空气中氧气含量的测定 教学设计

-1-空气中氧气含量的测定【教学设计思路】1.本选题在教材中的地位、作用《空气中氧气的含量的测定》是研究空气组成的一个基本实验，这个实验对于认识空气的组成起着重要的作用，同时为下节课教学——《氧气的性质》提供了基础。2.学情分析：（1）知识水平：空气是学生身边最熟悉的物质，学生在过去的学习和生活中，对空气已经有了一定的认识，知道空气的存在、空气中含有氧气及二氧化碳等。这些为本课题的学习打下了有利的基础。（2）心理特点：鉴于九年级的学生处于善于发问，善于质疑的阶段，在教学中，通过教材实验与个人改进实验的对比，对学生的思维产生强烈冲击，引发求知欲望。【教学目标】知识与技能1.认识身边最常见的物质──空气，并了解空气的组成；2.能从生活经验出发，对空气的成分进行合理的推测，并能利用教师提供的简单仪器和药品，对空气的成分进行科学的探究。在探究过程中初步学会简单的实验设计、学会观察实验现象并加以描述，对相关实验现象能给出合理的解释。过程与方法1.认识科学探究的意义和基本方法，在进行“空气中氧气含量测定实验”的探究过程中，能提出问题，并设计简单实验解决问题；2.初步学会用观察、实验的方法获取信息，并从实验信息中得出科学的结论；3.在探究过程中，能主动与人交流、讨论，清晰的表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和科学的学习方法。情感态度与价值观1.保持对生活和自然界中化学现象的好奇心和强烈的探索欲，进一步发展对化学学习的兴趣；2.初步树立科学的物质观，科学的看待科学家的实验过程及结论；3.逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念；【重点与难点】-2-重点：通过学生自己设计实验方案，探究空气中O2的体积分数。培养学生的科学探究能力和实践精神。难点：初步理解测定空气中氧气含量的实验原理。如何引导学生去挖掘实验的条件和结果之间存在的误差，并分析，设计合理的装置进行改进。【教学方法】本节课以“实验探究”为主，情境教学、启发讨论、多媒体辅助下，通过创设问题情景→实验探究→总结归纳→拓展运用等环节，促成知识、技能和价值观的行程。让学生更可能多地参与到知识的产生、发展的过程中，从而变被动学习为主动学习，掌握科学研究的方法，培养学生的科学素质。【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境，导入新课[新课导入]猜谜语：“看不见，摸不着，没有颜色没味道，你的身边常围绕……”。该谜语的谜底是什么？（展示一只空烧杯）烧杯中有什么？今天，我们一起进一步认识空气。一、空气的组成头脑风暴：你对空气知道多少？请同学们尽可能多地提出有关空气的问题。学生可能提出的问题：①为什么空气看不见而又摸不着？②怎么证明空气确实存在？③空气由什么物质组成？④空气是由一种物质组成的？还是由多种物质组成的？⑤如果空气是有多种物质组成的，那么这些物质是什么？其含量是多少？⑥为什么风景区的空气比较清新，而一些大城市特别是学生思考并回答。学生讨论，交流，再描述提出的问题。学生分组讨论、交流，比较各种方案的优缺点，学生进行实验，对实验的现象加以描述，并做出结论。以有关空气的故事或有关空气的趣味实验导入，迅速拉近学生与化学的距离，产生对化学的亲近感。以头脑风暴的探索形式，激发学生的问题意识，培养学生的发散性思维。设疑，激发起学生的学习兴趣。-3-一些大工业城市的空气质量比较差？⑦为什么有的物质在空气中燃烧？……（在学生描述提出的问题时，及时对不规范的语言加以更正）教师引导：今天，我们将一起探究空气的成分。主要解决你们提出的下列问题：②怎么证明空气确实存在？③空气由什么物质组成？④空气是由一种物质组成的？还是由多种物质组成的？⑤如果空气是有多种物质组成的，那么这些物质是什么？又分别有多少？培养学生的团队合作精神及对实验设计的评价能力实验演示，学习新知空气中氧气含量的测定主题设置：大家对空气的认识主要来自生活常识，空气中还有其他的成分吗？空气中的氧气、二氧化碳等气体的含量又分别是多少呢？能否测定出广口瓶中氧气的体积？设计方案：①想办法把氧气拿出来，直接测氧气的体积；②换一个矿泉水瓶子，再想办法把瓶内的氧气消耗掉，看瓶子变瘪了多少；③利用拉瓦锡的实验方法再进行实验；…………教师引导：给出如下图所示装置，学生讨论。学生在老师引导下进行实验，并解释实验原理【学生思考】水为何会进入集气瓶中，进入集气瓶中的水的体积取决通过实验增强感性认识，解决学生的疑难培养观察能力及思考能力培养分析能力及团队合作精神，增进学生间友谊和凝聚力-4-让一学生吸气，并观察现象。思维迁移：仿照此实验，提供如下图的实验装置及红磷，我们能否利用它来测定氧气体积呢？实验探索：指导学生完成实验，观察现象并思考：1.（如上图）向集气瓶内装入少量水，并作上记号d。并将广口瓶从b－d处分为五等分，做好记号。2.向燃烧匙中加入稍过量的红磷，关闭c处的止水夹后，点燃红磷，立即伸入瓶中，并塞紧。3.提示学生观察红磷燃烧现象。4.冷却后，打开止水夹，再由学生观察现象。5.进入广口瓶中的水的体积相当于原广口瓶内空气中哪种气体的体积？于谁的体积？学生分组讨论，并报告讨论结果。学生观察红磷燃烧的现象：红磷燃烧时产生黄色火焰，放出大量热量，并有大量白烟，最终燃烧停止。学生观察：打开止水夹后，烧杯中的水进入广口瓶中，约占红磷燃烧前瓶中空气体积的1/5。学生分组讨论后，各组派代表回答。-5-归纳总结，智能反馈科学分析：指导学生通过自主阅读，明确：①上述实验中，红磷燃烧时与广口瓶内空气中的氧气发生了反应，生成了叫做五氧化二磷的固体。上述实验中的大量白烟就是生成的五氧化二磷的固体，该固体沉降后溶解于水中。因此白烟最终消失。②打开止水夹后，烧杯中的水进入广口瓶的原因。③进入广口瓶中的水的体积相当于原广口瓶内空气中哪种气体的体积？空气中氧气的体积分数约为多少？④广口瓶内余下的气体主要是什么？它有何性质？探索交流：引导学生对实验中的问题进行交流。形成结论：a.由于过量的红磷燃烧时耗尽了广口瓶内空气中的氧气，使瓶内气体减少，压强降低，打开止水夹后，烧杯中的水就会进入瓶中。而且广口瓶内氧气被消耗多少，进入瓶中的水就有多少。因此，从烧杯中进入广口瓶的水的体积就相当于原瓶内空气中氧气的体积。b.氧气约占空气总体积的1/5。c.广口瓶内余下的气体主要是氮气，它不能支持燃烧。做这个实验时如果①装置气密性不好；②红磷不足，没有把氧气耗尽；③学生体会实验原理并从中得出正确的实验结论。学生再次进行讨论并得出结论。学生讨论后得出：上述体积是估算的，存在较大误差。培养学生的表达能力，在交流中取长补短。激发学生的探究欲。培养学生对实验的评价能力。-6-没有等到冷却就打开止水夹，那又会出现怎样的结果呢？思维点拨：完成这个实验的关键是：红磷的用量要充足，要保证能够将瓶内氧气耗尽；整个装置气密性要好，不能漏气；要注意待集气瓶冷却至室温时再打开止水夹。反思与评价：按上述方法测定空气中氧气的含量，你认为还有何不足？红磷可否用木炭等其他物质代替？交流研讨，拓展延伸展示图片，让学生了解测定空气中氧气含量的其他方法思考实验的步骤，结合学过的知识发挥想象。培养学生的创新能力、想象力及对知识的理解能力。【板书设计】空气中氧气含量的测定原理分析：4P+5O2=2P2O5↓实验设计↓交流评价：（1）实验结论：氧气约占空气体积的1/5↓（2）影响因素：气密性、燃烧物用量、操作规范反思改进【教学设计特色】课堂开始，以“猜谜语”引入今天研究的课题与空气有关，迅速拉近学生与化学的距离，产生对化学的亲近感。激发学生的学习兴趣，进而在接下来的探究讨论中，学生能够积极学习思考。教学活动分为“创设情境，倒入新课”、“实验演示，学习新知”、“归纳总结，智能反馈”、“交流研讨，拓展延伸”四个环节，前两个环节让学生通过实验来观察实验现象，-7-并得到结论；后两个环节先总结前面的实验现象及结论，然后对所做实验进行改进并讨论，让学生充分发挥想象力及创新能力。【情境素材】情景设计意图：让学生了解其它测定空气中氧气含量的方法。【参考文献】[1]初中化学课程标准实验教材.九年级上册第二单元课题1空气；[2]《化学教学》2014年第2期《空气中氧气含量的测定实验探究与改进》。