教學(xué)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容2.1我們周圍的空氣：空氣20242025學(xué)年九年級化學(xué)人教版（2024）上冊課時共2課時第1課時課型新授課教材分析本課題是人教版九年級化學(xué)上冊第二單元的開篇內(nèi)容，是學(xué)生繼第一單元對化學(xué)學(xué)科有了初步認識后，具體探究的第一種物質(zhì)?？諝馐菍W(xué)生在日常生活中時刻接觸卻又并不十分了解的物質(zhì)，教材選擇空氣作為初中化學(xué)中系統(tǒng)學(xué)習(xí)物質(zhì)知識的開端，符合“從學(xué)生熟悉的事物入手，進行科學(xué)教育”的原則。教材首先通過拉瓦錫的實驗，讓學(xué)生了解空氣成分的發(fā)現(xiàn)歷程，接著安排了測定空氣中氧氣含量的實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究空氣中氧氣的含量，最后介紹了空氣的主要成分和用途，以及空氣污染的相關(guān)知識。這部分內(nèi)容不僅能為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)氧氣、二氧化碳等物質(zhì)奠定基礎(chǔ)，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰涂茖W(xué)思維能力，增強學(xué)生的環(huán)保意識。學(xué)情分析九年級的學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維過渡的階段，他們對化學(xué)實驗充滿了好奇心和探究欲望，但在實驗操作技能、分析問題和解決問題的能力方面還有待提高。在學(xué)習(xí)本課題之前，學(xué)生已經(jīng)對空氣有了一定的生活經(jīng)驗，但對于空氣的成分和性質(zhì)缺乏系統(tǒng)的認識。此外，學(xué)生在第一單元已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些基本的實驗操作技能，如藥品的取用、儀器的連接等，這為本節(jié)課的實驗探究提供了一定的基礎(chǔ)。然而，學(xué)生對于測定空氣中氧氣含量的實驗原理和方法可能理解起來有一定的難度，需要教師進行詳細的講解和引導(dǎo)。學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)評價1.化學(xué)觀念（1）通過對拉瓦錫實驗和測定空氣中氧氣含量實驗的學(xué)習(xí)，認識空氣的組成成分，理解空氣中各成分的性質(zhì)和用途，形成“物質(zhì)是由元素組成的”“物質(zhì)具有多樣性”等化學(xué)觀念。（2）從分子、原子的角度理解空氣的組成，認識到混合物和純凈物的區(qū)別，建立“分類觀”，能根據(jù)物質(zhì)的組成對物質(zhì)進行分類。2.科學(xué)思維（1）通過對測定空氣中氧氣含量實驗的設(shè)計、操作和分析，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和實驗探究能力，學(xué)會運用控制變量法、對比實驗法等科學(xué)方法解決化學(xué)問題。（2）在分析拉瓦錫實驗和測定空氣中氧氣含量實驗的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新思維，能夠?qū)嶒灛F(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行合理的質(zhì)疑和分析。3.科學(xué)探究與實踐（1）積極參與測定空氣中氧氣含量的實驗探究活動，學(xué)會運用實驗方法獲取信息，能夠準確記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并對實驗結(jié)果進行分析和評價。（2）通過小組合作完成實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和實踐能力，提高學(xué)生的實驗操作技能和解決實際問題的能力。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任（1）通過了解空氣成分的發(fā)現(xiàn)歷程，體會科學(xué)家們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、熱愛科學(xué)的情感。（2）認識到空氣對人類生活的重要性，了解空氣污染的危害和防治措施，增強學(xué)生的環(huán)保意識和社會責(zé)任感，樹立“保護環(huán)境，人人有責(zé)”的觀念。1.通過課堂提問、小組討論等方式，檢查學(xué)生對空氣成分、混合物和純凈物概念的理解，評價學(xué)生的化學(xué)觀念的形成情況。2.在實驗探究過程中，觀察學(xué)生的實驗操作技能、實驗設(shè)計能力和數(shù)據(jù)分析能力，評價學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究與實踐能力的發(fā)展情況。3.通過學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)，評價學(xué)生的團隊合作精神和溝通交流能力。4.布置課后作業(yè)，讓學(xué)生查閱資料了解空氣污染的現(xiàn)狀和防治措施，撰寫一篇環(huán)保小論文，評價學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)情況。重點1.空氣的組成成分和各成分的性質(zhì)與用途。2.測定空氣中氧氣含量的實驗原理、裝置和操作方法。3.混合物和純凈物的概念及區(qū)別。難點1.測定空氣中氧氣含量實驗的設(shè)計原理和誤差分析。2.從分子、原子的角度理解混合物和純凈物的區(qū)別。主問題如何通過實驗測定空氣中氧氣的含量？教學(xué)準備1.實驗儀器：集氣瓶、燃燒匙、橡皮塞、導(dǎo)管、燒杯、彈簧夾、酒精燈等。2.實驗藥品：紅磷、水。3.多媒體課件：包含拉瓦錫實驗的動畫演示、測定空氣中氧氣含量實驗的視頻、空氣成分和用途的圖片等。學(xué)習(xí)過程一、導(dǎo)入新課（3分鐘）1.展示生活中與空氣有關(guān)的圖片，如藍天、白云、呼吸的人們、奔跑的汽車等，引導(dǎo)學(xué)生思考空氣的重要性。教師提問：“同學(xué)們，我們生活在一個充滿空氣的世界里，空氣對于我們的生存和生活至關(guān)重要。那么，你們知道空氣里都含有哪些物質(zhì)嗎？”2.鼓勵學(xué)生大膽猜測空氣的成分，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可能會回答：“氧氣”“二氧化碳”“氮氣”等。二、空氣成分的發(fā)現(xiàn)歷程（7分鐘）1.介紹古代人們對空氣的認識，如古希臘哲學(xué)家認為空氣是一種基本元素。教師講解：“在古代，人們對空氣的認識比較簡單，古希臘哲學(xué)家認為世界是由水、火、土、氣四種基本元素組成的，這里的氣指的就是空氣?！?.詳細講述拉瓦錫的實驗過程和結(jié)論。（1）播放拉瓦錫實驗的動畫演示，讓學(xué)生直觀地了解實驗的操作步驟。教師講解：“18世紀，法國化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。他把少量汞放在密閉容器里連續(xù)加熱12天，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成了紅色粉末，同時容器里空氣的體積差不多減少了五分之一。”（2）引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出空氣是由氧氣和氮氣組成的結(jié)論。教師提問：“從拉瓦錫的實驗中，我們可以看到容器內(nèi)空氣體積減少了五分之一，這減少的部分是什么氣體呢？剩下的五分之四又是什么氣體呢？”學(xué)生思考并回答：“減少的部分是氧氣，剩下的五分之四是氮氣?！保?）強調(diào)拉瓦錫實驗的重要意義，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。教師總結(jié)：“拉瓦錫的實驗為我們揭開了空氣成分的神秘面紗，他通過定量的方法得出了空氣是由氧氣和氮氣組成的結(jié)論，這一實驗在化學(xué)史上具有重要的意義。我們在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，也要學(xué)習(xí)拉瓦錫嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，通過實驗和數(shù)據(jù)分析來得出科學(xué)的結(jié)論。”三、測定空氣中氧氣含量的實驗（15分鐘）1.提出問題：如何設(shè)計一個實驗來測定空氣中氧氣的含量？教師引導(dǎo)：“拉瓦錫的實驗雖然準確地測定了空氣中氧氣的含量，但實驗裝置和操作比較復(fù)雜。我們能不能設(shè)計一個簡單易行的實驗來測定空氣中氧氣的含量呢？”2.引導(dǎo)學(xué)生思考實驗原理，選擇合適的藥品和裝置。（1）講解實驗原理：利用紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使容器內(nèi)壓強減小，在大氣壓的作用下，水進入容器，進入容器內(nèi)水的體積即為空氣中氧氣的體積。教師講解：“我們可以選擇一種能在空氣中燃燒且只與氧氣反應(yīng)的物質(zhì)，如紅磷。紅磷燃燒時會消耗空氣中的氧氣，生成五氧化二磷固體，這樣容器內(nèi)的壓強就會減小。在大氣壓的作用下，水就會進入容器，進入容器內(nèi)水的體積就相當(dāng)于空氣中氧氣的體積?！保?）討論選擇藥品的依據(jù)：藥品要能在空氣中燃燒，只與氧氣反應(yīng)，且生成物不能是氣體。教師提問：“為什么我們選擇紅磷作為藥品呢？能不能用木炭、硫粉等物質(zhì)代替紅磷呢？”學(xué)生思考并回答：“紅磷能在空氣中燃燒，只與氧氣反應(yīng)，且生成的五氧化二磷是固體，不會影響實驗結(jié)果。而木炭、硫粉燃燒后會生成氣體，會彌補消耗氧氣的體積，導(dǎo)致實驗結(jié)果不準確?！保?）展示實驗裝置，介紹各部分的名稱和作用。教師展示實驗裝置，并講解：“這是集氣瓶，里面裝有一定量的水，用于吸收紅磷燃燒生成的五氧化二磷。這是燃燒匙，用于盛放紅磷。這是導(dǎo)管，連接集氣瓶和燒杯。這是彈簧夾，用于控制氣體的進出?！?.進行實驗操作，讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象并記錄。（1）檢查裝置的氣密性。教師操作并講解：“在進行實驗之前，我們要先檢查裝置的氣密性。方法是將導(dǎo)管的一端放入水中，用手緊握集氣瓶外壁，如果導(dǎo)管口有氣泡冒出，說明裝置氣密性良好?！保?）在燃燒匙中加入過量的紅磷，點燃后迅速伸入集氣瓶中，塞緊橡皮塞。教師操作并提醒學(xué)生觀察現(xiàn)象：“大家注意觀察，紅磷燃燒時會發(fā)出黃色火焰，產(chǎn)生大量的白煙?！保?）待紅磷熄滅并冷卻至室溫后，打開彈簧夾。教師操作并引導(dǎo)學(xué)生觀察：“現(xiàn)在我們打開彈簧夾，大家看，水進入集氣瓶，并且大約占集氣瓶容積的五分之一?！?.分析實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論。（1）引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么水會進入集氣瓶？進入集氣瓶內(nèi)水的體積與空氣中氧氣的含量有什么關(guān)系？教師提問：“同學(xué)們，從實驗現(xiàn)象我們可以看到水進入了集氣瓶，這是為什么呢？進入集氣瓶內(nèi)水的體積與空氣中氧氣的含量有什么關(guān)系呢？”學(xué)生思考并回答：“紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，使集氣瓶內(nèi)壓強減小，在大氣壓的作用下，水進入集氣瓶。進入集氣瓶內(nèi)水的體積就相當(dāng)于空氣中氧氣的體積。”（2）總結(jié)實驗結(jié)論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的五分之一。教師總結(jié)：“通過這個實驗，我們可以得出結(jié)論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的五分之一。”5.進行誤差分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。（1）提出問題：在實驗過程中，可能會出現(xiàn)實驗結(jié)果偏大或偏小的情況，原因有哪些呢？教師提問：“同學(xué)們，在實驗過程中，我們可能會發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與理論值有一定的偏差，可能偏大也可能偏小。那么，造成這些誤差的原因有哪些呢？”（2）引導(dǎo)學(xué)生從藥品的用量、裝置的氣密性、實驗操作等方面進行分析。學(xué)生討論并回答：“實驗結(jié)果偏小的原因可能有：紅磷的量不足，沒有將空氣中的氧氣完全消耗；裝置的氣密性不好，有空氣進入集氣瓶；未冷卻至室溫就打開彈簧夾，集氣瓶內(nèi)氣體受熱膨脹，導(dǎo)致進入的水的體積偏小。實驗結(jié)果偏大的原因可能有：點燃紅磷后伸入集氣瓶的速度過慢，導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)部分空氣受熱膨脹逸出；彈簧夾沒有夾緊，在紅磷燃燒時部分空氣從導(dǎo)管逸出?！彼摹⒖諝獾慕M成和用途（8分鐘）1.介紹空氣的主要成分及其體積分數(shù)。教師講解：“通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的五分之一。實際上，空氣的成分按體積計算，大約是：氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%?！?.結(jié)合圖片和視頻，介紹空氣中各成分的性質(zhì)和用途。（1）氮氣教師展示氮氣在食品包裝、化工生產(chǎn)等方面的應(yīng)用圖片，并講解：“氮氣是一種無色、無味的氣體，化學(xué)性質(zhì)不活潑。它的用途非常廣泛，在食品包裝中充入氮氣，可以防止食品腐敗變質(zhì)；在化工生產(chǎn)中，氮氣是制造氮肥、炸藥等的重要原料?！保?）氧氣教師展示氧氣在醫(yī)療急救、潛水、燃燒等方面的應(yīng)用圖片，并講解：“氧氣是一種無色、無味的氣體，能支持燃燒和供給呼吸。在醫(yī)療急救中，氧氣可以幫助病人呼吸；在潛水、登山等活動中，人們需要攜帶氧氣瓶來補充氧氣；在工業(yè)生產(chǎn)中，氧氣可以用于煉鋼、氣焊等?！保?）稀有氣體教師展示稀有氣體在霓虹燈、激光技術(shù)等方面的應(yīng)用圖片，并講解：“稀有氣體包括氦、氖、氬、氪、氙等氣體，它們都是無色、無味的氣體，化學(xué)性質(zhì)很不活潑。稀有氣體在通電時能發(fā)出不同顏色的光，因此可以用于制作霓虹燈；在激光技術(shù)中，稀有氣體也有重要的應(yīng)用。”（4）二氧化碳教師展示二氧化碳在光合作用、滅火等方面的應(yīng)用圖片，并講解：“二氧化碳是一種無色、無味的氣體，能溶于水，固體二氧化碳俗稱干冰，可用于人工降雨。二氧化碳是植物進行光合作用的原料之一；在滅火方面，二氧化碳可以隔絕空氣，起到滅火的作用。”3.強調(diào)空氣是一種寶貴的自然資源，我們應(yīng)該保護空氣。教師總結(jié)：“空氣是一種寶貴的自然資源，它為我們的生活和生產(chǎn)提供了必要的物質(zhì)條件。我們應(yīng)該保護空氣，減少空氣污染，讓我們生活的環(huán)境更加清新、美好?！蔽?、混合物和純凈物（5分鐘）1.給出混合物和純凈物的概念。教師講解：“像空氣這樣由兩種或兩種以上物質(zhì)混合而成的物質(zhì)叫做混合物，組成混合物的各種成分保持著它們各自的性質(zhì)。而只由一種物質(zhì)組成的物質(zhì)叫做純凈物，純凈物有固定的組成和性質(zhì)?！?.舉例說明混合物和純凈物，讓學(xué)生判斷常見物質(zhì)屬于混合物還是純凈物。教師舉例：“空氣、海水、糖水等都屬于混合物，氧氣、氮氣、二氧化碳等都屬于純凈物?！苯處熖釂枺骸巴瑢W(xué)們，你們能再舉一些混合物和純凈物的例子嗎？”學(xué)生思考并回答：“混合物：礦泉水、醬油等；純凈物：蒸餾水、高錳酸鉀等。”3.從分子、原子的角度理解混合物和純凈物的區(qū)別。教師講解：“從分子、原子的角度來看，混合物是由不同種分子或原子構(gòu)成的，而純凈物是由同種分子或原子構(gòu)成的。例如，空氣中含有氮氣分子、氧氣分子等不同種分子，所以空氣是混合物；氧氣是由氧分子構(gòu)成的，所以氧氣是純凈物?！绷?、課堂小結(jié)（2分鐘）1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括空氣成分的發(fā)現(xiàn)歷程、測定空氣中氧氣含量的實驗、空氣的組成和用途、混合物和純凈物的概念等。教師提問：“同學(xué)們，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了很多關(guān)于空氣的知識。誰能來總結(jié)一下本節(jié)課的主要內(nèi)容呢？”學(xué)生回答：“我們學(xué)習(xí)了拉瓦錫的實驗，知道了空氣是由氧氣和氮氣組成的；還做了測定空氣中氧氣含量的實驗，得出空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的五分之一；了解了空氣的組成成分和各成分的用途；學(xué)習(xí)了混合物和純凈物的概念。”2.強調(diào)本節(jié)課的重點和難點，鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)思考和探究。教師總結(jié)：“本節(jié)課的重點是空氣的組成成分和各成分的性質(zhì)與用途，以及測定空氣中氧氣含量的實驗。難點是測定空氣中氧氣含量實驗的設(shè)計原理和誤差分析，以及從分子、原子的角度理解混合物和純凈物的區(qū)別。希望同學(xué)們在課后能夠認真復(fù)習(xí)，加深對這些知識的理解和掌握。同時，也希望大家能夠關(guān)注身邊的空氣質(zhì)量，為保護我們的環(huán)境貢獻自己的一份力量?！弊鳂I(yè)設(shè)計1.完成教材第33頁的習(xí)題15題。2.查閱資料，了解空氣污染的現(xiàn)狀和防治措施，撰寫一篇500字左右的環(huán)保小論文。3.思考：如果用木炭代替紅磷進行測定空氣中氧氣含量的實驗，應(yīng)該如何改進實驗裝置和操作方法？板書設(shè)計2.1我們周圍的空氣