3.4《空气的成分》 教学设计-2025-2026学年科学六年级下册大象版

六年级下册科学第三单元《物质的变化》 第4课《空气的成分》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》“物质的结构与性质”核心概念的教学要求，聚焦“科学观念、科学思维、探究实践、态度责任”四大核心素养，以“探究空气的成分”为驱动，引导学生经历“提出问题—蜡烛燃烧实验—空气成分探究—红磷燃烧实验分析”的完整科学探究流程，在实验观察与资料分析中构建空气成分的科学认知，同时渗透科学史教育与碳中和环保意识，实现科学知识、探究能力与科学态度的融合培养。 二、教材分析 本课是大象版小学科学六年级下册第三单元《物质的变化》的第4课，是单元物质变化探究的拓展课，聚焦空气这一常见物质的成分。教材以“铁生锈与氧气有关”为切入点，引导学生提出关于空气中氧气的问题；随后通过蜡烛燃烧与澄清石灰水的对比实验，探究燃烧产生的气体；再通过拉瓦锡实验的科学史资料，引导学生了解空气成分的发现过程；最后通过红磷燃烧实验的原理介绍，帮助学生理解空气中氧气含量的测定方法。教材以实验与科学史结合的方式，层层递进，既帮助学生建立了空气成分的系统认知，也为后续学习物质与氧气的反应奠定了基础。 三、学情分析 六年级学生已具备一定的生活经验，知道空气是人类生存必需的物质，也了解氧气、二氧化碳等气体的名称，但尚未形成空气成分的系统认知，对空气是混合物、主要成分的体积占比缺乏了解。学生已通过前几课的学习，具备一定的实验操作、现象观察和资料分析能力，对燃烧实验充满兴趣，但对红磷燃烧测定氧气含量的原理理解存在难度。同时，学生对科学史的了解较少，适合通过“情境导入—实验探究—科学史学习—原理分析”的方式，引导学生主动构建科学概念，培养科学探究能力与科学精神。 四、教学目标 1.科学观念：知道空气是由多种气体组成的混合物，主要成分是氮气和氧气；了解氧气约占空气总体积的21%，氮气约占78%，还有少量二氧化碳和其他气体；知道蜡烛燃烧会消耗氧气并产生二氧化碳。 2.科学思维：能通过蜡烛燃烧实验现象，推理燃烧消耗氧气并产生二氧化碳；能通过分析拉瓦锡实验和红磷燃烧实验，理解空气成分的探究方法，提升逻辑推理与科学归纳能力。 3.探究实践：能小组合作完成蜡烛燃烧与澄清石灰水的对比实验，观察并记录实验现象；能通过资料学习，梳理空气成分的发现过程，提升实验操作、现象观察与信息整理能力。 4.态度责任：感受科学探究的严谨性，体会科学发现的曲折过程，养成尊重事实、大胆质疑的科学态度；了解碳中和的概念，树立保护大气环境的环保意识。 五、教学重难点 教学重点：通过蜡烛燃烧实验，探究燃烧消耗氧气并产生二氧化碳；了解空气的主要成分及体积占比，认识空气是混合物。 教学难点：理解红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验原理；体会科学发现过程中严谨求证、不断改进的科学精神。 六、教学准备 1.多媒体课件：空气成分介绍视频、蜡烛燃烧实验操作动画、拉瓦锡实验科学史资料、红磷燃烧实验原理动画、碳中和科普视频。 2.探究材料：学生分组实验材料（蜡烛、广口瓶、火柴、玻璃片、澄清石灰水、烧杯）；教师演示材料（红磷燃烧实验装置模型、空气成分示意图）。 3.前置准备：提前布置学生查阅空气成分的相关资料，了解空气中有哪些气体。 七、教学过程 （一）情境导入，提出关于空气的问题（5分钟） 师：同学们，上课！