝。盧瑟福的實(shí)驗(yàn)，提示學(xué)生選擇白磷作為將氧氣消耗完全的藥品，但教師沒(méi)有提供白磷，所以不同組有不同的選擇。實(shí)驗(yàn)：檢驗(yàn)自己的設(shè)計(jì)應(yīng)用從科學(xué)史中所獲得的啟示解決問(wèn)題，建構(gòu)自己的知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)用思維。? ? ? ? 學(xué)生的實(shí)踐上升為理論問(wèn)題：1、我們的實(shí)驗(yàn)中，為什么氣體減少的體積不等于1/5？2、剩余的氣體是否都是氮?dú)猓?、實(shí)驗(yàn)中空氣表現(xiàn)出了哪些性質(zhì)，是哪種物質(zhì)的性質(zhì)？? ? ? ? 作業(yè)1：完成空氣存在和組成的探究報(bào)告作業(yè)2：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究氮?dú)夂脱鯕獾男再|(zhì)，并推測(cè)氮?dú)夂脱鯕獾男再|(zhì)，根據(jù)氮?dú)夂脱鯕獾男再|(zhì)得出用途。作業(yè)3：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六與40億年前的地球很相似，土衛(wèi)六也擁有大氣，如果你是科學(xué)家，打算怎樣研究土衛(wèi)六的大氣？完善自己的知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生分析思維。將學(xué)習(xí)到的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于未知