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視頻標簽：空氣中氧氣,體積分數的測定
所屬欄目：初中化學優質課視頻
視頻課題：初中化學滬教課標版九年級上冊2.1空氣中氧氣體積分數的測定_上海市 - 浦東新區
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初中化學滬教課標版九年級上冊2.1空氣中氧氣體積分數的測定_上海市 - 浦東新區說課稿
《重溫化學史 再走科學路》說課稿
各位老師，下午好！我說課的題目是《重溫化學史 再走科學路——空氣中氧氣體積分數的測定》。我將從以下三個模塊完成我的說課：課程設計背景、教學過程分析和教學效果評價。
本節課位于滬科版九年級化學上冊第二章第1課時，《學科基本要求》對其學習水平的界定為A，即知道和了解，給出的活動建議是探究空氣中氧氣的含量。通過第一章的學習，學生能夠用化學符號表示化學物質和化學變化，對常見的實驗儀器也有一定的了解，對實驗有強烈的好奇，對定量實驗有所接觸，但缺乏通過實驗研究物質的經驗，缺乏氣體含量測定的方法。因此，本節課的難點在于學生無法直接感知容器內壓強的變化，難以理解實驗原理�；谝陨蟽热莺蛯W情，我從三個維度設立了教學目標，并確定了本節課的重點為過程與方法，同時落實知識與技能，滲透情感態度與價值觀。
如何到達這個目標呢？我從18世紀到19世紀科學家發現空氣組成的這段史料中找到了答案。從普里斯特里發現氧氣，拉瓦錫測定氧氣體積分數，拉姆齊分離出稀有氣體，歷經100多年，人類才最終確定空氣的組成。如果讓學生了解到這段探索歷程，將是非常有意義的。
因此，我給學生布置的預習任務是：查閱資料，繪制空氣組成發現的化學小報。在對小報進行展示時，我們找到了問題的切入點：①拉瓦錫是如何測定空氣中氧氣的體積分數的？②我們能否利用實驗室常見儀器，設計方案完成測定氧氣體積分數的實驗？這2個問題，讓學生知道了本節課的探究內容，而第①個問題讓學生明白研究開始之前需要解決什么問題。
通過閱讀教材，學生了解了拉瓦錫實驗的過程，因對容器內壓強的變化缺乏直觀地感受，很難理解實驗的原理。為了給學生的認知降維，我采用了一個擠壓塑料瓶的趣味實驗，并拋出3個問題：①為何不擠壓，水不會進入塑料瓶；而擠壓后恢復原狀，水進入塑料瓶？②進入塑料瓶內水的體積和排出的空氣的體積是什么關系？③如果做一個大膽的假設：排出的氣體恰好是塑料瓶中的氧氣，能否確定塑料瓶中氧氣的體積分數？“一個實驗，三個問題”讓學生很快理解到壓強差是拉瓦錫實驗的原理。與此同時，學生也很快意識到，拉瓦錫實驗的諸多不足：裝置復雜、實驗周期長和誤差較大等。此時，教師再拋出一個問題，能否利用實驗室常見儀器進行實驗方案改進？學生立馬想到教材中利用紅磷在左邊這套儀器中燃燒測定空氣中氧氣的含量。教師引導學生將此裝置與拉瓦錫裝置進行類比，了解裝置各部分的功能與優缺點。并繼續拋出問題：實驗室的可燃物那么多，為何偏偏選用紅磷來完成這個實驗？學生面露難色。教師與學生一同回顧實驗室常見的可燃物，并用小資料的形式給出這些物質在空氣中燃燒的化學方程式，并標明生成物的物理性質。學生很快總結出，這個實驗所需的可燃物必須僅能和空氣中的氧氣反應，且生成物必須是固體。為了進一步規范實驗操作，提高實驗的準確性，采用小組討論的方式確定實驗步驟，并播放提前錄制好的學生實驗視頻。小組實驗結束后，各小組匯報實驗結果，并分析造成實驗誤差的可能原因，最終由教師小結科學探究的一般過程。并介紹了現代精密的氣體傳感器，可用于測定痕量的空氣污染物，讓學生感嘆，科技發展之快，增進化學服務于生活的認識。