前几课我们知道铁生锈需要空气中的氧气和水，物体燃烧也需要氧气，我们呼吸也离不开空气中的氧气。那关于空气中的氧气，我们还知道些什么？空气里除了氧气，还有其他气体吗？请大家结合自己的生活经验和课前收集的资料，提出关于空气成分的问题。 （学生小组讨论交流） 师：谁来说说你的发现？ 生1：我知道我们呼吸需要吸入氧气，呼出二氧化碳，所以空气里有氧气和二氧化碳。 师：这是我们呼吸作用涉及的气体，说得非常对！ 生2：我知道物体燃烧需要氧气，没有氧气就会熄灭，蜡烛燃烧的时候会消耗氧气，那燃烧之后会产生什么气体呢？ 师：你提出了一个很好的探究问题，蜡烛燃烧后会产生新的气体吗？ 生3：我查资料知道空气里大部分是氮气，还有氧气和其他气体，氮气不支持燃烧，也不能供我们呼吸。 师：你已经了解了空气的主要成分，非常棒！ 师：大家提出了很多关于空气的问题，今天我们就一起来探究《空气的成分》，通过实验和资料，揭开空气的神秘面纱。（板书课题：空气的成分） （二）实验探究，蜡烛燃烧与澄清石灰水（12分钟） 师：首先我们来做一个实验，看看蜡烛燃烧会产生什么现象，以及燃烧后瓶内的气体有什么变化。请大家看课本里的实验步骤，我们一起来完成实验。 师：实验步骤是： 步骤1：将燃烧的蜡烛放入①号广口瓶中，观察现象。 步骤2：蜡烛熄灭后，在①号广口瓶中缓缓注入澄清石灰水，轻轻摇晃，观察现象。 步骤3：在②号空的广口瓶中缓缓注入澄清石灰水，轻轻摇晃，观察现象。 师：在实验开始前，老师先强调安全事项：使用燃烧的蜡烛时要注意防止烫伤，澄清石灰水有腐蚀性，不要沾到皮肤上。现在请大家以小组为单位，按照步骤完成实验，边实验边填写实验记录表。 （学生小组实验，教师巡视指导） 师：好，实验结束！哪个小组来说说你们的实验现象和分析？ 组1：步骤1中，蜡烛在广口瓶里燃烧，过了一会儿就熄灭了，说明蜡烛燃烧消耗了瓶里的氧气，氧气用完了，蜡烛就灭了。 组2：步骤2中，往①号瓶里注入澄清石灰水，摇晃后石灰水变浑浊了；步骤3中，往空的②号瓶里注入澄清石灰水，石灰水没有变浑浊。这说明蜡烛燃烧产生了二氧化碳，二氧化碳能让澄清石灰水变浑浊，而空气里的二氧化碳含量很少，所以②号瓶里的石灰水不变浑浊。 师：大家的观察和分析都非常准确！我们来整理一下实验现象： 步骤 实验现象 结果分析 步骤1 蜡烛燃烧一段时间后熄灭 燃烧消耗了瓶内的氧气 步骤2 ①号瓶中澄清石灰水变浑浊 蜡烛燃烧产生了二氧化碳 步骤3 ②号瓶中澄清石灰水不变浑浊 空气中二氧化碳含量极少 师：通过这个实验，我们验证了蜡烛燃烧会消耗氧气，同时产生二氧化碳，这也说明空气里含有氧气和二氧化碳两种气体。 （三）搜集证据，空气成分的发现（10分钟） 师：空气里除了氧气和二氧化碳，还有其他气体吗？请大家阅读课本里的资料，了解空气成分的发现过程。 （学生阅读课本资料，教师巡视指导） 师：谁来说说你了解到的空气成分发现过程？ 生1：1774年，化学家普利斯特利发现了氧气，蜡烛在氧气里燃烧得更旺，老鼠呼吸氧气更活跃。 生2：后来拉瓦锡做了实验，把汞和空气加热，消耗掉了大约1/6的空气，这种气体就是氧气，剩下的气体不支持燃烧也不能呼吸，是氮气。 生3：科学家经过进一步研究，发现空气是混合物，干燥的空气中，氮气约占78%，氧气约占21%，还有1%的其他气体，二氧化碳约占0.03%。 师：大家梳理得非常全面！我们来看空气成分示意图，氮气约占78%，氧气约占21%，其他气体（包括二氧化碳、稀有气体等）约占1%。拉瓦锡的实验虽然有误差，但他通过定量的方法研究空气成分，是科学史上的重要突破。 师：大家再看课本里的小贴士，科学研究既要尊重史实，也要大胆质疑、小心求证，不迷信权威，这种科学精神值得我们学习。 （四）拓展分析，红磷燃烧测定氧气含量（8分钟） 师：科学家通过实验发现氧气约占空气体积的21%，那怎么用实验来测定空气中氧气的含量呢？请大家阅读课本里的红磷燃烧实验资料，了解实验原理和步骤。 （学生阅读资料，教师巡视指导） 师：谁来说说红磷燃烧实验的原理？ 生：红磷燃烧会消耗氧气，生成固体的五氧化二磷，集气瓶里的空气减少，压强变小，水就会被压进集气瓶里，进入的水的体积就是消耗的氧气的体积，这样就能测出氧气占空气的体积百分比了。 师：说得非常对！我们来看实验装置，红磷在集气瓶里燃烧，消耗氧气，生成固体，瓶内压强减小，烧杯里的水就会沿着导管进入集气瓶，进入的水的体积大约占集气瓶体积的1/5，这就说明氧气约占空气体积的20%左右，和我们之前了解的21%基本一致。 师：大家再看实验的注意事项，红磷燃烧会产生有毒物质，实验时要注意安全，不能直接接触或闻气味。 （五）拓展阅读，碳中和的概念（3分钟） 师：空气中的二氧化碳虽然含量很少，但对地球的环境有很大影响。请大家阅读课本里的碳中和资料，了解什么是碳中和。 生：碳中和是指一定时间内，地球上排出的二氧化碳和吸收的二氧化碳总量相等，大气中的二氧化碳含量就基本保持稳定。绿色植物能吸收二氧化碳，放出氧气，海水也能固定二氧化碳。 师：说得非常对！如果二氧化碳含量增加，会加剧温室效应，导致全球变暖。所以我们要保护绿色植物，减少二氧化碳排放，为实现碳中和贡献自己的力量。 （六）全课小结，情感升华（2分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起通过蜡烛燃烧实验，探究了燃烧消耗氧气并产生二氧化碳；通过阅读科学史资料，了解了空气的主要成分是氮气和氧气，知道了空气是混合物；还学习了红磷燃烧测定氧气含量的实验原理，了解了碳中和的概念。希望大家能保持科学探究的热情，学习科学家严谨求证的精神，同时树立保护大气环境的意识，让我们的空气更清新！ 八、板书设计 空气的成分 1.蜡烛燃烧实验： 现象：蜡烛熄灭（消耗氧气）+ 石灰水变浑浊（产生二氧化碳） 结论：燃烧消耗氧气，产生二氧化碳 2.空气的成分（体积占比）： 氮气：约78%（不支持燃烧，不可呼吸） 氧气：约21%（支持燃烧，供呼吸） 其他气体（二氧化碳、稀有气体等）：约1% 3.空气是混合物 → 科学史：普利斯特利发现氧气，拉瓦锡定量研究 4.拓展：碳中和，减少二氧化碳排放 九、教学反思 本节课以“实验探究+科学史学习”为核心，通过“情境导入—蜡烛燃烧实验—空气成分发现—红磷实验分析—碳中和拓展”的流程，完整落实了科学探究的环节，学生在实验操作、资料分析和原理理解的过程中，主动构建了空气成分的科学认知，实验探究能力和科学思维得到了充分锻炼。教学中通过对比实验和科学史资料，让学生直观认识到空气是混合物，同时渗透了科学精神和环保意识教育，达成了四大核心素养目标。 但教学中仍存在不足：一是红磷燃烧实验无法在课堂上实际操作，部分学生对实验原理的理解不够深入，后续可补充模拟实验视频，帮助学生更直观地理解；二是对空气成分中其他气体的介绍不够充分，可补充稀有气体的用途，丰富学生的认知；三是碳中和的拓展讨论不够深入，可增加生活中减少二氧化碳排放的实例，引导学生将环保意识落实到行动中。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $