2.3制取氧气（第1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实验室制取氧气的反应原理及气体制取一般思维模型，通过展示氧气在医疗、潜水等领域的应用情境导入，引出工业制法并对比实验室需求，承接氧气性质知识，以“选原理→选装置→操作→检验”为学习支架，为后续气体制取奠定基础。 该资料以模型建构为主线，通过问题驱动引导学生小组讨论归纳制取步骤，自主构建思维模型，结合教师演示实验规范操作，发展科学思维与探究实践素养。帮助学生掌握气体制取方法提升实验技能，为教师提供结构化教学方案，高效落实课标要求。

教学基本信息 教师信息 姓名+手机号 课题 第二单元 课题3 制取氧气（第1课时） 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 依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》的要求，本课题属于"主题三：常见的物质"中"3.1.3 知道氧气和二氧化碳的实验室制取原理和方法"以及"科学探究与化学实验"主题。课标要求学生初步学习运用观察、实验等方法获取信息，能用文字、图表和化学语言表述有关信息；初步学习基本的实验技能，能够完成简单的实验操作；认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。 本设计以核心素养为导向，以"建立实验室制取气体的一般思维模型"为主线，通过问题驱动和实验探究，引导学生在真实情境中经历"选原理→选装置（发生装置+收集装置）→操作→检验"的完整探究过程，发展证据推理与模型认知素养。 2. 教学内容分析 本课题是人教版九年级化学上册第二单元"我们周围的空气"课题3"制取氧气"的核心内容。从知识体系来看，它承接了前面所学的物质的变化和性质等基础知识，同时又为后续学习二氧化碳等其他气体的制取以及酸碱盐等知识奠定基础，起到承上启下的桥梁作用。 本节课主要内容包括：（1）氧气的工业制法（分离液态空气法，物理变化）；（2）实验室制取氧气的反应原理（加热高锰酸钾法）；（3）实验室制取气体的一般思路和方法——选原理（反应物易得、反应条件容易达到、产物容易分离、反应速率适中等）、选发生装置（反应物状态和反应条件）、选收集装置（气体在水中的溶解性和气体密度）、检验与验满；（4）加热高锰酸钾制取氧气的实验操作及注意事项。 本课题的核心价值在于引导学生初步建立实验室制取气体的一般模型，培养学生"性质决定用途、原理决定装置"的化学学科思想。 3. 学情分析 （一）学生已有知识基础：学生在进入九年级化学课程之前，已经学习了基础的化学概念，如物质的分类、分子和原子的概念、化学反应的基本原理等。在本单元前两课时中，学生对氧气这一重要物质有了一定的了解，知道氧气是无色无味的气体，在生命活动和日常生活中具有重要作用，如支持呼吸、助燃等。他们也掌握了一些基本的实验操作技能，如药品的取用、简单仪器的使用等，这些都为学习氧气的制取奠定了基础。 （二）学生学习能力和特点：九年级学生普遍对化学实验表现出浓厚的兴趣，具有较强的好奇心和求知欲，愿意亲自动手操作，通过实验现象来探索化学知识。他们的观察能力和分析问题的能力逐渐增强，能够对实验现象进行初步的观察和记录，并尝试根据现象进行简单的分析和推理。在学习风格上，大部分学生偏好通过实验和实践活动来学习，这种直观的学习方式能够让他们更好地理解和掌握知识。但也有部分学生可能更倾向于理论学习和阅读，需要教师在教学过程中兼顾不同学习风格的学生，采用多样化的教学方法满足学生的需求。 （三）学习难点：催化剂的概念较为抽象，理解其"改变化学反应速率而自身不变"的特点是难点。从高锰酸钾制氧气的具体案例中，自主概括出气体制取的一般思路（原理→装置→操作→检验）需要教师的引导和搭建思维脚手架。 4. 