3.1空气与氧气（教学设计）-2024-2025学年浙教版八年级下册科学

教学设计 课程基本信息 授课老师 授课班级 班级人数 课题 空气与氧气 教学目标 （1）科学观念：理解空气的组成及其各成分的比例，掌握氧气、氮气等常见气体的基本性质和用途，形成对空气成分的科学认知。 （2）科学思维：通过实验探究空气的组成，学会观察、分析实验现象，并能自主得出实验结论，培养逻辑推理和问题解决能力。 （3）探究实践：掌握测定空气中氧气含量的实验原理和操作步骤，能够设计并改进实验方案，提升实验操作和探究能力。 （4）态度责任：激发学生对科学探究的兴趣，培养合作精神和严谨的科学态度，体验探究成功的乐趣，增强对科学知识的责任感。 教学重难点 （1）掌握空气的组成及其各成分的体积分数，理解氧气、氮气等常见气体的性质和用途。 （2）理解并掌握测定空气中氧气含量的实验原理、装置及误差分析，能够运用实验现象推导结论。 教学内容 （1）本节课的主要教学内容是关于空气的组成及其各成分的作用。学生将通过一系列实验和观察，深入了解空气中的不同气体及其在日常生活和工业应用中的重要性。 （2）本节课主要介绍了空气中的主要成分，包括氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气等，以及它们在空气中的比例和用途。通过实验，学生将学习如何测定空气中的氧气含量，并理解实验过程中可能产生的误差原因。 （3）通过学习本节课，学生不仅能掌握空气的基本组成和各组分的性质，还能培养科学探究的能力。例如，通过实验探究，学生可以学会观察和分析实验现象，从而自主得出结论。此外，课程还旨在激发学生对科学的兴趣，培养团队合作精神和批判性思维能力，让学生体验到探索科学的乐趣。 教学过程 一、导入新课 老师：同学们，我们每天呼吸的空气看似简单，其实里面包含了许多成分。今天我们就来一起探索空气的组成及其重要性。请大家回忆一下，你们知道空气中有哪些主要气体吗？ （生：氧气） （生：氮气） （生：二氧化碳） 老师：非常好！大家已经知道了空气中的主要气体有氧气、氮气和二氧化碳。那么这些气体在空气中的比例是多少呢？它们各自有什么用途呢？接下来我们通过一系列实验来探究这些问题。 二、讲授新课 （一）空气的成分 实验验证空气中的二氧化碳 老师：大家还记得前置作业中用吸管把呼出的气体吹入澄清石灰水中，石灰水会变得怎么样吗？ （生：变浑浊） 老师：非常正确。这是因为呼出的气体中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。那么我们如何验证空气中有二氧化碳呢？ 实验：活动一 用打气筒把空气压进澄清石灰水中。 观察石灰水是否变浑浊。 记录实验结果。 老师：现在请同学们开始实验。（学生动手实验） 教师提示：注意观察石灰水变浑浊的速度，并记录下来。 老师：大家观察到石灰水变浑浊了吗？变浑浊的速度怎么样？ （生：变浑浊了，速度较慢） 老师：这说明空气中确实含有二氧化碳，但含量较少。为什么速度较慢呢？ （生：因为二氧化碳在空气中的含量较低） 老师：很好，二氧化碳在空气中的比例大约是 0.04%。 实验验证空气中的水蒸气 老师：接下来我们验证空气中的另一种成分 —— 水蒸气。请同学们回想前置作业中设计的实验方法。 活动二： 交流前置作业 2 中的方法。（生：用无水硫酸铜粉末进行实验） 比较无水硫酸铜粉末的变化。（生：无水硫酸铜粉末变成蓝色） 无水硫酸铜粉末变成蓝色说明什么？ （生：说明空气中有水蒸气） 老师：很好，白色硫酸铜粉末遇到水蒸气会变成蓝色，这证明了空气中含有水蒸气。这个变化说明了什么呢？ （生：空气中的水蒸气会使无水硫酸铜粉末变色） 老师：对，这也说明了空气中水分的存在。水蒸气在空气中的比例大约是 0.03%。 验证氧气的存在 老师：下面我们来验证空气中的氧气。我们知道氧气能使带火星的木条复燃，具有助燃性。那么我们如何验证这一点呢？ 实验：活动三 取一瓶空气和一瓶氧气。 拿着一根燃着的木条先后快速插入集气瓶中。 观察木条在两个集气瓶中燃烧的剧烈程度。 老师：现在请同学们开始实验。（学生动手实验） 老师：大家观察到了什么现象？ （生：木条在氧气中燃烧得更剧烈） 老师：这说明氧气具有助燃性，并且氧气的纯度越高，燃烧越剧烈。氧气在空气中的比例大约是 21%。 （二）测定空气中氧气的体积分数 实验装置与步骤 老师：下面我们通过实验来测定空气中氧气的体积分数。请同学们观察实验装置。 活动四： 观察集气瓶中水面以上空气被分成了 5 等份。 试着用手打开导管上的夹子，观察烧杯中的水会不会进入集气瓶。 用夹子夹住橡皮管，拿出瓶塞把燃烧匙放到酒精灯火焰上点燃红磷，然后立即塞紧瓶塞并按住瓶塞。 观察到的现象是______，触摸瓶子用手感受实验还有什么现象。 猜想并与老师讨论：步骤 4 中打开夹子后将会看到什么现象？ 火焰熄灭冷却后，打开导管上的夹子，出现的现象是__________________________；集气瓶内水位变化______________。 消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为________，本实验说明：______________。 老师：现在请同学们开始实验。（学生动手实验） 老师：大家观察到什么现象？集气瓶内的水位变化了多少？ （生：水进入了集气瓶，水位上升约 1/5） 老师：这说明空气中氧气的体积约占空气总体积的 1/5。为什么会出现这样的结果？ （生：因为氧气被消耗了，而其他气体如氮气不参与反应） 思考与讨论 老师：如果实验室没有红磷只有木炭，用木炭来做实验，结果如何？你有改进方案吗？ （生：木炭燃烧生成的是二氧化碳气体，不能用于测定氧气的体积分数） 老师：很好。木炭燃烧生成二氧化碳气体，不会使瓶内压力降低，所以不能用于这个实验。我们可以选择其他能完全消耗氧气而不产生气体的物质，如铁粉。铁粉燃烧生成氧化铁，可以达到同样的效果。 误差分析 老师：我们在实验中发现，气体减少体积往往小于 1/5。为什么会出现这样的现象？ 学生们进行讨论。 老师：可能的原因包括红磷量不足、装置漏气、未完全冷却等。我们需要确保实验条件的严格控制才能得到准确的结果。例如，红磷量要足够多，装置要密封良好，实验结束后要充分冷却。 （三）空气的利用 主要成分及用途 老师：阅读课本 p71-p72 的内容，了解空气中各主要气体的性质和用途。 摘取原文内容： 大量实验测定表明，空气中各成分的体积大约：占 78% 的是氮气；占 21% 的是氧气；占 0.93% 的是稀有气体；占 0.04% 的是二氧化碳；占 0.03% 的是水蒸气。 氧气的用途有供给呼吸和支持燃烧。 氮气是一种无色、无味、不易与其他物质反应的气体，可以延长灯泡的寿命、食品的防腐、保鲜。氮气的用途还有制造化肥、炸药、冷冻剂。 稀有气体都是没有颜色、没有气味，性质稳定的气体，曾被称做 “惰性气体”。 稀有气体的用途有：（l）作为保护气：焊接金属时用来隔绝空气；灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；（2）制成多种光源，如航标灯、强照明灯、霓虹灯等；（3）用于激光技术或医疗麻醉。 三、课堂小结 老师：通过今天的实验，我们了解了空气的主要成分及其各自的用途。大家对空气的组成有了更直观的认识。空气中氧气的体积约占空气总体积的 1/5，而氮气约占 78%，这两者在我们的生活中发挥着重要作用。希望同学们能够将今天所学的知识应用于实际生活中，进一步培养科学探究的兴趣和能力。另外，我们还学习了如何通过实验来验证空气中的各种成分，希望大家能够继续深入思考，探索更多的科学奥秘。 学科网（北京）股份有限公司 $$