第2单元实验活动1氧气的实验室制取与性质教学设计--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“氧气的实验室制取与性质”核心实验，通过生活中供氧、焊接等场景导入，将氧气性质与制取的理论知识转化为实操任务，承接第二单元理论，为后续二氧化碳制取奠定气体制备思维基础。 以任务式驱动教学为特色，设六个递进任务，立足科学思维构建“原理—装置—操作—性质”探究逻辑，通过小组互查装置、分析氧气不纯等异常现象落实科学探究与实践，强化试管口放棉花等安全规范培养科学态度，助力学生掌握实验技能，帮助教师高效落实核心素养。

实验活动1 氧气的实验室制取与性质（教学设计） 课题 课时安排 教材分析 本实验是人教版九年级上册化学核心必做实验，承接氧气性质与制取理论知识，是学生首次完整开展气体制备与性质验证的综合实验。教材以实操任务为核心，串联装置组装、气体制取、性质检验等核心内容，既是对第二单元知识的实操落地，也是学生掌握气体制备思路、规范实验操作、建立化学实验思维的关键载体，为后续二氧化碳等气体制取实验奠定基础。 学情分析 九年级学生刚接触化学，实验探究兴趣浓厚，已掌握基础仪器使用、药品取用、简单加热操作，且熟知氧气的理论性质。但学生实操经验匮乏，成套实验操作逻辑模糊，动手能力差异较大，容易出现装置组装错误、操作步骤遗漏、实验现象观察不细致等问题，对实验异常现象的分析与排查能力尤为薄弱。 核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：结合实验现象认知氧气性质与化学反应本质。 科学思维：建立“原理—装置—操作—性质”的气体探究逻辑。 科学探究与创新意识：自主完成实验操作，规范探究流程，尝试分析实验异常。 科学态度与社会责任：养成严谨求实的实验习惯，树立安全实验、规范操作的化学实验准则。 重点 和难点 重点：掌握高锰酸钾制取氧气的实验原理、操作步骤、收集与验满方法，熟练完成木炭、铁丝在氧气中的燃烧实验，精准描述实验现象。 难点：规范把控整套实验操作细节，规避试管炸裂、氧气不纯等问题，理解气体制备的实验逻辑，独立分析实验异常现象并排查简单故障。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 氧气是人类生存、燃烧反应的核心气体，生活中供氧、焊接、燃烧等场景都离不开氧气。此前我们已学习氧气的理论性质和实验室制取原理，那如何亲手制取一瓶纯净的氧气？怎样通过实验直观验证氧气的助燃性？本节课我们以实操探究的方式，亲手完成氧气的制取与性质验证，解锁化学气体实验的核心方法。 以任务式探究为核心，立足学生主体地位，将理论知识转化为实操任务，分层落实实验操作、现象观察、原理分析，夯实实验技能，培养科学探究思维，落实化学核心素养。 讲授新课 （一）任务一：温故知新，梳理实验核心理论基础 摒弃传统单向知识点回顾模式，采用小组抢答、问题探究的任务式学习方式，引导学生自主梳理本节课所需的理论知识，为实操实验筑牢基础。教师依次抛出递进式探究问题，推动学生主动思考、合作总结。首先，提问学生实验室加热高锰酸钾制取氧气的反应原理，要求学生书写文字表达式，明确反应物、生成物与反应条件。学生小组讨论后总结：高锰酸钾在加热条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应属于分解反应，是实验室制取氧气的常用方法之一。 随后，教师继续布置探究任务，让学生结合氧气的物理性质，分析氧气的收集方法及对应依据。学生通过回顾旧知得出，氧气不易溶于水且不与水反应，可采用排水法收集；氧气密度略大于空气且不与空气中成分反应，可采用向上排空气法收集。同时引导学生对比两种收集方法的优缺点，明确排水法收集的氧气更纯净，向上排空气法收集的氧气更干燥，可根据实验需求选择收集方式。 最后，聚焦氧气的化学性质，布置小组梳理任务，总结氧气与木炭、铁丝反应的实验现象、反应原理及实验注意事项。学生分工梳理、互补完善，明确氧气具有助燃性，能支持多种物质燃烧，为后续性质验证实验做好理论铺垫。本任务通过层层递进的问题探究，让学生主动串联旧知，构建完整的理论知识框架，避免实操实验的盲目性，让学生明确每一步实验操作的理论依据，实现“知其然，更知其所以然”。 （二）任务二：认识仪器药品，明确实验安全规范 本任务聚焦实验准备工作，以学生自主识别、小组交流、教师点拨为主要形式，落实实验基础准备，培养学生规范的实验素养。首先，教师展示整套实验器材与药品，布置自主识别任务，让学生独立说出实验所需仪器：试管、酒精灯、铁架台、导管、橡胶塞、集气瓶、水槽、坩埚钳、火柴、棉花等；实验药品：高锰酸钾、木炭、细铁丝、澄清石灰水、水。同时要求学生结合仪器特点，说出每种仪器在本实验中的作用，巩固仪器使用认知。 在仪器认知基础上，重点开展实验安全与操作规范探究，这是实验顺利开展的前提。教师布置小组探究任务，结合以往实验经验，梳理加热固体、连接仪器、排水法收集气体的安全注意事项。学生小组讨论后汇总：加热固体时试管口需略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管；连接仪器时橡胶塞需轻轻转动塞入试管，避免用力过猛破损仪器；酒精灯需用外焰加热，禁止对火、吹灭酒精灯；实验结束后规范拆卸装置，避免仪器损坏。 教师针对学生总结内容进行补充细化，重点强调本实验专属注意事项：高锰酸钾制取氧气时，试管口必须放置一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管或污染收集的氧气；集气瓶提前装满水，不留气泡，保证收集氧气的纯度；铁丝燃烧实验前，集气瓶底部需预留少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。同时明确实验操作禁忌，强调实验过程中严禁随意摆弄仪器、触碰高温设备，培养学生安全、规范、严谨的实验态度，为后续实操实验保驾护航。 （三）任务三：组装实验装置，排查装置常见问题 装置组装是气体制备实验的核心步骤，也是学生易错重点。本任务采用“自主组装、小组互查、教师纠错、总结规律”的任务式流程，让学生熟练掌握固体加热型气体发生装置与排水法收集装置的组装方法。教师先明确组装核心任务：按照“从下到上、从左到右”的顺序组装整套实验装置，完成装置气密性检查，小组内互相排查装置组装错误。 学生自主开展装置组装操作，首先固定铁架台，根据酒精灯外焰高度调节铁夹高度，将试管固定在铁架台上，铁夹夹持在试管中上部，距离试管口约三分之一处，保证试管稳固。随后连接橡胶塞与导管，将导管另一端伸入水槽中，准备检查气密性。组装完成后，学生自主开展气密性检查操作：将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，观察导管口是否有气泡冒出，松开手后观察是否形成稳定水柱。小组内互相监督操作流程，对操作不规范、步骤遗漏的成员及时纠正。 教师巡视各组组装情况，针对学生普遍存在的问题集中点拨：部分学生试管口未略向下倾斜、铁夹夹持位置偏差、导管伸入试管过长等问题，逐一演示纠错。同时布置探究任务，让学生思考装置错误对应的实验隐患：导管伸入试管过长，不利于气体导出；试管口向上倾斜，易导致冷凝水倒流炸裂试管；装置气密性不佳，会导致收集不到氧气或氧气纯度不足。通过实操纠错与原理分析，让学生彻底掌握装置组装的核心要点，理解组装规范与实验成败的关联，建立严谨的装置搭建思维。 （四）任务四：制取氧气，规范完成整套实操流程 本任务是本节课的核心实操环节，学生以小组为单位，严格按照“查、装、定、点、收、移、熄”的七字步骤，自主完成氧气制取实验，全程落实规范化操作、精细化观察、精准化记录。教师明确小组分工，每组四人，分别负责操作、观察、记录、监督，轮换完成实验，保证每位学生都能独立参与实操。 第一步，查：再次检查装置气密性，确认装置组装无误、仪器完好，无安全隐患。第二步，装：取下试管，用药匙取用适量高锰酸钾粉末，平铺在试管底部，在试管口放置一团蓬松的棉花，轻轻塞紧橡胶塞，避免药品沾附在试管壁上，保证药品充分受热反应。第三步，定：将试管固定在铁架台上，再次确认试管口略向下倾斜，装置稳固。第四步，点：点燃酒精灯，先对试管进行预热，来回移动酒精灯，让试管均匀受热，防止试管受热不均炸裂，预热完成后，用外焰对准药品部位集中加热。 第五步，收：加热一段时间后，观察导管口气泡冒出情况，待导管口气泡连续、均匀冒出时，将导管伸入装满水的集气瓶中，开始收集氧气。引导学生思考：为何不能刚开始冒气泡就收集？学生通过思考得出，初始排出的气体是装置内的空气，立即收集会导致氧气不纯。收集过程中，观察集气瓶内水位变化，待集气瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已收集满，在水下用玻璃片盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，正放在桌面上。第六步，移：实验结束后，先将导管从水槽中移出。第七步，熄：熄灭酒精灯。 实验操作过程中，教师全程巡视指导，及时纠正学生不规范操作，解答学生疑问。