3.2探究水的化学变化第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

《探究水的化学变化》教学设计 北京版 初中化学 九年级上册 第二节 第二课时 一、教材分析 本节选自北京版九年级上册第二节第二课时。学生已认识水的物理变化，本课时通过电解水实验探究水的化学变化，建立水的组成认识，为后续学习化学变化的表示方法奠定基础。 二、四维核心素养 化学观念：认识水在通电下发生化学变化，形成物质由元素组成的观念。 科学思维：依据实验现象推理水的组成，发展基于证据的推理能力。 科学探究与实践：动手完成电解水实验，学会观察记录并检验气体。 科学态度与责任：感悟实验探究价值，养成严谨求实态度。 三、教学重难点 教学重点：通过电解水实验认识水的组成，理解化学变化的基本特征。 教学难点：从微观解释电解水过程，理解分子分解、原子重组的本质。 四、新课导入 教师出示一杯水提问：水结冰、水蒸发属于物理变化，变化前后水本身没变。那么水能否发生化学变化？给水通电，水还是原来的水吗？由此引发认知冲突，揭示课题。 五、设计意图 从学生熟悉的水入手，以认知冲突驱动问题，自然引出探究任务，体现从生活走向化学的理念。 六、上课过程设计意图 本节课以“问题—实验—分析—建构”为主线，采用任务驱动式教学。学生围绕“水通电后变成了什么”这一核心问题，依次经历观察现象、检验气体、推理组成、微观解释、对比归纳等任务环节。每个任务都要求学生基于实验证据进行推理和表达，教师仅在关键处提供支架。通过动手实验与微观模型分析相结合，帮助学生将宏观现象、微观本质与化学符号三重表征统一起来，突破从宏观到微观的认识难点，落实四维核心素养。 七、教学过程 任务一：观察电解水的实验现象 【任务情境】教师演示电解水实验装置，向盛有水的玻璃管中加入少量稀硫酸钠溶液以增强导电性，接通直流电源，引导学生仔细观察两个电极上及玻璃管内发生的变化。 教师提问：请同学们注意观察，接通电源后，两个电极表面出现了什么现象？两支玻璃管内的液面发生了怎样的变化？请把你看到的现象如实记录在任务单上，不要互相讨论，先独立观察一分钟。 学生独立观察并记录：两个电极上都有气泡产生，气泡从电极表面逸出并向上进入玻璃管；一段时间后，两支玻璃管内收集到无色气体，液面明显下降；与电源负极相连的玻璃管内气体体积较大，与电源正极相连的玻璃管内气体体积较小，两者体积比约为二比一。 教师请两位学生分别描述自己观察到的现象，其他学生补充。教师在黑板上用简图记录现象要点：两极气泡、液面下降、体积比约为二比一。 教师追问：这些气体是水蒸气吗？为什么？请同学们结合上节课学过的水的蒸发知识进行辨析。学生小组讨论后回答：水蒸发产生的水蒸气在常温下不会大量聚集在倒立的玻璃管中，而这里是在通电后两个电极上同时产生气泡，且气体被收集在玻璃管内，说明不是简单的水变成水蒸气。 教师进一步引导：既然不是水蒸气，那这些气体到底是什么？我们需要通过实验来检验。请同学们猜想一下，这些气体可能是什么？学生纷纷提出猜想：可能是空气、可能是氧气、可能是氢气、可能是二氧化碳。教师不急于评判，而是说：到底大家的猜想对不对，接下来我们用实验事实来回答。 【设计意图】先让学生完整、独立地观察实验现象，获得感性认识；通过追问“是不是水蒸气”制造认知冲突，鼓励学生大胆猜想，为后续气体检验任务做好铺垫。 任务二：检验两支玻璃管中的气体 【任务情境】教师提供燃着的木条和带火星的木条，请各小组利用实验台上的器材，分别检验两支玻璃管中收集到的气体，并记录检验方法和观察到的现象。 教师提示操作要点：检验气体时，先用拇指堵住玻璃管口，将管口靠近火焰或把带火星的木条伸入管内；注意操作安全，不要将管口对着自己或他人；每检验一种气体后，将观察到的现象立即记录在任务单上。 学生分组实验：将燃着的木条靠近负极一端收集到气体的玻璃管口，松开拇指后，气体被点燃，产生淡蓝色火焰；再将带火星的木条伸入正极一端收集到气体的玻璃管内，木条复燃。小组内分工合作，一人操作、一人记录、一人汇报。 教师巡视指导，提醒学生注意观察火焰颜色和木条变化，鼓励学生重复操作一次以确认现象。对于操作不规范的小组，教师及时纠正：检验气体时动作要迅速，防止气体逸散；伸入带火星木条时要轻缓，不要碰到管壁。 教师请各小组汇报检验结果：小组代表描述——负极气体被燃着的木条点燃，产生淡蓝色火焰，说明该气体能够燃烧；正极气体使带火星的木条复燃，说明该气体能够支持燃烧。教师追问：有没有小组观察到不同的现象？如果气体没有被点燃或者木条没有复燃，可能是什么原因？学生讨论后认为：可能是气体收集不满、操作时气体逸散、或者木条伸入太慢。教师肯定学生的分析，强调实验操作规范对获得准确证据的重要性。 教师引导学生回忆：能够燃烧的气体，我们以前学过或听说过哪些？能够使带火星木条复燃的气体是什么？学生结合已有知识回答：能够支持燃烧、使带火星木条复燃的是氧气；能够燃烧、产生淡蓝色火焰的是氢气。教师追问：氢气和氧气是从哪里来的？水是由什么变成了氢气和氧气？学生讨论后得出结论：水在通电条件下分解生成了氢气和氧气，这是一种有新物质生成的变化，属于化学变化。 【设计意图】让学生亲自动手检验气体，体验利用物质特性鉴别物质的科学方法；通过“气体来自水”的推理，初步建立“水发生了化学变化”的认识。 任务三：推理水的组成 【任务情境】教师提出问题：氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的。既然水通电后生成了氢气和氧气，请同学们推理：水是由什么元素组成的？你的推理依据是什么？ 学生小组讨论并表达观点：化学反应前后元素种类不变，生成物氢气中含有氢元素，生成物氧气中含有氧元素，所以反应物水中也一定含有氢元素和氧元素，即水是由氢元素和氧元素组成的。 教师进一步追问：在电解水的过程中，水分子发生了什么变化？水分子还是原来的水分子吗？请同学们用桌上的分子模型摆一摆、画一画，水分子在通电前后发生了怎样的改变。 学生利用水分子模型球（用红色小球代表氧原子，白色小球代表氢原子）进行操作：先把两个白球和一个红球组合成一个“水分子”模型；然后在“通电”的条件下把水分子模型拆开，分成单独的氢原子和氧原子；再把两个氢原子结合成一个氢分子模型，把两个氧原子结合成一个氧分子模型。学生在任务单上用图示表示这一过程，并标注每一步发生了什么。 教师请一个小组上台展示他们的模型操作过程并讲解：通电后水分子被拆开，氢原子和氧原子分开；然后每两个氢原子重新组合成一个氢分子，每两个氧原子重新组合成一个氧分子；大量氢分子聚集成氢气，大量氧分子聚集成氧气。 教师引导总结：在通电条件下，水分子分解成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。这就是电解水的微观过程。可见，水并不是一种不可再分的简单物质，它是由氢元素和氧元素组成的。 教师进一步追问：为什么负极产生的气体体积大约是正极的两倍？请同学们结合刚才的模型操作想一想。学生结合模型讨论：每个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子，通电后每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子，所以生成的氢分子数目大约是氧分子数目的两倍，气体体积比也就约为二比一。教师肯定学生的推理，指出这与实验中观察到的体积比相吻合。 【设计意图】从宏观产物到元素组成，再到微观粒子变化，层层递进；模型操作让抽象的微观过程可视化，帮助学生建立宏观—微观—符号三重表征之间的联系。 任务四：对比物理变化与化学变化 【任务情境】教师出示两组变化：冰融化成水、水蒸发成水蒸气；水通电分解成氢气和氧气。请同学们从宏观和微观两个角度比较这两组变化有什么本质不同。 学生小组合作填写对比表格：宏观上，水蒸发或结冰后物质本身没有改变，仍然是水，没有新物质生成；电解水后生成了氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化。微观上，水蒸发时水分子本身没有改变，只是分子间的间隔发生了变化；电解水时水分子本身发生了改变，分解成了氢原子和氧原子，原子重新组合成了新的分子。 教师请两个小组分别展示对比结果，其他小组补充修正。教师在学生回答的基础上引导归纳：物理变化中分子本身不变，只是分子间间隔或排列方式改变；化学变化中分子本身发生改变，分子分解成原子，原子重新组合成新的分子。 教师进一步提问：那么，在化学变化中，分子能不能再分？原子能不能再分？学生结合模型操作回答：在化学变化中分子可以再分，水分子拆成了氢原子和氧原子；而原子不能再分，氢原子还是氢原子，氧原子还是氧原子，只是重新组合成了新的分子。 教师板书总结：化学变化的实质是分子分解成原子，原子重新组合成新分子的过程；在化学变化中，分子可分而原子不可分，原子是化学变化中的最小粒子。 【设计意图】通过对比归纳，帮助学生厘清物理变化与化学变化的微观本质，深化对“分子是保持物质化学性质的一种粒子”“原子是化学变化中的最小粒子”的理解。 任务五：解释生活中的化学变化 【任务情境】教师出示生活中的两个实例：把水加热到沸腾，和在实验室里把水通直流电分解。请同学们用本节课所学知识解释：为什么同样是给水“加能量”，前者没有发生化学变化而后者发生了化学变化？ 学生讨论并回答：给水加热沸腾，水分子本身没有改变，只是水分子运动加快、分子间间隔变大，由液态水变成水蒸气，没有新物质生成，属于物理变化；给水通电，水分子在电流作用下分解成了氢原子和氧原子，重新组合成氢分子和氧分子，生成了氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化。 教师补充追问：那么，判断一个变化是不是化学变化的根本依据是什么？学生齐声回答：有没有新物质生成。教师强调：有新物质生成的变化就是化学变化，没有新物质生成的变化就是物理变化。这也是我们判断化学变化的根本依据。 教师再请学生举例：生活中还有哪些变化属于化学变化？学生举例：蜡烛燃烧、铁生锈、食物腐败、木材燃烧等。教师追问：这些变化为什么是化学变化？学生回答：因为变化后生成了新的物质。教师再问：从微观角度看，这些变化中分子发生了什么？学生回答：分子本身发生了改变，分解成原子后重新组合成了新的分子。 教师进一步引导反思：通过本节课的学习，你对“水”有了哪些新的认识？学生自由表达：原来水不是一种简单的物质，它是由氢元素和氧元素组成的；原来化学变化的本质是分子拆了再重新拼；原来原子在化学变化中不会变成别的原子。教师将学生的发言简要板书在副板书中，作为课堂生成性资源保留。 【设计意图】将课堂知识迁移到生活情境，检验学生对化学变化判据的理解，促进知识的内化与迁移；通过正反例辨析，巩固对化学变化本质的认识。 任务六：课堂小结与拓展 【任务情境】教师请学生以小组为单位，用思维导图的形式梳理本节课所学内容，然后各组派代表上台分享。 学生梳理并展示：本节课通过电解水实验认识到，水在通电条件下分解生成氢气和氧气；负极产生的气体体积较大，能燃烧，是氢气；正极产生的气体体积较小，能使带火星木条复燃，是氧气；水是由氢元素和氧元素组成的；电解水的微观过程是水分子分解成氢原子和氧原子，原子重新组合成氢分子和氧分子；化学变化的实质是分子分解、原子重新组合，化学变化中分子可分而原子不可分。 教师对各组分享进行点评和补充，强调三个核心认识：一是水的组成，二是化学变化的微观实质，三是物理变化与化学变化的区别。 教师布置课后任务：查阅资料，了解历史上科学家是通过怎样的实验和推理得出“水是由氢元素和氧元素组成的”这一结论的；思考在日常生活中，还有哪些现象可以用今天所学的“分子分解、原子重新组合”的观点来解释，并准备在下节课分享。 【设计意图】通过思维导图梳理知识结构，培养归纳与表达能力；课后查阅资料将课堂学习延伸至科学史教育，激发持续探究的兴趣。 八、板书设计 课题：探究水的化学变化 一、电解水实验 现象：两极均有气泡产生；负极气体体积较大，正极气体体积较小，体积比约为二比一。 气体检验：负极气体能燃烧，产生淡蓝色火焰——氢气；正极气体能使带火星木条复燃——氧气。 二、水的组成 水是由氢元素和氧元素组成的。 三、化学变化的微观实质 水分子分解 → 氢原子和氧原子 → 重新组合 → 氢分子和氧分子。 化学变化中：分子可分，原子不可分；原子重新组合成新分子。 四、物理变化与化学变化的区别 物理变化：分子本身不变，只是间隔或排列改变。 化学变化：分子本身改变，生成新的分子。 学科网（北京）股份有限公司 $