2.1我们周围的空气（第2课时）教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦“我们周围的空气”，核心知识点涵盖拉瓦锡实验原理、空气组成及各成分性质用途、混合物与纯净物概念。通过谜语导入结合历史视角，从小学对空气的定性认识过渡到定量研究，搭建新旧知识融合的认知支架。 资料特色在于以科学史重现拉瓦锡实验为线索，引导学生体验科学探究过程，培养科学探究与实践能力。强调“性质决定用途”的化学观念，通过空气成分性质与用途的关联分析，发展证据推理的科学思维。为教师提供完整教学路径，助力学生形成化学观念和科学思维。

教学基本信息 教师信息 姓名+手机号 课题 我们周围的空气 课型 新授课 教材 人教版九年级化学上册 授课年级 九年级 教学设计 1. 指导思想和理论依据 本课教学设计主要依据以下教育理论和课程标准要求： （1）《义务教育化学课程标准（2022年版）》要求：化学课程应注重培养学生的核心素养，包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任。本课以“空气组成”为载体，通过拉瓦锡实验的历史重现，落实“证据推理与模型认知”核心素养的发展目标。 （2）建构主义学习理论：皮亚杰的认知发展理论认为，学生的学习是在已有经验基础上主动建构知识的过程。本课从学生小学阶段对空气的定性认识出发，通过认知冲突激发探究欲望，引导学生在新旧知识的冲突与融合中主动建构“空气由多种气体组成”的定量认识，体现了建构主义“同化—顺应”的学习机制。 （3）科学探究理论：波普尔的“证伪主义”和库恩的“科学革命”理论强调，科学知识的获得是一个不断提出假设、检验假设、修正假设的过程。本课通过重现拉瓦锡从定性到定量的研究历程，让学生体验科学探究的完整过程，理解科学知识的暂时性和可修正性，培养严谨求实的科学态度。 （4）概念建构理论：奥苏贝尔的有意义学习理论认为，新知识的获得需要与已有认知结构建立实质性联系。本课在拉瓦锡实验和空气组成数据的基础上，引导学生建立混合物和纯净物的概念，实现从具体到抽象的概念建构。 2.教学内容分析 本课是人教版九年级化学上册第二单元课题1“我们周围的空气”的第一课时。本课题在教材中处于承上启下的重要地位：一方面，学生在小学科学课中已对空气有初步的定性认识（空气存在、空气占据空间等），本课将引导学生从定性认识走向定量研究；另一方面，本课题所学的空气组成、混合物与纯净物等概念，是后续学习氧气、氮气等具体物质性质的基础，也是构建“物质分类”观念的起点。本课内容涵盖三个核心板块：（1）通过拉瓦锡实验，了解空气的组成，理解拉瓦锡实验的原理和结论；（2）了解空气中各成分的体积分数及各成分的性质和用途；（3）建立混合物和纯净物的概念，学会对物质进行分类。其中，理解拉瓦锡实验原理并认识空气的组成是本课的核心主线。 3. 学情分析 （1）已有经验：学生在小学科学课中已知道空气是一种无色无味的气体，知道空气占据空间、有质量等，对空气有初步的定性认识。在日常生活中，学生也知道氧气能供给呼吸、支持燃烧，氮气可用作保护气等常识。（2）知识基础：学生已初步接触化学变化与物理变化的概念，知道燃烧是化学变化，但对燃烧消耗什么物质尚不明确。（3）认知障碍：学生对空气中各成分的具体含量缺乏定量认识，容易将“空气是混合物”等同于“空气只有氧气和氮气”；对混合物和纯净物的概念区分缺乏系统思维。（4）发展点：学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，需要通过实验现象的直观观察和原理的理性分析，逐步建立“宏观—微观—符号”三重表征的化学思维方式。 4. 教学思路 本课以“理解拉瓦锡实验原理→认识空气组成→建立混合物与纯净物概念”为整体教学主线，遵循“历史重现—原理提炼—数据认知—概念建构”的认知路径展开教学。首先，通过介绍拉瓦锡实验的历史背景和操作过程，引导学生理解其实验原理（利用汞与氧气反应消耗密闭容器中的氧气，通过体积变化测定氧气含量），体会定量研究在化学学科中的重要性。其次，在理解拉瓦锡实验原理的基础上，展示空气的完整组成及各成分的体积分数，了解各成分的性质和用途。最后，在实验结论和空气组成的基础上，引导学生建立混合物和纯净物的概念，完成从实验探究到概念建构的完整学习过程。 5. 教学目标 【大概念】空气是由多种气体组成的混合物，其中氧气约占空气总体积的1/5；物质的组成决定其性质，性质决定其用途。 【核心知识】（1）拉瓦锡实验的原理、过程和结论；（2）空气中各成分的体积分数：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.04%、其他气体和杂质0.03%；（3）氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳的主要性质和用途；（4）混合物和纯净物的定义及区分方法。 【化学观念】（1）物质是由元素组成的，空气是由氮元素、氧元素等多种元素组成的混合物；（2）物质具有多样性，可以根据组成分为混合物和纯净物两大类；（3）物质的结构决定性质，性质决定用途——如氮气化学性质不活泼，故可用作保护气；稀有气体通电时能发出不同颜色的光，故可用于霓虹灯。 【科学思维】（1）证据推理：能基于拉瓦锡实验的现象与数据，推理得出空气组成的结论；（2）模型认知：能理解“利用化学反应消耗密闭容器中某种气体，通过体积变化测定其含量”的实验模型；（3）分类思维：能依据混合物和纯净物的定义，对常见物质进行分类。 6. 教学重难点 教学重点：拉瓦锡实验的原理和结论；空气的组成及各成分的性质和用途；混合物和纯净物的概念及区分。 教学难点：理解拉瓦锡实验的原理；建立混合物和纯净物的概念并正确区分。 7. 教学方式和手段 （1）讲授法：用于介绍拉瓦锡实验的历史背景、空气组成及各成分性质用途等基础知识；（2）实验探究法：通过拉瓦锡实验的历史重现，引导学生理解实验原理；（3）讨论法：组织学生讨论拉瓦锡实验的优缺点、混合物与纯净物的区分等，培养批判性思维和分类思维；（4）多媒体辅助教学法：利用课件展示实验装置图、实验动画、空气组成数据等，增强直观性。 8. 教学资源 （1）多媒体课件（含拉瓦锡实验动画、空气组成数据图表）；（2）实验器材：集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、导气管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯、火柴、红磷、水；（3）学生实验记录单；（4）教材及教辅资料。 9. 教学流程 导入（5分钟）→ 拉瓦锡探究空气成分（15分钟）→ 空气的组成及各成分性质用途（12分钟）→ 混合物与纯净物（10分钟）→ 课堂小结与作业布置（3分钟） 10. 教学过程 教学阶段 教学活动 活动意图 一、导入新课 （5分钟） 【教师活动】 1. 谜语导入：“一物到处有，用棒赶不走；眼睛看不见，手摸也没有；咀嚼无滋味，没它活不久。” 2. 提问：同学们，你们知道空气是由什么组成的吗？人类是从什么时候开始认识空气的组成的？ 3. 展示图片：古代人们对空气的认识。 【学生活动】 1. 猜谜语，回答“空气”。 2. 回忆小学所学，初步交流对空气组成的认识。 3. 思考：人类是如何一步步认识空气组成的？ 通过谜语激发学生的学习兴趣，唤起学生已有的生活经验，同时设置认知冲突——学生知道空气存在，但不知道空气的具体组成，从而产生探究欲望。从历史视角引入，体现科学探究的渐进性。 二、拉瓦锡探究空气成分 （15分钟） 【教师活动】 1. 介绍拉瓦锡实验的历史背景：18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分。 2. 展示拉瓦锡实验装置图，讲解实验过程： 把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天； 一部分银白色液态汞变成红色粉末（氧化汞），容器里空气的体积差不多减少了1/5； 剩余4/5体积的气体不能供给呼吸，也不能支持燃烧，拉瓦锡认为这些都是氮气； 把红色粉末收集起来加强热，得到汞和氧气，氧气体积恰好等于减少的体积； 将氧气加回剩余气体中，性质与空气完全一样。 3. 提问：拉瓦锡实验的结论是什么？该实验的优点和缺点分别是什么？ 4. 引导学生总结实验原理：利用汞与氧气反应消耗密闭容器中的氧气，通过体积变化测定氧气含量。 【学生活动】 1. 阅读教材中拉瓦锡实验的相关内容，观看动画演示。 2. 记录实验现象和结论：空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积的1/5。 3. 讨论拉瓦锡实验的优缺点： 优点：科学严谨，定量研究，结论可靠； 缺点：实验时间长，操作复杂，汞有毒，对环境有污染。 4. 思考：能否用更简便、更安全的方法代替拉瓦锡实验？ 通过重现科学史，让学生体验科学家探究空气组成的过程，理解定量研究的重要性。引导学生分析实验原理（消耗氧气→体积减少→测定比例），为后续设计替代实验奠定基础。讨论优缺点培养学生的批判性思维，同时自然过渡到实验室测定方案的设计。 三、空气的组成及各成分性质用途 （12分钟） 【教师活动】 1. 展示空气组成数据表（按体积分数）： 氮气（N₂）78%、氧气（O₂）21%、稀有气体0.94%、二氧化碳（CO₂）0.04%、其他气体和杂质0.03% （注：二氧化碳含量已按最新教材改为0.04%） 2. 引导学生阅读教材中各成分的性质和用途表格，讲解： 氧气：供给呼吸、支持燃烧；用于潜水、医疗急救、炼钢、气焊等； 氮气：化学性质不活泼，用作保护气；液氮用于冷冻麻醉；制硝酸和化肥的原料； 稀有气体：很不活泼，用作保护气；通电时发出不同颜色的光，用于霓虹灯、航标灯、激光技术等； 二氧化碳：参与植物光合作用；用于灭火、人工降雨、制碳酸饮料等。 3. 提问：空气中各成分的性质和用途之间有什么关系？ 【学生活动】 1. 记忆空气各成分的体积分数，特别注意二氧化碳含量为0.04%。 2. 阅读并记录各成分的性质和用途。 3. 思考并回答：性质决定用途——如氮气化学性质不活泼→作保护气；稀有气体通电发光→作霓虹灯。 通过数据表格直观展示空气的完整组成，强化定量认识。强调“性质决定用途”的化学观念，帮助学生建立物质组成—性质—用途之间的逻辑联系。特别标注二氧化碳含量为0.04%，与旧教材的0.03%区分，体现教材更新。 四、混合物与纯净物 （10分钟） 【教师活动】 1. 提出问题：空气是由多种物质组成的，那么什么是混合物？什么是纯净物？ 2. 给出定义： 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质（如空气、溶液）； 纯净物：只由一种物质组成的物质（如氧气、水、二氧化碳）。 3. 举例练习：判断下列物质是混合物还是纯净物： 氧气、空气、蒸馏水、海水、二氧化碳、石灰水 4. 引导归纳：纯净物有固定的组成和性质，可用化学符号表示；混合物各成分保持各自的性质。 【学生活动】 1. 阅读教材中混合物和纯净物的定义。 2. 举例说明生活中的混合物和纯净物。 3. 完成判断练习，巩固概念区分。 4. 思考：混合物和纯净物与空气组成的关系——空气是混合物，其中的氧气、氮气等是纯净物。 在实验探究的基础上，引导学生从组成角度对物质进行分类，建立混合物和纯净物的概念。通过举例和练习，培养学生分类思维，为后续学习物质分类体系奠定基础。同时呼应课题“我们周围的空气”——空气是典型的混合物。 五、课堂小结与作业布置 （3分钟） 【教师活动】 1. 引导学生回顾本节课所学内容： 拉瓦锡实验的原理和结论； 空气的组成及各成分的性质和用途； 混合物和纯净物的概念。 2. 布置作业。 【学生活动】 1. 回顾本节课知识，梳理知识脉络。 2. 记录作业。 通过课堂小结，帮助学生梳理知识体系，形成完整的认知结构。作业设计兼顾基础巩固和能力提升，体现分层教学理念。 作业 1. 基础作业：背诵空气中各成分的体积分数，完成教材课后练习第1-3题。 2. 提升作业：查阅资料，了解拉瓦锡实验的详细过程，写一篇200字的小短文，概括拉瓦锡实验的原理和结论。 3. 拓展作业：列举生活中的5种物质，判断它们是混合物还是纯净物，并说明理由。 11. 板书设计 第二单元 我们周围的空气 课题1 空气（第一课时） 一、拉瓦锡实验 1. 实验过程：汞 + 氧气 → 氧化汞（加热，12天） 2. 实验现象：银白色汞变成红色粉末，空气体积减少约1/5 3. 实验结论：空气由氧气和氮气组成，氧气约占1/5 4. 实验原理：利用化学反应消耗密闭容器中的氧气，通过体积变化测定氧气含量 二、空气的组成（体积分数） N₂ 78% O₂ 21% 稀有气体 0.94% CO₂ 0.04% 其他 0.03% 三、各成分的性质和用途 氧气：供给呼吸、支持燃烧 氮气：化学性质不活泼→保护气 稀有气体：通电发光→霓虹灯 二氧化碳：光合作用、灭火 四、混合物与纯净物 混合物：两种或以上物质混合（如空气） 纯净物：只有一种物质（如O₂、H₂O） 12. 学习评价 （1）过程性评价： 课堂观察：观察学生在拉瓦锡实验学习中的参与度，记录学生理解实验原理的程度； 小组讨论：评价学生在讨论拉瓦锡实验优缺点、空气组成等话题的参与度与思维质量； 课堂提问：通过提问检测学生对拉瓦锡实验原理、空气组成、混合物与纯净物等知识的掌握情况。 （2）终结性评价： 课后作业：基础题检测知识记忆，提升题检测拉瓦锡实验理解，拓展题检测物质分类能力； 单元测试：设置实验原理分析题、物质分类题等，综合评价学生的学习效果。 （3）评价标准： 优秀：能准确描述拉瓦锡实验原理和结论，能正确区分混合物和纯净物，能举例说明性质与用途的关系； 良好：能描述拉瓦锡实验的现象和结论，能基本区分混合物和纯净物，能说出部分性质与用途的关系； 及格：能记住拉瓦锡实验结论和空气组成数据，能判断简单的混合物和纯净物。 13. 教学设计特色 （1）以“历史重现—原理提炼—数据认知—概念建构”为主线，贯穿整个教学过程。本课不满足于简单地告知学生“空气中氧气约占1/5”的结论，而是通过重现拉瓦锡实验的历史过程，让学生体验科学家从定性到定量的探究路径，理解定量研究的重要性。在此基础上，通过空气组成数据的直观展示和混合物与纯净物概念的建构，实现从实验探究到概念建构的完整学习过程。 （2）注重科学史与科学方法的融合。通过重现拉瓦锡实验的历史过程，让学生体验科学家从定性到定量、从假设到验证的探究路径，体会定量研究在化学学科中的重要性，同时培养严谨求实的科学态度。 （3）突出“性质决定用途”的化学观念。在介绍空气各成分时，不是简单地罗列性质和用途，而是引导学生理解性质与用途之间的逻辑关系，建立“组成—性质—用途”的知识网络，促进化学观念的形成。 （4）关注教材更新，体现科学性。特别标注空气中二氧化碳含量已按最新教材改为0.04%，确保教学内容的准确性和时效性。 （5）教学目标设计体现四维素养导向。以“大概念”统领单元内容，以“核心知识”为载体，以“化学观念”为升华，以“科学思维”为核心，四个维度有机融合，共同指向学生核心素养的发展。 学科网（北京）股份有限公司 $