3.1氧气的性质和用途第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学科粤版上册

3.1 氧气的性质和用途（第一课时）教学设计 科粤版（2024）初中化学 九年级上册 第三章 维持生命的物质——氧气、水 一、教材分析 本节是科粤版（2024）九年级上册第三章第一节，是学生在学习空气、构成物质微粒后首次完整认识的一种具体物质。教材按物理性质、化学性质、用途顺序展开，承接已有空气知识，又为后续学习二氧化碳、水等奠定研究物质性质的方法基础，具有承上启下的地位。 二、四维核心素养 化学观念：认识氧气化学性质比较活泼，建立“性质决定用途”的物质观。 科学思维：对比燃烧现象，归纳氧气助燃性，发展归纳推理能力。 科学探究：亲历燃烧实验，学习规范操作与现象记录方法。 科学态度与责任：体会氧气与生命生产的联系，养成安全实验意识。 三、教学重难点 教学重点：氧气的主要物理性质和化学性质，氧气的主要用途。 教学难点：准确描述实验现象并进行对比分析；理解氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响；初步建立“性质决定用途”的化学思维。 四、设计意图 本课以“任务驱动”贯穿始终，围绕“氧气是什么样的气体”“它能发生哪些变化”“它对人类有什么用”三个核心问题展开。从呼吸、燃烧、医院供氧等生活情境切入，通过分组对比实验让学生经历“观察—记录—分析—归纳”的探究过程。本课时暂不引入化学符号表达式，先帮助学生建立扎实的感性认识和规范的观察记录习惯，以“性质决定用途”为主线将知识结构化，为后续学习化合反应、氧化反应及氧气制取做好铺垫。 五、教学过程 任务一 情境导入：走进氧气的世界 任务情境：教师依次呈现四组画面——医院病房中病人鼻导管吸氧的场景、登山队员背负氧气瓶攀登高峰的照片、潜水员在水下呼吸的画面、炼钢炉前火花四溅的场景，随后向学生抛出问题：“这些场景里都出现了同一种物质，它是什么？为什么它对生命和生产如此重要？” 学生活动：学生观察图片，结合生活经验自由发言，列举自己在生活中接触到氧气的例子，如：人要呼吸、木柴燃烧需要空气、蜡烛在密闭杯子里会熄灭、养鱼要往水里打氧等。教师把学生提到的关键词简要板书在黑板一侧。 教师引导：教师追问：“我们每天都在呼吸空气，可空气是看不见、摸不着的；那么，纯净的氧气究竟是什么样子的气体？它又有哪些‘过人之处’，能让燃烧变得如此剧烈？”由此自然引出本节课的两个核心任务：认识氧气的性质，了解氧气的用途。 设计意图：从学生熟悉的生活情境出发，把抽象的化学物质与真实生活建立联系，唤起已有经验，制造认知冲突，激发学生进一步探究的内在动机，同时为本课“性质决定用途”的主线埋下伏笔。 任务二 观察与描述：氧气的物理性质 任务情境：教师出示一瓶预先收集好的氧气，正放在讲台上，请学生像“认识一位新朋友”一样，按照科学的方法仔细观察它。 学生活动：学生分组完成观察任务：第一，看一看——观察氧气的颜色和状态；第二，闻一闻——在教师示范下，用“扇闻法”轻轻闻瓶口气味，体会闻气体的正确操作；第三，议一议——结合集气瓶正放这一细节，推测氧气的密度与空气相比是大还是小。 教师引导：在学生汇报的基础上，教师引导学生系统归纳氧气的物理性质，并通过问题链加以深化：“氧气能像糖溶解在水里一样溶解在水中吗？鱼为什么能在水中生存？”学生阅读教材相关内容后知道：氧气不易溶于水，常温下1升水大约只能溶解30毫升氧气，这正好解释了鱼在水中呼吸所需氧气的来源。教师进一步补充：在降温加压条件下，氧气会变成淡蓝色的液体，继续降温还能变成淡蓝色雪花状的固体；工业上常把氧气加压储存在蓝色的钢瓶中运输和使用。教师指导学生把结论整理成一张物理性质小表，包含颜色、状态、气味、密度、溶解性、三态变化六个方面。 设计意图：让学生经历“观察—推测—验证—归纳”的科学过程，学习研究一种新物质物理性质的基本角度，避免死记硬背；通过鱼在水中呼吸这一学生熟悉的实例，把“不易溶于水”这一抽象性质变得可感可知。 任务三 实验探究：木炭在空气和氧气中燃烧（教材实验3-1） 任务情境：教师提问：“木炭在空气中燃烧大家都见过，发出红光、慢慢变红；如果把它伸进纯净的氧气里，还会是老样子吗？”由此引出教材实验3-1：取两块形状、大小相同的木炭，用坩埚钳夹住，在酒精灯火焰上点燃后，分别伸入盛有空气和盛有氧气的两个集气瓶中，对比观察。 