教学思路 本节课以"氧气的重要性"为情境引入，通过提问"氧气在自然界中的存在"引出工业制取氧气的方法，进而说明为什么需要实验室制取氧气。在此基础上，先建立实验室制取气体的一般步骤的思维模型（选原理→选发生装置→选收集装置→实验操作→检验与验满），再以学生熟悉的加热高锰酸钾制取氧气为例，逐一落实模型中各环节的具体内容。 教学流程设计如下： （1）情境导入：展示氧气在医疗急救、潜水、炼钢等方面的应用图片，提问氧气在自然界中的存在形式，引出工业制取氧气的方法（分离液态空气法），说明工业制法无法满足实验室小量、随时制取的需求，从而引出实验室制取氧气的必要性。 （2）建立思维模型：引导学生思考"实验室制取气体的一般步骤"，归纳出"选原理→选发生装置→选收集装置→实验操作→检验与验满"的一般模型。 （3）选原理：从反应物易得、反应条件容易达到、产物容易分离、反应速率适中四个角度，分析比较多种制取氧气的方法，选择加热高锰酸钾法，写出反应的文字表达式。 （4）选发生装置：根据反应物状态（固体）和反应条件（加热），选择固固加热型发生装置。 （5）选收集装置：根据氧气不易溶于水（排水法）和氧气密度比空气大（向上排空气法），介绍两种收集方法及其选择依据。 （6）演示实验：教师完整演示加热高锰酸钾制取氧气的过程，讲解操作要点（查、装、定、点、收、离、熄），并用带火星的小木条检验氧气。 （7）课堂小结：回顾实验室制取气体的一般模型，强化模型认知。 5. 教学目标 1.科学观念：理解在一定条件下，通过化学反应可以实现物质的转化，掌握加热高锰酸钾制取氧气的反应原理（文字表达式），认识到化学反应在物质制备中的重要作用。 2.科学思维：能从反应物易得、反应条件容易达到、产物容易分离、反应速率适中等角度分析选择实验室制取气体的反应原理；能根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体在水中的溶解性和气体密度选择收集装置，初步建立实验室制取气体的一般思维模型。 3.探究实践：学会组装实验装置，正确操作实验步骤（查、装、定、点、收、离、熄），能用排水法或向上排空气法收集氧气，并能用带火星的小木条检验氧气。 4.态度责任：通过实验探究，培养严谨求实的科学态度和规范操作的实验习惯，认识氧气制取的实际应用价值，体会化学对社会发展的意义。 6. 教学重难点 教学重点： （1）实验室制取氧气的反应原理及文字表达式； （2）实验室制取气体的一般思路和方法——选原理、选发生装置、选收集装置； （3）加热高锰酸钾制取氧气的实验操作及注意事项。 教学难点： （1）从具体制取方法中抽象概括出实验室制取气体的一般思路和方法（模型建构）； （2）根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体性质选择收集装置的推理过程。 7. 教学方式和手段 1. 实验探究法：通过教师演示加热高锰酸钾制取氧气的完整实验，让学生在观察中构建知识。 2. 问题驱动法：设计问题链，驱动学生思考装置选择的依据，理解操作背后的原理。 3. 模型建构法：引导学生从制取氧气的实践中，归纳、概括出实验室制取气体的一般思路模型，并尝试迁移应用。 4. 对比分析法：对比工业制法和实验室制法，对比不同收集方法的优缺点。 5. 多媒体辅助教学：利用PPT展示实验装置图、操作流程图等，增强直观性。 8. 教学资源 1. 实验器材：铁架台（带铁夹）、酒精灯、试管、带导管的单孔橡胶塞、水槽、集气瓶、毛玻璃片、棉花、药匙。 2. 实验药品：高锰酸钾、带火星的木条。 3. 多媒体课件：PPT（含氧气应用图片、工业制法流程图、实验装置图、操作流程图等）。 4. 板书设计图示：实验室制取气体的一般模型思维导图。 9. 教学流程 情境导入→建立思维模型→选择反应原理→选择发生装置→选择收集装置→演示实验→课堂小节 10. 教学过程 教学阶段 教学活动 活动意图 一、情境导入 （约5分钟） 【教师活动】 展示氧气在医疗急救、潜水、炼钢等方面的应用图片，提问："氧气在我们的生活和生产中如此重要，那么氧气在自然界中是如何存在的呢？" 【学生活动】 思考并回答氧气在自然界中的存在形式（如空气中含有约21%的氧气、水生生物依靠溶解氧生存等）。 【教师活动】 引出工业制取氧气的方法——分离液态空气法（利用氮气和氧气沸点的不同，属于物理变化），提问："工业上可以大量制取氧气，那在实验室中我们如何制取氧气呢？为什么需要实验室制取氧气？" 【学生活动】 思考工业制法与实验室制法的区别，理解实验室需要小量、随时、方便地制取氧气。 通过真实情境激发学习兴趣，引导学生认识工业制法与实验室制法的区别，理解实验室制取氧气的必要性，为后续学习做铺垫。 二、建立思维模型 （约8分钟） 【教师活动】 提出问题："实验室制取一种气体，一般需要考虑哪些步骤？"引导学生思考。 【学生活动】 小组讨论，尝试归纳实验室制取气体的一般步骤。 【教师活动】 归纳总结，建立思维模型： 选原理（反应物易得、反应条件容易达到、产物容易分离、反应速率适中等）→ 选发生装置（反应物状态和反应条件）→ 选收集装置（气体在水中的溶解性和气体密度）→ 实验操作 → 检验与验满。 【学生活动】 记录思维模型，理解各环节的含义。 通过问题驱动和小组讨论，引导学生自主建构实验室制取气体的一般思维模型，发展证据推理与模型认知素养。 三、选择反应原理 （约7分钟） 【教师活动】 介绍实验室制取氧气的几种方法（加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾等），写出各反应的文字表达式。 【学生活动】 阅读教材，了解各反应的原理。 【教师活动】 引导学生从"反应物易得、反应条件容易达到、产物容易分离、反应速率适中"四个角度分析比较，选择加热高锰酸钾法作为本节课的实验原理。 【学生活动】 参与分析比较，写出加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式： 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 培养学生根据多重标准选择实验方案的能力，理解"原理决定装置"的化学思想，为后续选择装置奠定基础。 四、选择发生装置 （约5分钟） 【教师活动】 提问："选择发生装置需要考虑哪些因素？"引导学生回顾反应物状态和反应条件。 【学生活动】 分析加热高锰酸钾制取氧气的反应物状态（固体）和反应条件（加热），得出应选择"固固加热型"发生装置。 【教师活动】 展示固固加热型发生装置的组成（铁架台、酒精灯、试管、带导管的单孔橡胶塞），讲解各仪器的作用和组装要点。 【学生活动】 观察装置图，了解各仪器的名称和作用。 培养学生根据反应物状态和反应条件选择发生装置的能力，建立"条件决定装置"的化学思想。 五、选择收集装置 （约5分钟） 【教师活动】 提问："选择收集装置需要考虑哪些因素？"引导学生回顾气体的性质。 【学生活动】 分析氧气的性质——不易溶于水且不与水反应、密度比空气大，得出可以选择排水法和向上排空气法收集氧气。 【教师活动】 介绍排水法和向上排空气法的具体操作及优缺点比较。 【学生活动】 比较两种收集方法的优缺点，理解选择依据。 培养学生根据气体性质选择收集装置的能力，深化"性质决定用途"的化学思想。 六、演示实验 （约10分钟） 【教师活动】 完整演示加热高锰酸钾制取氧气的实验过程，边操作边讲解要点： （1）查：检查装置的气密性——将导管末端插入水中，用手捂住试管，观察导管口是否有气泡冒出； （2）装：将高锰酸钾装入试管，在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管； （3）定：用铁架台固定试管，试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流使试管炸裂； （4）点：点燃酒精灯，先预热，再用外焰对准药品部位加热； （5）收：待导管口有连续均匀的气泡冒出时，用排水法收集氧气； （6）离：收集完毕后，先将导管从水槽中移出； （7）熄：最后熄灭酒精灯。 【教师活动】 用带火星的小木条伸入集气瓶中检验氧气，木条复燃，证明收集的气体是氧气。 【学生活动】 认真观察实验操作，记录实验现象，理解每个操作要点的原因。 通过教师规范演示，让学生直观感受实验操作过程，掌握实验操作的规范和要点，培养实验操作技能。 七、课堂小结 （约3分钟） 【教师活动】 引导学生回顾本节课所学内容，用思维导图形式梳理实验室制取气体的一般模型： 选原理→选发生装置→选收集装置→实验操作→检验与验满。 【学生活动】 回顾本节课内容，在笔记本上画出思维模型图，加深理解。 【教师活动】 强调"性质决定用途、原理决定装置"的化学学科思想，布置作业。 通过思维导图梳理知识，强化模型认知，帮助学生将具体知识上升为一般方法，实现从具体到抽象的飞跃。 作业 1. 整理本节课所学内容，画出实验室制取气体的一般思维模型图（选原理→选发生装置→选收集装置→实验操作→检验与验满）。 2. 写出加热高锰酸钾制取氧气的文字表达式，并标注反应条件。 3. 思考：如果用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气，发生装置和收集装置应如何选择？说明理由。 4. 预习下节课内容：过氧化氢制取氧气的实验探究。 11. 板书设计 课题3 制取氧气 一、氧气的工业制法：分离液态空气法（物理变化） 二、实验室制取氧气 【思维模型】 选原理 → 选发生装置 → 选收集装置 → 实验操作 → 检验与验满 【反应原理】 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 【发生装置】固固加热型（反应物：固体；条件：加热） 【收集装置】排水法（不易溶于水）/ 向上排空气法（密度比空气大） 【操作步骤】查→装→定→点→收→离→熄 【检验方法】用带火星的小木条伸入集气瓶中，木条复燃则为氧气 12. 学习评价 1. 课堂观察评价：观察学生在小组讨论中的参与度，记录学生能否积极参与思维模型的建构过程，能否根据反应物状态和反应条件选择发生装置、根据气体性质选择收集装置。 2. 实验操作评价：通过教师演示实验，观察学生能否准确描述实验操作步骤（查、装、定、点、收、离、熄），能否说出每个操作要点的原因，能否用带火星的小木条检验氧气。 3. 知识掌握评价：通过课堂提问和作业检查，评价学生是否掌握加热高锰酸钾制取氧气的反应原理（文字表达式），是否理解实验室制取气体的一般思维模型。 4. 素养发展评价：关注学生在课堂中是否展现出证据推理与模型认知的素养发展，能否从具体制取方法中抽象概括出一般思路和方法。 13. 教学设计特色 1. 模型建构为主线：本节课以"建立实验室制取气体的一般思维模型"为核心目标，贯穿整个教学过程。从情境导入到课堂小结，每一个环节都服务于模型的建构与强化，使学生不仅学会制取氧气这一具体知识，更掌握制取气体的一般方法，实现"授人以渔"的教学理念。 2. 问题驱动式教学：通过精心设计的问题链（"氧气在自然界中如何存在？""为什么需要实验室制取氧气？""实验室制取气体的一般步骤是什么？""如何选择反应原理/发生装置/收集装置？"），驱动学生逐步深入思考，在问题解决中自主建构知识。 3. 核心素养导向：教学设计紧密围绕《义务教育化学课程标准（2022年版）》的核心素养要求，在知识传授的同时，注重发展学生的科学观念（物质可制备的观念）、科学思维（证据推理与模型认知）、探究实践（实验操作技能）和态度责任（严谨求实的科学态度），实现知识、能力与素养的有机统一。 4. 化学学科思想渗透： 在整个教学过程中，渗透"性质决定用途、原理决定装置"的化学学科思想，帮助学生建立化学学科的基本思维方式，为后续学习二氧化碳等气体的制取奠定方法论基础。 学科网（北京）股份有限公司 $