【教學目標】
知識與技能:
1、 認識身邊最常見的物質——空氣,了解空氣的組成;
2、 對空氣的成分進行合理的推測,能利用簡單儀器和藥品,對空氣里氧氣的含量進行科學的探究;
3、 初步學會簡單的實驗設計、學會觀察實驗現象并加以描述,對相關實驗現象能給出合理的解釋。
過程與方法:
1、 認識科學探究的意義和方法,在探究過程中,能提出問題,并設計簡單實驗解決問題;
2、 初步學會用觀察、實驗的方法獲取信息,并能從實驗信息中得出科學的結論;
3、 在探究過程中能主動參與討論,清晰的表達自己的觀點,逐步形成良好的學習習慣和科學的學習方法。
情感態度與價值觀:
1、 保持對生活和自然界中化學現象的好奇心和強烈的探索欲,加強對化學學習的興趣;
2、 樹立科學的物質觀,科學的看待科學家的實驗過程及結論。
【重點與難點】
重點:
設計實驗方案,探究空氣中氧氣的體積分數。培養學生的科學探究能力和實踐精神。
難點:
1、 理解測定空氣中氧氣體積分數的實驗原理
2、 如何引導學生去挖掘實驗的條件和結果之間存在的誤差,并分析,設計合理的裝置進行改進。
【教學過程】
導入:拿起一個空茶杯,問:“茶杯里有沒有東西?”
今天,我們一起來認識空氣。
一、 空氣的組成
討論:“空氣里有什么?你們是怎么知道的?”(氧氣、二氧化碳、水……)
聯系生活:“動物能夠呼吸,說明了空氣中含有氧氣;植物能進行光合作用,實驗室里久置的石灰水會變渾濁,都說明了空氣中含有二氧化碳;生活中有哪些現象能證明空氣中含有水?”(夏天從冰箱里拿出的飲料過一會瓶外會有很多小水珠;冬天教室窗外上有一層水霧;置于空氣中的餅干過一段時間會受潮……)
講述法國科學家拉瓦錫用定量的方法研究空氣的成分。
二、 探究:測定空氣中氧氣的含量
學生閱讀人教版教材27頁實驗2-1,思考下列的問題:
1、 該實驗測定空氣中氧氣含量的實驗原理是什么?
2、 該實驗需不需要檢查裝置的氣密性?
3、 在集氣瓶中加入少量水的目的是什么?
4、 燃燒匙中放多少紅磷合適?
5、 點燃后的紅磷為什么要立即伸進集氣瓶中?
6、 為什么要等紅磷熄滅并冷卻后,才能打開止水夾?
教師打開3D實驗互動課件,進入虛擬化實驗室主頁,點擊“教學實驗”進入二級界面,點擊第二單元中的“測定空氣中氧氣的含量”。
學生完成任務后,找學生回答第一個問題,學生們回答問題時,教師補充,及時引導學生思考,幫助學生理解透徹實驗原理。
點擊“開始”,進入虛擬化實驗室:
1、開始實驗,先帶學生認識整齊擺放在實驗桌上的實驗儀器
2、【師】該實驗需不需要檢查裝置的氣密性?為什么?(學生回答,教師補充)
讓學生在虛擬平臺上完成實驗第一步“按照教材27頁圖2-3連接好實驗裝置”(學生連接好實驗裝置時,探討的問題答案會以提示的方式跳出來,加深了學生的印象)
3、【師】如何檢查裝置的氣密性?(學生回顧之前學過的內容,回答問題)
教師進行檢查裝置氣密性的操作。(在真實的實驗中,若檢查出裝置的氣密性不好,重新塞緊塞子,往往氣密性還是不好,難以處理,進行虛擬化實驗可以杜絕這個問題。而且真實的演示實驗中,即使氣密性好,出現了如下圖所示的 “氣泡”“倒吸的水柱”,除了教師和前排的學生外,后面的同學是完全看不到現象的,演示效果不好。用虛擬平臺操作,投影在大屏幕上,所有的學生都可以看的清清楚楚)
4、關閉止水夾、在集氣瓶中加入水,教師完成(教師邊操作邊和學生交流互動,引導學生思考)
【師】在集氣瓶中預先加入少量水的目的是什么?
5、【師】接下來要準備取紅磷,點燃了,有誰愿意完成這幾步的操作?
【師】有興趣的同學太多,必須設置點障礙。需要取多少紅磷,為什么?讓回答的同學來操作。(問題拋下去,往往能真正去思考的學生很少,愿意主動回答問題的學生更少,利用學生想在虛擬平臺上操作的欲望,采取這樣的方式與學生互動,可以充分調動學生思考的積極性,培養學生愛動腦的學習習慣)
學生操作,點燃紅磷后,可以看到如下圖所示的現象,配上對現象的文字描述,加深了學生對紅磷燃燒現象的認識。
學生點燃紅磷放進集氣瓶中時:
【師】剛才這個同學的操作有沒有什么問題?(學生回答)
【師】紅磷應該怎樣放進集氣瓶?為什么?(一人操作,大家找錯,操作的人小心謹慎,看的人仔細,大家一起探討,容易及時發現問題,糾正問題。操作錯了,還可以選擇“重做”,重新開始。而在現實的學生實驗中,進入實驗室,都是各做各的實驗,老師一人監督,顧忌不過來,無法及時發現問題,糾正問題)
6、 操作界面出現下圖所示的界面時:
【師】等到裝置冷卻到室溫才能打開止水夾,叫大家思考的問題最后一個問題,說不這樣做測量結果就偏小,你們想的對嗎?有沒有人想對了?
【師】舉手的人告訴我們,為什么不這樣做,結果就偏小呢?能否幫我們大家答疑解惑呢?。
(平臺上顯示的正確答案的出現,若采用這樣的互動,增強了部分學生的自信,學生就不會因為怕想錯答錯,不敢舉手回答問題)
7、 待紅磷熄滅并冷卻后,打開止水夾,教師操作打開止水夾。
(在屏幕上所有的人都可以很清晰的看到,倒吸的水進入集氣瓶,直到第一個刻度線為止,自然而然得出“氧氣約占空氣總體積的五分之一”的結論。在現實中,由于影響該實驗成功的因素太多,經常實驗結果不理想,學生就會對此產生疑問,老師解釋起來也費勁,利用這個虛擬平臺,可以杜絕此類為題。)
8、【師】實驗結束了,我們一起來回顧這個實驗的操作注意事項。
教師點開“知識總結”,彈出下圖所示的文本框。
(虛擬平臺上的知識總結具體全面,教師可以用來進行實驗回顧,也方便了學生做筆記,若課上的時間充裕,還可以帶學生看看下面的“應用拓展”“拓展視野”,拓寬學生視野,提高學生對化學學習的積極性。)
9、【師】剛才我們合作完成了這個實驗,現在我們來檢驗一下同學們的學習成果。有哪位同學愿意接受挑戰?
(學生通常對于實驗都很感興趣,希望能多多動手實踐,但是由于各種條件的限制,真正的進入實驗室動手操作的機會很少。虛擬平臺,對學生都有正確操作指引,學生在這上面做錯的可能性很小,一般都能成功完成。人人都可以反復操作,在一定條件上滿足了學生的實驗欲望。學生在反復操作的同時也對其中的知識進行了復習。)
三、 布置作業
每個人回去都在虛擬平臺上將這個實驗多操作幾遍。