实验教学的课例研究(空气 )

1、基于初中科学实验教学的课例研究-空气(浙教版八年级科学下册第二章第一节)223一、研究背景新课改在初中科学教学中提出：教师要让学生在学习过程中去实现自主学习、合作学习和探究学习。即要重视学生的发现学习、探究学习、研究学习。本节课是浙教版八年级科学下册第二章第一节的内容是初中学生在学习化学知识中起承前启后的作用。在前面一章内容中已经初步学习了元素、化合价、化学式等知识。基于化学是一门以实验为基础的学科，本章内容是学生真正认识化学的开端，是学生真正走向实验探究的重要过程。而实验教学是激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生科学探究的能力，使学生获得进一步发展所需要的化

2、学基础知识和基本技能。本节课的内容是让学生初步通过实验来验证空气中的成分（二氧化碳的检验，水蒸气的检验，及空气中氧气含量的测定），并在学习过程中体验化学实验的乐趣。二、学情分析学生对空气的成分有所了解，但不是很全面。学生都知道空气中含有氧气，但是对空气中还有氮气而且氮气的成分比氧气更多就不怎么了解了。对于空气中有二氧化碳和水蒸气的了解应该也就有一点而已。学生对空气中各个成分的含量应该了解的不全面的。学生对化学仪器的认识不是很多，对化学实验的向往度很高，更渴望能通过化学实验来探求新知识。三、课堂基本情况（课堂简录）课堂教学流程：引入课题探究1：证明空气的存在探究2：探讨空气成分(包括：空气中有哪

3、些物质；科学家探索空气成分的历史与评价等)探究3：测定空气中氧气的含量探究4：测定空气中氧气的含量的药品选择及量化测定及误差分析。引入：请同学们来看一看、闻一闻、摸一摸你身边的空气。你能感觉到他的存在吗？（引出课题）学生感受（）设疑：请大家动动脑筋，你能通过实验或实例来证明你身边确实有空气的存在吗？学生：（）叙述：（过渡）其实大家动动脑筋，还有很多小实验可以证明空气的存在。比如，我这有一个集气瓶（展示集气瓶），我说它是空的，对不对？学生：（）老师：正因为空气无色无味不容易被人们察觉，所以尽管它客观存在，但人们对它的认识，经过了一个曲折漫长的过程。（指导学生阅读拉瓦锡探究空气的实验）老师：许多的

4、科学家的实验证明空气不是一种单一的物质。（请一位同学说说空气的成分。然后做出积极的评价）实验：参照书本P34图2-1图2-2做相应的实验。（学生参与）验证二氧化碳、氧气、水蒸气的存在。给出相应的结论和板书。老师：叙述，科学家通过大量的实验发现，空气里有氮气、氧气、二氧化碳、氧气、水蒸气，还有氦、氩等稀有气体。而空气中含量最多的却是氮气和氧气，那么氧气在空气中占有多大的比例呢？探究活动：教师在课堂上进行演示。P35图2-3简述实验原理，实验器材的名称及实验过程。（完成P35活动中的填空）在实验过程中,适时地向学生提问,设置悬念让学生思考、做出假设最后得出结论。1实验过程中可观察到有哪些现象?2为

5、什么打开止水夹后烧杯中的水就会进入广口瓶中?（学生思考后，有部分学生答出）3进入到广口瓶中的水的体积相当于原广口瓶中哪种气体的体积?（刚开始学生有点难理解）4通过该实验,可以得出什么结论?5完成该实验有哪些注意事项?6实验过程的误差分析等等。通过学生讨论，进一步认识测定空气中氧气含量的原理。最后，得出结论：氧气大约占有空气体积的五分之一。小结（）四、课后反思应用了实验教学，学生的积极性比较的高。学生通过讨论等学习体现了学生的学习主体性。但是在教学过程中，还是有很多不足。1.在探究空气中有二氧化碳、水蒸气实验中，探究实验比较单调，空气通入石灰水使石灰水变浑浊，能说明有二氧化碳的存在，但是很牵强的

6、说明了其量很少。在设计实验时，可以用对比实验来更准确的说明。2.在学生重点讨论探究测定空气中氧气含量的实验环节中，基本停留在本节课所探讨的问题上，学生不一定能够根据新的情境，灵活应用所学的知识和方法去解决新的问题。所以在教学设计上要拓展迁移环节，提出一些新的情境问题会更好。3.学生的参与率还是少了点，气氛虽然还好，可能效果上不是很理想。设计新思路根据教材内容及教学对象的分析，我将课堂教学变得富有生气与乐趣，多方位刺激学生的好奇心，使教学目的能得到有效实现和促进学生的全面发展。通过不断的反思和改进我对本课的设计主要体现在：1.通过对比实验让学生加深对实验现象和结论的判定。2.通过实验让学生进一步

7、认识化学实验是化学学习中不可缺少的工具，通过实验可以得到更可靠的数据和结论。3.通过实验造成的误差分析，使学生懂得要想得到更精确的数据和结论光靠实验是不够的还要加上我们的正确处理。4.通过学生的讨论分析、动手操作培养学生分析问题、解决问题、动手操作等能力，也培养学生的合作精神。五、教学过程的再设计(设计新教案)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

8、.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；4.发展善于合作、勤于思考、勇于实践的科学精神。重点  空气的组成,空气中氧气含量的测定

9、。难点  通过实验探究空气的组成。教学方法  讲演法、演示实验法、讨论法等多种教学方法    仪器、药品  测定空气成分的实验装置、500 mL量筒、100 mL量筒、10 mL量筒、500 mL烧杯、红磷、水、火柴。教学过程新课导入： 通过大家一起深呼吸感受美好的自然，感受身边的空气存在，引入今天的课题空气(展示一只空烧杯)烧杯中有什么?一、空气的组成设疑：你对空气有多少认识?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：（）(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。

