第四单元实验活动2 水的组成及变化的探究（第一课时）教学设计---2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册

基于核心素养下“大单元”的课堂教学设计 ——以《实验活动2 水的组成及变化的探究（第一课时）》为例 课例名称: 实验活动2 水的组成及变化的探究（第一课时） 教学设计 本单元围绕 “自然界的水” 展开，旨在引领学生从化学视角深入认识水这一生活中常见却蕴含丰富化学奥秘的物质。在本单元中，“水的组成及变化的探究” 是核心实验活动。本课时作为第一课时，重点聚焦于通过实验探究水的组成，为后续理解水的性质、用途及水资源保护等内容奠定基础。通过本单元学习，期望学生构建起对水全面且系统的认知体系，形成化学学科独特的思维方式与研究方法，提升科学探究与实践能力，增强对水资源保护的责任感。 课时教学内容分析（含教材分析） 本课题位于人教版（2024）化学九年级上册第四单元，是在学生学习了化学基本实验操作、物质的变化和性质等基础知识之后，对一种具体物质 —— 水进行深入探究。水作为日常生活中最为常见的物质之一，学生对其已有一定的感性认识，但从化学学科角度深入探究水的组成，是学生认识物质的一次重要跨越。通过对水组成的研究，不仅能帮助学生建立 “通过化学变化探究物质组成” 的科学方法，而且为后续学习化学式、化学方程式等化学用语以及质量守恒定律等重要理论知识提供了具体的实例支撑，在整个初中化学知识体系中起着承上启下的关键作用。 课时学情分析 通过小学科学和中学物理课的学习以及日常生活经验的积累，学生对水并不陌生，知道水是常见物质，了解水的一些物理性质，如无色无味、常温下呈液态等，也知晓水在生活中的广泛用途。在化学学习方面，学生已经掌握了一些基本的化学概念，如物质的变化和性质、元素等，并且具备了一定的实验操作技能，能够进行简单的实验观察和记录。在之前学习元素概念时，学生了解到化学反应前后元素种类不变，这一知识将成为他们理解水组成探究实验的重要理论依据。 课时教学目标（需体现学科核心素养的培养） 化学观念：引导学生通过对氢气燃烧实验和电解水实验现象的观察与分析，从宏观层面认识水由氢、氧两种元素组成，建立 “物质由元素组成” 的基本观念；在微观视角下，借助对水电解过程的微观模拟，理解化学变化中分子的破裂与原子的重新组合，深化 “化学变化的本质是原子的重新组合” 这一观念，体会宏观现象与微观本质的内在联系。 科学思维：在实验探究过程中，鼓励学生基于实验现象进行证据推理。例如，依据氢气燃烧产生水雾、电解水时正负极产生不同气体且体积比固定等现象，推理得出水的组成元素，培养逻辑思维能力；通过构建水分子的微观模型，帮助学生将抽象的微观概念具象化，提升模型建构思维，学会从宏观、微观、符号相结合的独特视角探究物质及其变化规律。 科学探究与实践：组织学生亲身体验氢气燃烧实验和电解水实验，让学生在实验操作中熟悉实验仪器的使用，掌握实验基本技能，提升动手实践能力；引导学生自主观察实验现象、记录实验数据，并对数据进行分析处理，培养以实验为基础的科学探究能力；在小组合作完成实验的过程中，促进学生间的沟通交流，锻炼团队协作解决问题的能力。 科学态度与责任：在实验教学中，强调实验操作规范和安全注意事项，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度；通过介绍人类对水组成的探索历程，让学生了解科学发展的曲折性，体会科学家们勇于质疑、不断探索的科学精神；同时，引导学生关注水在自然界中的重要地位以及当前水资源面临的问题，增强保护水资源的社会责任感。 课时教学重点、难点 氢气燃烧实验和电解水实验的实验现象观察、分析以及实验操作技能的培养。通过对这两个实验的深入探究，让学生直观地感受到水在不同条件下的变化，为推导水的组成提供有力的实验依据。 认识水的组成，理解水是由氢元素和氧元素组成的化合物。这是本课时的核心知识，是学生建立对水的科学认识的基础，也是后续学习化学知识的重要基石。 体验科学家探究水组成的过程和方法，培养学生科学探究的思维和能力。让学生了解科学研究并非一蹴而就，而是通过不断的实验探索、观察分析和推理总结得出结论，从而培养学生勇于探索、实事求是的科学精神。 课时教学过程 （一）任务一：回顾历史，引入课题 教师活动：展示古代 “五行说”“四元素说” 中关于水的记载资料，提问学生：“在古人眼中，水是一种怎样的存在？随着科学的发展，我们现在对水的认识又有了哪些变化？” 引导学生思考人类对水认识的演变过程。 学生活动：阅读资料，回顾之前所学关于水的知识，积极思考并回答问题，初步认识到从古代认为水是一种基本元素到现代通过科学实验探究水的组成的观念转变。 设计意图：通过介绍化学史，激发学生的学习兴趣和探究欲望，让学生了解科学认识是不断发展和完善的过程；同时，引导学生回顾已有知识，为新课学习做好铺垫，自然地引入本节课探究水组成的主题。 （二）任务二：氢气燃烧实验探究 教师活动：讲解氢气的发现史，简单介绍氢气的物理性质（如无色无味、密度比空气小等），强调氢气具有可燃性。演示氢气燃烧实验（实验 4 - 4），在实验过程中，提醒学生注意观察氢气燃烧的火焰颜色、是否有热量放出以及烧杯内壁的现象。实验结束后，引导学生分析实验现象，提问：“氢气燃烧生成了什么物质？从元素组成的角度分析，你能得出什么结论？” 学生活动：认真观察实验现象，记录氢气燃烧产生淡蓝色火焰，放出大量热，烧杯内壁凝结有水雾。思考教师提出的问题，结合化学反应前后元素种类不变的知识，推导出氢气燃烧生成了水，且水是由氢元素和氧元素组成的。 设计意图：让学生了解氢气的相关知识，为探究水的生成实验做准备。通过观察氢气燃烧实验现象，培养学生的观察能力和分析推理能力，使学生初步从实验现象中获取关于水组成的信息，运用元素守恒思想得出水由氢、氧元素组成的结论，同时体会化学实验在探究物质组成中的重要作用。 （三）任务三：电解水实验探究 教师活动：介绍电解水实验装置的组成及各部分作用，演示电解水实验。在实验过程中，引导学生观察与电源正、负极相连的玻璃管内气体产生的速率、体积变化等现象，并提醒学生注意实验操作规范和安全事项。实验结束后，组织学生用燃着的木条分别检验正、负极产生的气体，观察检验现象。随后，提出问题：“水通电后发生了什么变化？根据实验现象，你能确定水的组成元素吗？为什么？” 引导学生对实验现象进行深入分析。 学生活动：仔细观察电解水实验现象，记录与电源正极相连的玻璃管内气体产生速率较慢，体积较小；与电源负极相连的玻璃管内气体产生速率较快，体积较大，负极与正极产生的气体体积比约为 2∶1。在教师指导下，用燃着的木条检验气体，观察到正极产生的气体使燃着的木条燃烧更旺，确定为氧气；负极产生的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，确定为氢气。根据实验现象和元素守恒知识，思考并回答水通电后发生了化学变化，生成了氢气和氧气，因为氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，所以水是由氢、氧两种元素组成的。 设计意图：通过演示电解水实验，让学生亲身体验水的分解过程，培养学生的实验观察能力和动手操作能力。引导学生对实验现象进行分析推理，强化学生运用证据推理得出科学结论的思维能力，进一步加深学生对水由氢、氧元素组成的认识，同时让学生理解电解水是探究水组成的重要方法，体会科学探究的严谨性和逻辑性。 （四）任务四：微观视角分析水的电解过程 教师活动：利用多媒体动画展示水通电分解的微观过程，从水分子在通电条件下分裂成氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合形成氢气分子和氧气分子的角度进行详细讲解。讲解过程中，结合动画画面，提问学生：“在水的电解过程中，分子和原子发生了怎样的变化？这个过程体现了化学变化的本质是什么？” 引导学生从微观层面理解水的电解过程和化学变化的本质。 学生活动：观看多媒体动画，认真倾听教师讲解，观察微观粒子的变化过程。思考教师提出的问题，回答在水的电解过程中，水分子分解为氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合形成新的分子；这个过程体现了化学变化的本质是分子破裂、原子重新组合。 设计意图：借助多媒体动画的直观优势，将抽象的微观过程形象化，帮助学生突破从微观角度理解水的电解过程这一难点。通过对微观过程的分析，深化学生对化学变化本质的理解，培养学生从微观视角认识物质及其变化的科学思维，建立宏观现象与微观本质之间的联系。 （五）任务五：总结归纳，构建探究物质组成的思路 教师活动：引导学生回顾氢气燃烧实验和电解水实验，提问：“通过这两个实验，我们是如何探究出水的组成的？在探究物质组成时，我们可以从哪些方面入手？” 组织学生进行小组讨论，然后请小组代表发言，最后教师进行总结归纳，构建出通过物质的化学变化，依据化学反应前后元素种类不变，从宏观现象和微观本质两个角度探究物质组成的一般思路和方法。 学生活动：积极参与小组讨论，回顾实验过程和结论，思考探究物质组成的方法。小组代表发言，阐述本小组对探究水组成过程的理解以及对探究物质组成方法的认识。认真倾听教师总结，理解并初步掌握探究物质组成的一般思路和方法。 设计意图：通过总结归纳，帮助学生梳理本节课的重点知识，加深对水组成探究过程的理解。引导学生构建探究物质组成的一般思路和方法，培养学生的归纳总结能力和知识迁移能力，为学生今后探究其他物质的组成提供方法指导，提升学生的科学探究素养。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$