针对部分学生出现的收集氧气速度慢、气体不纯、无气体冒出等异常情况，引导小组自主分析排查原因，总结问题解决方案，培养学生的实验故障分析能力。同时要求学生实时记录实验现象，重点记录加热高锰酸钾的颜色变化、气泡产生情况、集气瓶收集状态，养成边实验、边观察、边记录的良好实验习惯。整套制取流程严格遵循操作规范，让学生熟练掌握固体加热制气体的完整流程，夯实核心实验技能。 （五）任务五：验证氧气性质，探究实验现象与原理 完成氧气制取后，进入性质验证任务，分为木炭燃烧、铁丝燃烧两个分层探究实验，学生自主操作、细致观察、深度分析，验证氧气的化学性质，深化对氧气助燃性的认知。首先开展木炭在氧气中燃烧实验，学生用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上点燃，先观察木炭在空气中燃烧的现象，随后将点燃的木炭缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，观察剧烈燃烧现象，燃烧结束后，向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡观察现象。 学生精准记录实验现象：木炭在空气中燃烧发红、放热，燃烧不剧烈；在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出大量热；加入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。小组讨论分析现象背后的原理，得出木炭与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，同时对比空气与氧气中燃烧现象差异，明确氧气浓度越高，燃烧越剧烈。 随后开展铁丝在氧气中燃烧实验，学生取一根打磨光亮的细铁丝，绕成螺旋状，末端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，缓慢伸入预留少量水的氧气集气瓶中，观察实验现象。学生观察记录：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。教师引导学生思考实验关键细节：铁丝打磨的目的是去除表面铁锈，避免影响实验；绕成螺旋状是为了增大受热面积，持续维持燃烧；火柴快燃尽再伸入瓶中，防止火柴燃烧消耗瓶内氧气，保证实验效果。同时结合集气瓶底部预留水的操作，再次强调防炸裂的实验原理，让学生全方位掌握性质实验的操作要点与原理。 （六）任务六：整理复盘，总结实验规律与易错点 实验实操结束后，布置小组复盘任务，完成实验收尾、器材整理、知识总结、易错点梳理，实现实验探究的闭环。首先要求学生规范整理实验器材，清洗仪器、摆放整齐，回收剩余药品，清理实验台面，养成整洁规范的实验习惯。随后小组合作，完整梳理本节课实验内容，总结高锰酸钾制取氧气的原理、装置、步骤、收集方法、验满依据，汇总氧气两大性质实验的现象、原理、注意事项。 同时，各小组结合实操过程中出现的问题，梳理实验易错点与异常现象解决方案，汇总形成小组实验错题清单。常见问题包括：试管口未放棉花导致粉末进入导管、先熄灭酒精灯后移导管导致水倒吸、氧气收集不纯、铁丝燃烧实验失败等。学生逐一分析问题成因、危害及整改方法，深度内化实验知识与操作技能。最后，各小组代表进行成果展示，教师补充总结，提炼气体实验室制取的通用思路：明确反应原理、选择实验装置、规范操作流程、验证气体性质、排查实验异常，为后续气体实验学习构建通用思维模型。 本节课全程采用任务式驱动教学，贴合新教材探究式教学理念，打破传统“教师演示、学生模仿”的被动教学模式，以分层递进的探究任务落实学生主体地位。从理论回顾、器材认知，到装置组装、实操制取、性质验证、复盘总结，层层递进、环环相扣，实现理论与实操的深度融合。在实操过程中，兼顾基础技能训练与思维能力培养，既规范学生实验操作、夯实实验基础，又引导学生自主分析实验原理、排查实验异常，有效培养学生的科学探究能力与严谨求实的科学态度，全方位落实化学四维核心素养，契合新课标对初中化学实验教学的核心要求。 板书设计 实验活动1 氧气的实验室制取与性质 实验装置 发生装置：固体加热型；收集装置：排水法（纯净）、向上排空气法（干燥） 操作步骤 查、装、定、点、收、移、熄（茶庄定点收利息） 核心注意事项 试管口略向下倾斜、管口放棉花、先移导管后熄灯、铁丝实验瓶底留水 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $