1空气的成分（教案）五年级上册科学冀人版

1空气的成分教材分析空气是人类生产活动的重要资源，它看不见、摸不着，但又不可或缺。学生在前面的学习中已经知道空气占有体积且无色无味，但对于“空气是由什么组成的”“其成分都有哪些应用”等问题则并不清楚，因此具有强烈的好奇心和探索欲。本课主要分为三部分。第一部分情境与问题，通过两张图片，展示了用集气瓶罩住蜡烛前后蜡烛的变化，引出问题：蜡烛为什么会熄灭呢？第二部分探究与发现，主要内容是研究空气的成分。首先，设计用集气瓶扣住水槽内点燃的蜡烛这一实验，通过观察到集气瓶内水平面上升，得出集气瓶内一部分气体因燃烧而减少；通过观察到水面没有上升到集气瓶顶部，知道瓶内还剩余一部分气体。然后，引导学生分析剩下的气体能否支持燃烧，让学生进行第二个实验，将烧着的小木条放进集气瓶中，木条熄灭，由此得出另一部分气体是不支持燃烧的。通过以上实验，能够知道空气中主要有两部分气体，一部分支持燃烧，另一部分不支持燃烧。第三部分应用与拓展，通过学生收集的资料和教材的示例，让学生了解氧气和氮气的用途，认识到人与空气相互影响、相互依存的关系。学情的分析通过前面的学习，学生对空气的颜色、状态、气味等特征已经有了一个初步的感知，并且知道空气占有一定空间。学生对空气充满了好奇，同时也具有一定的观察、分析、总结的能力，这为实验探究活动打下了良好基础。本课将引导学生通过实验探究进一步研究空气的成分，让学生知道空气中有氧气和氮气两种主要成分。让学生通过搜集资料、阅读材料，了解氧气和氮气在生活中的用途，进而知道空气与人类生活密切相关。教学目标科学知识目标1．空气是由多种气体混合而成的。2．空气的主要成分是氧气和氮气。空气中还含有很少量的二氧化碳和水蒸气。3．列举氧气和氮气在生活中的用途。科学探究目标1．通过观察、分析实验现象，推测蜡烛熄灭的原因。2．通过搜集资料、阅读材料，概括总结空气的成分。3．通过小组活动进行实验探究，分析总结实验现象并记录。科学态度目标1．对研究空气成分有浓厚的兴趣。2．培养严谨、细致的科学实验探究精神，良好的合作能力和概括总结能力。科学、技术、社会与环境目标体会空气在我们生活中的重要作用。重点难点重点1．通过探究空气的主要成分，知道空气主要由氧气和氮气构成。2．了解氧气和氮气在生活中的应用。难点1．通过观察、分析生活中的现象，提出可探究的科学问题。2．通过小组成员的配合，进行实验，探究证明自己的猜想，概括实验结果。案例一教学准备教师准备2支蜡烛、木条、玻璃片、集气瓶、水槽等。学生准备《学生活动手册》、课下搜集到的资料等。教学设计一、创设情境，提出问题1．播放视频（用集气瓶罩住蜡烛前后蜡烛的变化对比实验），并提问：你观察到了什么现象？2．思考：蜡烛为什么会熄灭？蜡烛燃烧是否需要空气？设计意图：培养学生认真观察并根据现象提出猜想的能力，为后面的实验打下基础。二、实验探究，学习新知1．研究空气的成分。（1）展示实验方法，并提出问题：蜡烛燃烧是否需要空气？瓶中的空气都在蜡烛燃烧时用完了吗？（2）分组进行实验，并将实验结果记录在实验记录单上。（3）分析实验结果：①集气瓶内水平面上升，说明集气瓶内一部分气体因为燃烧而减少了。②水面没有上升到集气瓶顶部，说明集气瓶内还剩余一部分气体。（4）得出实验结论：空气主要由两部分气体组成，一部分气体支持燃烧，另一部分气体不支持燃烧。2．小组讨论。（1）提问：剩余的气体能支持燃烧吗？（2）探究：将燃着的木条插入装有剩余气体的集气瓶中，同时用玻璃片盖住瓶口。（3）现象：木条熄灭。（4）结论：剩下的气体不支持燃烧。3．阅读资料，概括总结。阅读“科学在线”，了解到空气是一种混合气体，主要由支持燃烧的氧气（体积约占总体积的21％）和不支持燃烧的氮气（体积约占总体积的78％）组成，此外，空气中还有少量的二氧化碳、水蒸气等其他气体。设计意图：引导学生通过观察现象得出有价值的问题，并通过实验探究，观察分析、概括总结得出实验结论。以学生活动为主体，教师以问题引导学生的思考和活动。三、认识氧气和氮气的用途1．阅读教材，了解氧气和氮气的用途。2．思考：你还知道它们有哪些用途？案例二教学准备教师准备2支烛、木条、玻璃片、集气瓶、木槽等。学生准备《学生活动手册》、课下搜集到的资料等。教学设计一、导入商课1．晴谜语导入。有一种物质，看不见、摸不着、动物、植物离不了，总在你的身边跑。同学们，你们知道它是什么吗？2．教师演示：点燃两支相同的蜡烛，将其中一支蜡烛用集气瓶取住。你们观察到了什么现象？蜡烛为什么熄灭了？3．请大家和老師一起研究一下，空气里究竟有什么可以帮助燃烧呢？设计意图：通过猜迷，联系所学知识，与旧知建立联系，调动学生的学习积极性。通过观察实验现象，提出猜想，培养学生的好奇心，激发学生的探索欲。二、探究新知1．验证猜想。思考：为什么蜡烛熄灭后，集气瓶内的水面会上升？蜡烛熄灭后，集气瓶内气体的成分还和原来一样吗？（1）分析教材中的实验方法，组织实验。（2）分小组实验，记录实验现象，并进行分析。集气瓶内的水平面上升，说明瓶内一部分气体因燃烧而减少。（3）得出结论。蜡烛燃烧会消耗氧气，集气瓶内的气体减少，所以集气瓶内的水面会上升。集气瓶内气体的成分和原来不一样，支持燃烧的氧气减少了，二氧化碳增加了。讨论：瓶内剩余的气体还能支持燃烧吗？（1）小组活动：将燃着的木条放进集气瓶，并迅速用玻璃片盖住瓶口，可以观察到木条熄灭。（2）讨论结果：燃着的木条熄灭，说明剩下的气体不支持燃烧。2．得出结论：空气是一种混合气体，主要由两部分气体组成，一部分气体支持燃烧，另一部分气体不支持燃烧。设计意图：以问题引导学生活动，让学生有目的地进行实验，引导学生合理概括分析实验结果。3．出示资料，总结概括。空气是一种混合气体，主要由支持燃烧的氧气（体积约占总体积的21％）和不支持燃烧的氮气（体积约占总体积的78％）组成，此外，空气中还有少量的二氧化碳、水蒸气等其他气体。教师引导学生概括资料内容，共同完成板书。设计意图：展示全面详细的资料，引导学生对资料进行分析和概括，主动地梳理知识脉络。三、活学活用生活中哪些领域应用了氧气和氮气？1．小组之间分享资料，整合手中信息，得出完整的结论。2．小组代表展示结果。设计意图：培养学生小组合作学习的能力，以及全面整理并概括资料信息的能力，使学生能在组内形成统一的观点，并能有条理地进行表述。四、总结回顾通过本节课的学习，你有什么收获？备课资料火罐”的科学原理。奇的办法，叫做“拔火罐”，你们见没见过？2．播放视频，展示拔火罐的过程。提问：你发现了什么现象？3．交流讨论。讨论：通过今天的学习，你们能用我们所学的知识分析拔火罐的原理吗？结论：火罐内的酒精燃烧，消耗掉氧气，皮肤就被吸进火罐内，从而产生“被吸住的感觉”。4．小贴士：同学们要注意，拔火罐是一种有很大的安全隐患的行为，如果处理不当会造成烧伤、灼伤、火灾等严重的后果。所以，我们不能轻易尝试，要注意保护自身的安全。2科学知识聚焦空气空气是我们每天都呼吸着的“生命气体”，它分层覆盖在地球表面，透明且无色、无味，它主要由氮气和氧气组成，对人类的生存和发展有着重要的作用。空气属于混合物，它主要由氮气、氧气、稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）、二氧化碳以及其他物质（如水蒸气、杂质等）组合而成。其中，氮气的体积分数约为78％，氧气的体积分数约为21％，稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）的体积分数约为0.934％，二氧化碳的体积分数约为0.04％，其他物质（如水蒸气、杂质等）的体积分数约为0.002％。空气的组成不是固定的，随着高度、气压等条件的改变，空气各成分的比例也会改变。但是长期以来，人们一直认为空气是一种单一的物质，直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了“空气由氧气和氮气组成”的结论。19世纪末，科学家们又通过大量的实验发现，空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。空气中的氧气对于所有需氧生物来说都是必需的。所有动物都需要呼吸氧气，绿色植物的呼吸作用也需要氧气。此外，绿色植物还能利用空气中的二氧化碳进行光合作用，而空气几乎是所有植物所需二氧化碳的唯一来源。拉瓦锡测定空气成分200多年前，法国科学家拉瓦锡用定量试验的方法测定了空气成分。他把少量汞放在密闭容器中加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了五分之一。通过对剩余气体的研究，他发现这部分气体不能供给呼吸，也不助燃，他认为这全部是氮气（拉丁文原意是“不能维持生命”）。拉瓦锡又把加热生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器中再次加热，得到汞和氧气，且氧气的体积恰好等于密闭容器中减少的空气体积。他把得到的氧气导入前一个容器，所得气体和空气性质完全相同。通过实验，拉瓦锡得出了“空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气体积的五分之一”的结论。在测定中，装置中剩余的气体约占空气体积的五分之四，该实验从另一方面说明该气体不能燃烧或不能支持燃烧。3课后实践活动［活动主题］测定空气中氧气的比例［活动过程］1．在水槽中放入适量的水，滴入红墨水。2．将蜡烛固定在水槽中间，用集气瓶罩住蜡烛，在集气瓶上用笔标注水面的高度。3．点燃蜡烛并再次用集气瓶罩住。4．观察水面上升的高度并用笔标注。5．估算出氧气占瓶中空气的比例。［活动总结］氧气约占空气体积的五分之一。教材详解教材知识延伸知识点1空气的成分空气无色、无味，它是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳以及其他气体和杂质构成的。其中，氮气约占总体积的78％，占空气的绝大多数。其次是氧气，约占总体积的21％。二氧化碳约占总体积的0.04％。但空气的组成也不是固定的，随着气体的压强、环境的变化，空气各成分的比例稍微有所不同。知识点2氧气的用途氧在自然界中分布最广，占地壳质量的48.6％，是丰度最高的元素。氧气可用于烃类的氧化、废水的处理、火箭推进剂以及航空、航天和潜水中供人进行呼吸等。动植物的呼吸和一切氧化过程（包括有机物的腐败）都要消耗氧气。知识点3氮气的用途氮气的化学性质很不活泼，故可用于某些惰性气氛中以进行金属处理，也可用于灯泡中以防止产生电弧。氮可与许多金属结合形成硬氮化物，这些化合物可以用作耐磨金属。钢中的少量氮会抑制高温下的晶粒生长，并且还会提高某些钢的强度，故也可以用于在钢上产生坚硬的表面。氮气可用于制造氨、硝酸、硝酸盐、氰化物等，用来制造炸药、化肥等；可用于填充高温温度计、白炽灯泡等，可形成惰性材料以保存材料，用于干燥箱或手套袋中。此外，在食品冷冻过程中会用到液氮；在实验室中作为冷却剂.教材问题释疑1．蜡烛为什么会熄灭呢？瓶内的空气不足以支持燃烧了。2．蜡烛熄灭后，集气瓶中的空气用完了吗？蜡烛熄灭，集气瓶内水平面上升，但没有上升到集气瓶顶部，说明瓶内气体没有用完。3．为什么蜡烛熄灭后集气瓶内的水面会上升？蜡烛燃烧会消耗掉氧气，瓶内气体变少，所以水面上升。4．蜡烛熄灭后，集气瓶内气体的成分还和原来一样吗？不一样。支持燃烧的氧气被消耗掉丁，且在燃烧过程中产生了少量二氧化碳，使二氧化碳的含量增加。5．剩下的气体还能支持燃烧吗