内容正文:
教学设计
课程基本信息
学科
化学
年级
九年级
学期
全一册
课题
跨学科实践活动3 揭秘“暖宝宝”
教学目标
知道暖宝宝的发热原理是铁粉与空气中的氧气、水发生缓慢氧化反应释放热量。
了解暖宝宝中各成分(铁粉、活性炭、氯化钠、水)的作用:铁粉是反应核心,活性炭吸附气体,氯化钠加速反应,水为反应提供介质。
能结合化学缓慢氧化和物理热量传递知识,解释暖宝宝发热及持续发热的过程。
重难点
1. 教学重点
暖宝宝的发热原理(铁粉的缓慢氧化反应)。
暖宝宝中各成分的作用及相互配合关系。
2. 教学难点
突破“跨学科知识融合理解”难点,避免孤立看待化学氧化反应和物理热量传递,能将两者结合,完整解释暖宝宝从反应到发热的整个过程。
能通过控制变量实验(如有无氧气、有无水)准确探究暖宝宝的发热条件,避免实验设计中变量控制不当或现象分析不全面,确保能通过实验现象归纳出发热的关键因素。
教学过程
一、导入新课(5分钟)
师:冬天来临,很多同学会用暖宝宝取暖——撕开包装后,暖宝宝能持续发热数小时,贴在衣服上就能带来温暖。大家有没有想过:暖宝宝为什么能发热?它里面藏着哪些“发热秘密”?今天我们就通过跨学科实践活动,一起揭秘暖宝宝的发热原理!
师:请同学们拿出准备好的未开封暖宝宝,先观察它的外观、包装特点,猜测它可能含有哪些成分,发热可能与什么有关。
设计意图:结合冬季取暖的生活场景,以暖宝宝的发热现象为切入点,引发学生的好奇心和探究欲,自然引出实践主题,同时初步培养观察与猜想能力。
二、新知探究(30分钟)
1. 暖宝宝成分拆解与观察(8分钟)
师:同学们先观察未开封暖宝宝的包装——它是密封的,且包装上有透气孔。接下来我们进行安全拆解:①小心撕开未开封的暖宝宝包装(注意不要接触内部粉末);②将内部粉末倒入干净的培养皿中,观察粉末的颜色、状态;③用磁铁靠近粉末,观察现象;④取少量粉末,加入适量蒸馏水,搅拌后观察溶解情况。
师:操作时要注意卫生,不要吸入粉末,实验后及时洗手。
学生活动:“暖宝宝成分观察”——学生分组操作,填写观察记录表(内容:包装特点、粉末颜色状态、磁铁吸引现象、溶解情况、初步猜想成分)。实验后小组讨论:①磁铁能吸引部分粉末,说明可能含有什么物质?②粉末加水后部分溶解,结合生活经验猜测还有哪些成分?教师巡视指导,随后全班交流,教师引导:磁铁吸引说明可能含铁粉,包装密封和透气孔提示发热可能与空气有关,结合化学知识猜测可能涉及氧化反应。
设计意图:通过安全拆解和观察,让学生初步感知暖宝宝的成分特点,为后续探究发热原理奠定基础,培养观察与初步推理能力。
2. 实验探究:暖宝宝发热条件与原理(15分钟)
师:结合成分观察和猜想,我们设计实验探究暖宝宝发热的条件。实验材料:暖宝宝粉末、培养皿、密封袋、温度计、蒸馏水、棉花。实验步骤:①组1:取适量暖宝宝粉末放入培养皿中,暴露在空气中,每隔2分钟用温度计测量粉末温度,记录数据;②组2:取等量暖宝宝粉末放入密封袋中,密封袋无透气孔,同样每隔2分钟测量温度;③组3:取等量暖宝宝粉末,加入少量蒸馏水搅拌均匀,暴露在空气中,每隔2分钟测量温度。
师:测量温度时要将温度计探头埋入粉末中,确保数据准确;对比三组实验的温度变化差异,分析发热与哪些因素有关。
学生活动:“发热条件探究实验”——学生分组完成不同实验组别,汇总全班数据,填写温度变化记录表(内容:组别、时间0min/2min/4min/6min温度、温度变化趋势)。实验后小组讨论:①哪组实验温度升高最明显?哪组几乎不升温?②暖宝宝发热需要哪些条件?结合化学知识,铁粉在什么情况下会发热?教师引导学生得出结论:暖宝宝发热是铁粉与空气中的氧气、水发生氧化反应(缓慢氧化),释放出热量,水和空气中的氧气是反应的必要条件,且水能加速反应。
设计意图:通过控制变量实验,让学生结合化学氧化反应和物理温度测量知识,探究暖宝宝发热的条件与原理,培养跨学科探究能力和数据分析能力。
3. 暖宝宝成分作用与实际应用分析(7分钟)
师:暖宝宝中除了铁粉,还含有活性炭、氯化钠、水等成分。它们的作用是:活性炭具有吸附性,能吸附氧气和水,为反应提供条件;氯化钠能加速铁粉的氧化反应(催化剂作用);水作为反应介质,促进反应进行。这些成分共同作用,让铁粉缓慢氧化释放热量,且发热持续时间较长。
师:结合暖宝宝的发热原理,思考它在生活中的应用注意事项:①为什么不能直接贴在皮肤上?②为什么开封后要尽快使用?
学生活动:“成分作用与应用讨论”——学生分组讨论上述问题,结合发热原理和物理热量传递知识(防止局部温度过高烫伤皮肤、开封后接触空气开始反应),每组派代表发言,教师点评补充,让学生理解成分作用与实际应用的联系。
设计意图:通过成分作用分析和应用讨论,让学生将化学原理与实际应用结合,深化对暖宝宝发热机制的理解,培养知识应用能力。
三、课堂小结(5分钟)
1. 知识回顾:师:今天我们通过跨学科实践,揭秘了暖宝宝的发热原理——它是利用铁粉与空气中的氧气、水发生缓慢氧化反应释放热量,活性炭、氯化钠等成分起到促进反应的作用;同时知道了发热需要氧气和水的参与,包装密封和透气孔是为了控制反应条件。
2. 拓展延伸:师:课后大家可以查阅资料,了解“自热米饭的发热包”与暖宝宝发热原理的异同,思考生活中还有哪些利用氧化反应放热的实例,下节课分享你的发现!
设计意图:梳理实践活动的核心知识,融合化学与物理跨学科内容,通过拓展延伸让学生将知识迁移到其他生活现象中,培养知识迁移与拓展思维能力。
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