2023年河南省化學(xué)優(yōu)質(zhì)課大賽九年級(jí)化學(xué)人教版上冊(cè)第四單元課題3水的組成教學(xué)設(shè)計(jì)

第四單元自然界中的水課題3水的組成第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)洛陽(yáng)學(xué)校李華教學(xué)目標(biāo)：（1）通過對(duì)“氫氣燃燒”和“水的電解”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的證據(jù)推理，分別從宏觀和微觀、定性和定量視角認(rèn)識(shí)水的組成。（2）通過對(duì)水的組成的探究，初步形成探索物質(zhì)組成的一般思路和方法。（3）構(gòu)建研究物質(zhì)組成的思維模型，建立“宏觀、微觀、符號(hào)”三重表征的化學(xué)學(xué)科思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力、創(chuàng)新意識(shí)以及“科技強(qiáng)國(guó)有我”的責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)膶W(xué)科素養(yǎng)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1.電解水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述。2.水的組成的確定。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：研究純凈物組成的基本方法。教學(xué)流程：教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖學(xué)習(xí)任務(wù)完成學(xué)案一，激活相關(guān)知識(shí)。環(huán)節(jié)一：從“空氣的組成”到“水的組成”完成學(xué)案一，激活相關(guān)知識(shí)。環(huán)節(jié)一：從“空氣的組成”到“水的組成”通過分析紅色粉末的元素組成引出“化學(xué)變化中元素不變”的學(xué)科觀念，從中引出探究水的組成的方法。完成學(xué)案二，自學(xué)氫氣相關(guān)知識(shí)并初步推斷水的組成環(huán)節(jié)二完成學(xué)案二，自學(xué)氫氣相關(guān)知識(shí)并初步推斷水的組成環(huán)節(jié)二：水的生成實(shí)驗(yàn)初探“水的組成”通過氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)水的組成，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的重要作用。完成學(xué)案三，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)氣體，再次推斷水的組成完成學(xué)案三，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)氣體，再次推斷水的組成環(huán)節(jié)三：水的電解實(shí)驗(yàn)再探“水的組成”通過水的電解實(shí)驗(yàn)再次認(rèn)識(shí)水的組成，嘗試從定性、定量?jī)蓚€(gè)角度去觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。完成學(xué)案四，學(xué)生分組拼裝模型，推斷水分子的構(gòu)成環(huán)節(jié)四：微觀角度深探“水的組成”完成學(xué)案四，學(xué)生分組拼裝模型，推斷水分子的構(gòu)成環(huán)節(jié)四：微觀角度深探“水的組成”通過分子模型體驗(yàn)還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)、畫圖，從“宏觀、微觀、符號(hào)”相結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成。環(huán)節(jié)五：“水的組成”的應(yīng)用之“航天氧”小組交流，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的凈水裝置環(huán)節(jié)五：“水的組成”的應(yīng)用之“航天氧”小組交流，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的凈水裝置課堂思政融入教學(xué)，彰顯研究物質(zhì)組成、性質(zhì)其實(shí)是為了更好地利用物質(zhì)的化學(xué)學(xué)科價(jià)價(jià)值。完成學(xué)案四，學(xué)生分組拼裝模型，推斷水分子的構(gòu)成完成學(xué)案四，學(xué)生分組拼裝模型，推斷水分子的構(gòu)成教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)一：從“空氣的組成”到“水的組成”水如空氣一樣是我們生活中最常見的物質(zhì)，水是由什么元素組成的嗎？水的化學(xué)式如何表示？這些看似簡(jiǎn)單的知識(shí),卻經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的探究過程?？茖W(xué)家們是如何通過實(shí)驗(yàn)得出水的組成呢?今天我們一起追隨科學(xué)家的腳步解密水的組成?；仡櫪咤a探究空氣的組成的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，通過分析紅色粉末的元素組成引出“化學(xué)變化中元素不變”的學(xué)科觀念，從中引出探究水的組成的方法。教師活動(dòng)：拉瓦錫探究空氣的組成的實(shí)驗(yàn)裝置圖，回顧實(shí)驗(yàn)中涉及的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)。汞和氧氣在加熱的條件下生成了一種紅色粉末。繼續(xù)加強(qiáng)熱，又重新生成汞和氧氣。請(qǐng)同學(xué)們思考一下，紅色粉末由哪些元素組成？學(xué)生活動(dòng)：思考回答教師追問：汞和氧氣屬于什么反應(yīng)類型?紅色粉末中還有沒有其他的元素？學(xué)生活動(dòng)：回答問題設(shè)計(jì)意圖：通過分析紅色粉末的元素組成引出“化學(xué)變化中元素不變”的學(xué)科觀念。教師活動(dòng)：介紹拉瓦錫探究水的組成兩種方法，類比推理，實(shí)現(xiàn)課內(nèi)知識(shí)的遷移延展。學(xué)生活動(dòng)：閱讀課本第81頁(yè)資料卡片，引導(dǎo)學(xué)生從中尋找關(guān)鍵證據(jù)，從科學(xué)家的探索過程確認(rèn)探究水的組成的兩種方法，體會(huì)科學(xué)家們研究物質(zhì)組成的思路和方法，將氫氣燃燒和水的電解實(shí)驗(yàn)都作為研究水的組成的強(qiáng)有力的證據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)二：水的生成實(shí)驗(yàn)初探“水的組成”通過氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)定性認(rèn)識(shí)水的組成，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的重要作用。［演示實(shí)驗(yàn)］點(diǎn)燃?xì)錃夥试砼菁礆錃獗▽?shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)氫氣性質(zhì)的興趣。學(xué)生活動(dòng)：自學(xué)氫氣性質(zhì)(閱讀教材課本第79頁(yè))，并完成學(xué)案相關(guān)填空。教師活動(dòng)：提問代表展示自學(xué)結(jié)果。［演示實(shí)驗(yàn)］利用微型實(shí)驗(yàn)點(diǎn)燃純凈的氫氣，并檢驗(yàn)產(chǎn)物。過程中，教師注意提醒學(xué)生觀察燒杯內(nèi)壁的變化。學(xué)生活動(dòng)：觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，書寫表達(dá)式。教師活動(dòng)：提問通過剛才演示的氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)，你能推測(cè)出水是由什么元素組成的呢？推測(cè)的依據(jù)是什么？學(xué)生活動(dòng)：多數(shù)學(xué)生可能會(huì)根據(jù)化學(xué)變化前后元素守恒的思想，推知水中含有氫元素與氧元素。［追問、提醒］剛才的燃燒實(shí)驗(yàn)中，是氫氣在空氣中燃燒。學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題。［評(píng)析、過渡］這就是卡文迪許用氧氣來代替空氣得出準(zhǔn)確結(jié)果的原因。所以我們要研究未知物的元素組成，要把未知物全部轉(zhuǎn)化為已知元素組成的物質(zhì)，未知物向已知元素組成的物質(zhì)轉(zhuǎn)化時(shí)，要盡量不引入新元素，防止出現(xiàn)干擾。通過這個(gè)環(huán)節(jié)讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象收集證據(jù)并得出結(jié)論，同時(shí)體會(huì)氫氣燃燒化合成水是研究水的組成方法之一。教學(xué)環(huán)節(jié)三：水的電解實(shí)驗(yàn)再探“水的組成”通過水的電解實(shí)驗(yàn)再次認(rèn)識(shí)水的組成，嘗試從定性、定量?jī)蓚€(gè)角度去觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師活動(dòng)：展示拉瓦錫實(shí)驗(yàn)裝置圖；教師演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)——霍夫曼水電解器。［講解、點(diǎn)撥］電解裝置兩端的電極需要連接電池的正負(fù)極。裝置內(nèi)已經(jīng)提前加滿了水，而且為了增加水的導(dǎo)電性，在水中加入了氫氧化鈉，也可以加硫酸鈉。學(xué)生活動(dòng)：連接裝置，開始實(shí)驗(yàn)。教師活動(dòng)：提問學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)開始時(shí)觀察到的現(xiàn)象。學(xué)生活動(dòng)：實(shí)驗(yàn)初期從定性角度描述兩個(gè)電極都有氣泡冒出，正極端玻璃管產(chǎn)生氣泡速度慢，負(fù)極端玻璃管產(chǎn)生氣泡速度快。［追問、點(diǎn)撥］提問學(xué)生描述教師已經(jīng)進(jìn)行了一段時(shí)間的演示實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，強(qiáng)調(diào)要比較兩電解產(chǎn)生氣體的體積，從定量的角度觀察現(xiàn)象。教師活動(dòng)：根據(jù)拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生猜想兩個(gè)玻璃管產(chǎn)生的氣體，并提問如何檢驗(yàn)氣體。學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題。［追問、提醒］在未知的情況下，如何知道正極就一定是氧氣?學(xué)生活動(dòng)：明確兩種氣體都用燃著的木條來檢驗(yàn)，更旺的是氧氣，被點(diǎn)燃有火焰產(chǎn)生的是氫氣。［評(píng)析］在未知的情況下，均用燃著的木條來檢驗(yàn)。［實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證］正極氣體使木條燃燒更旺，負(fù)極氣體能燃燒。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)案上記錄現(xiàn)象，書寫表達(dá)式，展示該實(shí)驗(yàn)結(jié)論:氫氣只含有氫元素，氧氣只含有氧元素，根據(jù)元素守恒，可推知水中含有氫元素與氧元素。教師活動(dòng)：收集學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與教師演示實(shí)驗(yàn)形成共識(shí)，解釋正極氣體體積略少原因。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)氣體。教學(xué)環(huán)節(jié)四：微觀角度深探“水的組成”從微觀角度通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的分析，讓學(xué)生在已有證據(jù)的基礎(chǔ)上結(jié)合所給信息得出每個(gè)水分子時(shí)由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的。通過分子模型體驗(yàn)還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)、畫圖，從“宏觀、微觀、符號(hào)”相結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成。教師講解：通過電解水實(shí)驗(yàn)，從宏觀角度(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)上確定水是由氫、氧元素組成的，換一個(gè)角度，在微觀上一個(gè)水分子中氧原子和氫原子個(gè)數(shù)比是多少？［提供信息］在相同狀況下，宏觀氣體的體積比等于微觀下構(gòu)成該氣體微粒的個(gè)數(shù)比。學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題。［引導(dǎo)分析］根據(jù)化學(xué)變化前后原子的種類和和個(gè)數(shù)守恒，以及信息宏觀氣體的體積比等于微觀下構(gòu)成該氣體微粒的個(gè)數(shù)比，可推知水水分子中氧原子和氫原子個(gè)數(shù)比是2:1。從數(shù)學(xué)角度分析水分子可能有多種組合，可能是H2O、H4O2、H6O3等等。［講授］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?yàn)樗梢员硎緸镠2O，出示北大科學(xué)家2018年拍攝的水合鈉離子的原子級(jí)分辨圖像。［提問］水通電時(shí)，水分子是怎樣變化生成新分子的呢？［播放視頻］學(xué)生活動(dòng)：觀看視頻［點(diǎn)撥］請(qǐng)學(xué)生利用分子模型還原電解水或者氫氣燃燒的微觀過程。［提問］你能用分子模型表示水分解的微觀過程嗎？你有哪些發(fā)現(xiàn)？學(xué)生活動(dòng)：體驗(yàn)拼裝教師活動(dòng)：提問學(xué)生描述體驗(yàn)?zāi)M的水分解的微觀過程。學(xué)生活動(dòng)：回答當(dāng)水分子分解時(shí)，生成了氫原子和氧原子，2個(gè)氫原子結(jié)合成1個(gè)氫分子，很多氫分子聚集成氫氣；2個(gè)氧原子結(jié)合成1個(gè)氧分子，很多氧分子聚集成氧氣等。［評(píng)析］通過我們的微觀實(shí)質(zhì)，可得出電解水的另一結(jié)論：化學(xué)變化中分子可以再分，原子不能再分。教學(xué)環(huán)節(jié)五：“水的組成”的應(yīng)用之“航天氧”課堂思政，通過介紹空間站制取氧氣的方法，體現(xiàn)研究物質(zhì)組成、性質(zhì)是為了更好地利用物質(zhì)這一化學(xué)的學(xué)科價(jià)值，讓學(xué)生感悟科技力量，點(diǎn)燃他們的愛國(guó)熱情。［提問］你知道空間站的氧氣是從哪里來的嗎？我們聽聽航天專家怎么說？［播放視頻］學(xué)生活動(dòng)：觀看視頻［評(píng)析］這正是電解水實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，也體現(xiàn)了化學(xué)源于生活，且服務(wù)與生活的特點(diǎn)。［拓展］在航空航天中，能循環(huán)的不只是氧氣，還有水，如果你是航天水凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師，你能根據(jù)之前的知識(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的凈水裝置嗎？［評(píng)析］以此將第四單元有關(guān)水的知識(shí)聯(lián)系起來，并培養(yǎng)他們“科技強(qiáng)國(guó)有我”的責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)。［歸納總結(jié)］這節(jié)課我們沿著科學(xué)家的腳步首先通過氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn)來定性研究了水的宏觀組成，又通過水的電解實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步定量探究了水分子的微觀構(gòu)成。由此我們可以得到啟示：要研究未知物的元素組成，可以把未知物全部轉(zhuǎn)化為已知元素組成的物質(zhì)，在這個(gè)過程種要盡量不引入新元素，利用最簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)類型化