蘇霍姆林斯基說；“人的心靈深處都有一種根深蒂固的需要，希望感到自己是一個發現者、研究者和探索者。”本節課設計的初衷是希望利用問題引導學生自主思考，并通過親身經歷體驗探究活動，嘗試自己去解決問題，從而達到激發學生學習興趣，學習科學探究的一般方法，初步形成科學探究的能力，增進化學學科的情感。
我的說課到此結束！謝謝大家！
《空氣中氧氣體積分數的測定》教學設計
一、設計思路
初三年級學生對空氣并不陌生，在小學自然課上就已經了解了有關知識，但不夠準確。在還沒有接觸到壓強方面知識的情況下，學生理解燃燒紅磷法測定空氣中氧氣含量的實驗原理有一定的困難。為此，本節課將教學重點和難點定位在探究測定空氣成分的方法上。通過分組探究實驗，讓學生知道測定空氣中氧氣的含量的方法，初步理解空氣中氧氣含量測定的實驗原理，教學設計也是為突破這一難點展開。
二、說明
《空氣中氧氣的含量的測定》實驗教學首先將燒杯倒扣入水中讓學生意識到空氣的存在，認識到空氣會產生壓強，也會把水壓進膠頭滴管，為測定一定容器內空氣中氧氣的體積的實驗打下基礎。然后再通過學生自主探究，體會當很難用機械的方法把空氣中的氧氣排出時，可以用點燃蠟燭（或紙張、火柴）的方法把氧氣消耗掉，定性的認識測定空氣中氧氣含量的方法。在體驗成功的喜悅和探究樂趣的同時，發現新的探究問題。然后教師提供資料，在分析用紅磷跟空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷固體的原理基礎上引導學生分組實驗探究空氣中氧氣的含量，啟發學生對不同的實驗結果作出合理的分析，進一步培養學生的探究能力。最后讓學生自己進行創新設計，培養學生的創新能力。
課 題 《空氣中氧氣的含量的測定》
教學目標
知識與技能：
通過實驗，知道空氣中氧氣的含量。
過程與方法：
通過感受膠頭滴管吸水實驗，初步理解空氣中氧氣含量測定的實驗原理，知道氣體體積的測定的一般方法。通過對“測定空氣中氧氣含量”實驗的設計，培養學生的自主探究精神，
情感態度、價值觀：
在自主設計實驗探究的過程中，體驗探究的樂趣，保持和增強對生活
中和自然界中科學現象的好奇心和探究欲，發展學習化學的興趣。 重 點 空氣中氧氣體積測定的實驗分析 難 點 理解測定空氣中氧氣含量的實驗原理。 教學方法 基于小組合作學習的實驗探究。
儀器藥品
集氣瓶、燒杯、玻璃管、橡皮軟管、彈簧夾、燃燒匙、橡皮塞、膠頭滴管、酒精燈、 水槽 、火柴、試管、注射器。 紅磷、白磷、蠟燭。 教師活動 學生活動
環節一： 引入新課
【趣味實驗】
【講述】請各小組同學們利用手邊的器材完成這樣2組實驗：1）將打開瓶蓋的空塑料瓶倒扣入盛有水的水槽中，并在水面以下蓋上瓶蓋，觀察是否有水進入瓶子。2）將塑料瓶在空氣中擠壓變癟，倒扣入水中，并緩慢松手，使其恢復原狀，并在水面以下蓋上瓶蓋，觀察是否有水進入。
【提問】有同學能解釋這2組不同的現象嗎？怎樣才能使進入瓶中的水更多？吸入水的體積與擠壓出的空氣有什么關系？（不能完全答出，可進行提醒） 【追問】通過這個實驗，我們證實了無色無味、看不見摸不著的空氣確實是存在的�？諝庵卸加心男┏煞帜兀克鼈冊诳諝庵械捏w積分數是多少呢？
動手實驗、思考
回答：第一次沒有水進入瓶中，第二次有。 思考 回答：第一個瓶子充滿空氣，所以水不能進入；第2個瓶子里的空氣被擠出，壓強減小，大氣壓將水壓入瓶子。排出的空氣越多，進入的水越多，水的體積等于排出空氣的體積。 回顧
回答：氧氣約20% 氮氣約80%
環節二： 史料鏈接
【講述】同學們通過之前的科學課上的學習，今天回答出這個問題似乎并沒有什么難度，而最早人類為了弄清楚這個問題，卻花費了漫長的歲月。我們一起來重溫一下這段化學史：
1） 鉆木取火的發明，不僅使人類能夠取暖、照明、烹飪食物，使人類從動物中分離出來，也使化學逐漸成為一門學科�？茖W家逐漸投入到“燃燒是什么”的研究中。
2） 18世紀初，德國化學家提出“燃素理論”，以為一切可以燃燒的物質都是由灰和燃素組成，可燃物燃燒之后，燃素跑掉，物質的質量會減少。 3） 隨著歐洲工業革命的發展，人們發現，煉鐵時灼燒過的鐵質量不僅沒有減少，反而增加了。生產實踐沖擊著“燃素理論”。 4） 在1771-1774年，瑞典化學家舍勒和英國科學家普利斯特利先后獲得了氧氣，后者更將自己的實驗發現告訴了正在研究燃燒問題的拉瓦錫。 5） 通過對實驗的改進，拉瓦錫證實并命名了氧氣，揭示了燃燒的本質（是可燃物與空氣中的氧氣發生了化學反應），并測出空氣中氧氣的體積分數約占五分之一。
傾聽
環節三： 拉瓦錫實驗
【講述】現在我們一起來學習拉瓦錫實驗。請同學們帶著以下問題認真閱讀教材內容：
1.氧氣有哪些性質？
2.氧氣在空氣中體積分數是多少？ 3.實驗原理是什么？ 4.該實驗有何缺點？ 【視頻】瘋狂的空氣
閱讀、思考、觀看視頻 回答：1.支持燃燒、供給呼吸 2. 約為五分之一
3.汞在加熱的條件下，與空氣中的氧氣反應生成紅色氧化汞固體，消耗了裝置內的氧氣，裝置內壓強減少，液體倒吸入鐘罩。
4. 汞有毒、實驗周期長、忽略了曲頸甑內空氣對實驗結果的影響（3和4可與學生一起討論得出）
環節四：
測定空氣中氧氣的體積分數
【講述】由于拉瓦錫實驗有一定的局限性，現在我們在實驗室可以用下面的裝置重新完成《空氣中氧氣體積分數的測定》，請同學們在實驗的同時，記下實驗現象、反應表達式以及實驗結論：
1.介紹可燃物──紅磷（展示紅磷樣品）。 2.分析原理：紅磷跟空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷固體，氧氣被消耗掉，氣壓減小，吸入水的體積等于消耗的氧氣體積
3.實驗步驟：
（1）檢驗裝置氣密性
（2）將集氣瓶的容積劃分為五等份，并加以標記。 （3）在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝足量紅磷，將膠管上的止水夾夾緊，把燃燒匙內的紅磷放在酒精燈火焰上點燃，并迅速伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，觀察現象。 （4）待集氣瓶冷卻到室溫后，把導管插入盛水的燒杯中，打開止水夾，觀察現象。
【學生小組實驗】測定空氣中氧氣的體積分數
【交流與討論】
1. 實驗現象、文字表達式、結論
2.有的同學實驗吸入水的體積分數不足1/5的可能原因有哪些？有的同學實驗吸入水的體積分數超過1/5的可能原因有哪些？
3.能否用木炭或鐵絲取代紅磷？ 4.藥品的選擇應滿足什么條件？
5. 為了達到減小實驗誤差的目的，你還能設計什么實驗來確定空氣中氧氣的體積含量？
熟悉藥品、裝置。
了解操作步驟、圈劃關鍵詞、
動手實驗、觀察并記錄實驗現象、得出實驗結論
思考、回答 ⑴紅磷量較少 ⑵裝置氣密性不好 ⑶溫度沒降到常溫下
(4)紅磷中含有雜質,該雜質燃
燒后生成氣體 …
試管放入熱水中，白磷自燃，冷卻后打開止水夾，實驗完成。
用45 mL試管作反應容器，用20 mL注射器（活塞事先處在10 mL刻度處）測量磷燃燒消耗的氧氣體積。試管冷卻后松開彈簧夾，可以看到活塞慢慢左移到1 mL刻度處。說明空氣中氧氣的體積分數為1/5。[（10 mL～1 mL）/45 mL]
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