10、主要解决你们提出的下列问题：怎么证明空气确实存在? 空气是由一种物质组成的?还是由多种物质组成的? 空气由什么物质组成? 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?二、活动（证明空气的存在）（了解拉瓦锡及其他科学家对空气的研究情况）想一想,根据你日常生活中的经验,还有哪些办法能证明空气确实存在?请同学们设计一个简单的实验,证明空气的存在。(学生思考回答，教师引导)设计如何取某地空气的样本。（比如：要取我们学校食堂的空气样本的方法。学生讨论总结方法。）设计意图，以有关空气问题导入,迅速拉近学生与本课的距离,产生好奇感。以探索形式,激发学生的问题意识。设疑,激发起学生的学习兴趣

11、。培养学生的团队合作精神及对实验设计的评价能力三、活动（二氧化碳、氧气、水蒸气存在的检验）我们生活的环境中有空气,人类的生活离不开空气,空气是一种重要的自然资源。那么空气是由什么组成的?它是由一种物质组成的?还是由多种物质组成的?如果空气是由多种物质组成的,则空气中含有哪些物质?提出假设：学生根据生活经验提出空气是由多种物质组成的假设。收集证据：根据已有知识,联系生活经验,收集到的证据可能有：动物进行呼吸作用需要氧气,并放出二氧化碳；植物进行光合作用要吸收水和二氧化碳,并放出氧气；煤等燃料燃烧需要消耗氧气并放出二氧化碳；夏天,从冰箱里拿出冰矿泉水,片刻后,矿泉水瓶外壁就会有水珠凝结；做出结论：

12、空气中含有氧气、二氧化碳、水蒸气和其他杂质(如尘埃)等多种物质。思维延伸：空气中还有其他成分吗?自主学习：引导学生学习科学家对空气成分的研究过程。开拓视野：稀有气体的发现史。获得结论：空气中含有氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等多种成分。活动（学生演示，教师指导并引出一系列的问题）：验证空气中有二氧化碳的实验（设对比试验，一组用嘴通过导管向澄清石灰水吹起，另一组通过注射器向澄清石灰水推气，观察实验结果分析得出空气中有二氧化碳和其含量比较的少）；验证空气中有氧气的实验（向集气瓶内放入点燃的火柴继续燃烧）；验证空气中有水（利用无水硫酸铜做对比试验，一组直接滴水，另一组放置空气中一段时间）。此项活动内

13、容在老师的指导下学生进行实验，由老师引导使学生自行讨论得出相应的结论。设计意图：培养学生自主学习的能力1.培养学生的科学探究精神2.使学生初步了解空气的主要成分。3.告诫学生不迷信权威,树立“学无止境”的思想。利用化学史进行严肃认真,敢于创新的优良品质的教育。四、活动（测定空气中氧气的含量） 通过以上探究已经知道空气中含有二氧化碳、水蒸气、氧气、氮气、稀有气体等物质，但是还不知道他们的含量是多少。那么，接下来就对氧气在空气中占多大的比例进行实验探究。设计方案： 想办法把氧气拿出来,直接测氧气的体积；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；利用拉瓦锡的实验方法再进行实验；

14、思维迁移：提供浙江版八年级下册第35页图2-3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：指导一个动手能力比较好的学生完成实验；观察现象并思考： 1.向集气瓶内装入少量水,并作上记号。并将广口瓶的空余部分分为五等分,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?学生在老师引导下进行实验,并解释实验原理。设疑：水为何会进入集气瓶中,进入集气瓶中的水的体积取决于谁的体积?学生分组讨论,并报告讨论结果。学生观

15、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。设计意图：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。科学分析：指导学生通过自主阅读,明确：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。打开止水夹后,烧杯中的水进入广口瓶的原因。进入广口瓶中的水的体积

16、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?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。做这个实验时如果装置气密性不好；红磷不足,没有把氧气耗尽；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

17、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?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。（最终教师可以引导学生在课后对该实验进行改进，使实验结果更准确，实验更容易操作）学生讨论后得出：上述体积是估算的,存在较大误差。设问：能不能用木炭来代替红磷进行实验？（学生谈论，说出原因，教师评价）设计意图：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

18、学生对实验的评价能力。最后，课堂小结：空气不是单一成分的物质; 空气中有1/5体积的氧气,剩余气体不支持燃烧;空气的组成(强调体积分数)。学生阅读教材:空气成分氮气 78%氧气 21%（大约是空气体积的五分之一）稀有气体 0.94%二氧化碳 0.03%其他气体和杂质0.03%。设计意图：增强记忆。六、课后反思从本课的教学过程反思：1以深呼吸引入课题空气，实现了既简单又高效教学原则，很好的使学生来到了课堂。2.以学生对空气的了解和提出关于空气的问题，引起学生思维风暴，使学生真正的融入真个课堂，为后面探究空气的组成和实验验证组成，奠定了一定的基础，并激发了学生的求知欲。3. 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。更激发起学生的学习兴趣。4.在验证空气中有二氧化碳的实验中，把以往先进行学生吹气先说明二氧化碳可以是澄清石灰水变浑浊，再做用注射器向澄清石灰水注空气实验的步骤改为两个实验一起做，做对比，这样既节约了时间，而且更能说明空气中有二氧化碳而且量很少。5.在探究空气中氧气含量的实验（即本课的重点和难点）中，在完成实验后，在老师的一连串问题中又把学生带进了思维风暴，通过学生讨论，教师的指导最后分析出各个问题的答案。特别是实验误差的分析，这是在以前的科学学习中是很少的。为了评