学生活动：学生分组进行对比实验，先在空气中点燃木炭，观察并记录现象；再将红热的木炭由上而下缓慢地伸入氧气瓶中，仔细观察燃烧的剧烈程度、火焰或光的颜色、是否放热；燃烧结束后，教师向两个集气瓶中分别倒入少量澄清石灰水，振荡，引导学生观察石灰水的变化。 教师引导：教师巡回指导，强调操作要点：木炭要由上而下缓慢伸入，不能直接插到瓶底，否则燃烧产生的热和生成的气体会把上部氧气排出，使燃烧很快熄灭；玻璃片要随开随盖，减少氧气散失。实验结束后组织学生汇报，师生共同梳理现象：在空气中，木炭持续红热，无烟无焰，放出热量；在氧气中，木炭剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热；倒入澄清石灰水后，两个瓶子里的石灰水都变浑浊，只是氧气瓶中变化更明显。教师追问：“同样是木炭燃烧，为什么在氧气中比在空气中剧烈得多？”引导学生得出：燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 设计意图：这是本课第一个对比实验，旨在让学生学会“控制变量、平行对比”的实验思想；通过现象差异制造认知冲突，使学生直观感受到氧气浓度对反应的影响，为后续归纳氧气“助燃性”积累关键证据。 任务四 实验探究：铁丝在氧气中燃烧 任务情境：教师拿出一根细铁丝提问：“铁是我们身边最常见的金属，它能在空气中燃烧吗？如果把它放到纯净的氧气里，又会怎样？”激发学生的猜想。 学生活动：学生先观察铁丝在酒精灯火焰上加热的现象——铁丝只能红热，不能燃烧；随后由教师演示或分组完成铁丝在氧气中燃烧的实验：把细铁丝绕成螺旋状，末端系一根火柴梗，点燃火柴梗待其临近燃尽时，将铁丝由上而下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中（瓶底预先留少量水或铺一层细沙）。学生仔细观察并记录铁丝在氧气中的变化。 教师引导：教师重点引导学生思考三个问题：第一，铁丝为什么要绕成螺旋状？——为了增大受热面积，使铁丝更容易持续燃烧；第二，为什么要在末端系一根火柴梗？——火柴梗燃烧放出的热量用来引燃铁丝；第三，集气瓶底为什么要预先留水或铺细沙？——防止燃烧生成的高温熔融物溅落下来，炸裂瓶底。学生汇报现象后，师生共同归纳：铁丝在空气中只能红热、不能燃烧；在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。教师顺势追问：“这个现象和木炭燃烧一样吗？说明氧气与不同物质反应时，现象有什么共同趋势？”引导学生关注：在氧气中反应都比在空气中更剧烈。 设计意图：本实验操作要求高、安全提示多，通过“为什么这样做”的连续追问，把实验操作细节与实验原理紧密联系起来，培养学生规范操作和安全实验的意识；同时与木炭实验形成对照，进一步强化氧气浓度对反应剧烈程度的影响。 任务五 实验探究：蜡烛在氧气中燃烧 任务情境：教师设问：“前面我们研究了木炭这种非金属单质和铁丝这种金属单质在氧气中的燃烧，那么生活中常见的蜡烛，在氧气中又会怎样呢？” 学生活动：学生观察实验：将一支短蜡烛固定在燃烧匙内，点燃后先观察它在空气中燃烧的火焰，再将其自上而下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，观察燃烧现象；待燃烧停止后，向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，同时观察集气瓶内壁的变化。 教师引导：教师引导学生从两个角度描述现象：一是光和热——蜡烛在氧气中燃烧比在空气中更旺，发出白光，放出热量；二是生成物——集气瓶壁上出现水雾，说明生成了水；倒入澄清石灰水后石灰水变浑浊，说明还生成了能使石灰水变浑浊的气体。教师提问：“这个实验和前两个实验相比，有什么相同点和不同点？”学生归纳：相同点是都比在空气中燃烧更剧烈、都放出热量；不同点是蜡烛燃烧时瓶壁上有水雾出现。教师进一步引导：蜡烛主要由含碳、氢的物质组成，燃烧后同时生成水和能使石灰水变浑浊的气体，这一结论将在后续学习中继续深入。 设计意图：通过蜡烛燃烧实验，让学生体验到氧气不仅能让木炭、铁丝燃烧，也能让生活中的常见物质燃烧得更旺，丰富学生对氧气助燃性的认识；瓶壁水雾的观察训练了学生细致观察、多角度记录现象的能力。 任务六 对比归纳：氧气的化学性质 任务情境：教师出示一张空白表格，表头为“物质、在空气中燃烧的现象、在氧气中燃烧的现象、共同结论”，请各小组把刚才三个实验的现象整理填写到表格中。 学生活动：学生以小组为单位，合作完成现象对比表：木炭在空气中持续红热，在氧气中发出白光，放热，生成使石灰水变浑浊的气体；铁丝在空气中红热不燃烧，在氧气中火星四射，放热，生成黑色固体；蜡烛在空气中安静燃烧，在氧气中发出白光，放热，瓶壁出现水雾，生成使石灰水变浑浊的气体。填表过程中学生相互核对、补充，教师巡视指导。 教师引导：教师引导学生观察表格的最后一列：“把这三个实验放在一起看，你能得出关于氧气化学性质的哪些结论？”在学生充分发言后师生共同归纳：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能与许多物质发生化学反应，同时放出热量；氧气具有支持燃烧的性质（助燃性），物质在氧气中燃烧通常比在空气中更剧烈。教师特别强调：氧气本身不能燃烧，它是“帮助别人燃烧”，这一点与可燃物质要区分清楚。 设计意图：通过表格整理，把零散的实验现象结构化，训练学生归纳概括能力；通过追问“共同结论”，引导学生从个别现象上升到一般认识，形成对氧气化学性质的整体判断。 任务七 联系生活：氧气的用途 任务情境：教师回到课堂开头出示的四张图片——医院吸氧、登山背氧、潜水呼吸、炼钢火花，请学生结合刚刚归纳出的氧气性质，重新解释这些场景。 学生活动：学生分小组讨论：氧气有哪些用途？这些用途分别利用了氧气的哪条性质？讨论后分组汇报，师生共同梳理出氧气用途的两大方面：第一，供给呼吸——在医疗急救、潜水、登山、高空飞行、太空航行等缺氧或低氧环境中，氧气是维持生命不可或缺的物质；第二，支持燃烧——利用氧气支持燃烧、使燃烧更剧烈的性质，氧气被广泛用于炼钢，提高炉温、除去杂质；用于气焊和气割，使乙炔等燃料剧烈燃烧产生高温火焰；用于火箭发射，作为助燃剂与燃料混合燃烧产生巨大推力。 教师引导：教师引导学生把用途和性质一一对应连线：供给呼吸，利用的是氧气参与生物体内缓慢氧化、维持生命活动的性质；支持燃烧，利用的是氧气的助燃性。教师进一步提问：“氧气是不是越多越好？”学生讨论后认识到：氧气对生命和生产十分重要，但在某些场合也需要控制氧气的量，例如钢铁防锈、食物保鲜、灭火时都要隔绝或减少氧气；病人吸氧也需要医生根据病情调节流量。由此渗透“任何化学物质都要合理使用”的辩证观点。 设计意图：首尾呼应，用开头的情境回扣本节课所学，让学生真正体会“性质决定用途、用途反映性质”的化学基本观念；通过“氧气是不是越多越好”的讨论，培养学生辩证看待化学物质、科学使用化学物质的态度与责任。 任务八 总结拓展：从剧烈燃烧到缓慢氧化 任务情境：教师提问：“前面我们看到的燃烧都是剧烈的、发光放热的，那么氧气在我们身体里、在铁钉生锈时、在食物腐败时，是不是也在起作用？” 学生活动：学生结合生活经验讨论：人呼吸时吸进氧气、呼出二氧化碳；苹果切开后切面变黄变褐；铁在潮湿空气中慢慢生锈；堆放的秸秆有时会自发发热甚至起火。教师引导学生认识：这些变化进行得很缓慢，不易被察觉，但同样是物质与氧气发生的反应，人们把这样的氧化叫作缓慢氧化；而像燃烧那样剧烈、发光放热的氧化，则属于剧烈氧化。两者的共同点是都有氧气参与、都放热，不同点是反应的剧烈程度和进行方式不同。 教师引导：教师引导学生从三个层次进行课堂小结：一看性质——氧气是无色无味、密度略大于空气、不易溶于水的气体，化学性质比较活泼，具有助燃性；二看方法——研究一种物质，可以从物理性质到化学性质，通过实验对比、归纳总结来认识它；三看观念——物质的性质决定它的用途，用途又体现性质。教师布置课后观察任务：回家后仔细观察一根蜡烛燃烧，记录蜡烛火焰各层的颜色和温度差异，并思考蜡烛在空气中和在氧气瓶中燃烧现象不同的原因，为下一节课学习化合反应、氧化反应以及氧气的制取做好准备。 设计意图：把课堂学习从剧烈燃烧延伸到缓慢氧化，帮助学生建立对氧气参与反应的完整认识；三层小结既梳理知识，又提炼方法，更渗透化学基本观念；课后观察任务延续探究兴趣，实现课堂向课外的自然延伸。 六、板书设计 3.1 氧气的性质和用途（第一课时） 一、物理性质 无色、无味气体；密度略大于空气；不易溶于水； 液氧为淡蓝色液体，固氧为淡蓝色雪花状固体，储存在蓝色钢瓶中。 二、化学性质：化学性质比较活泼，具有助燃性 1. 木炭：空气中持续红热；氧气中剧烈燃烧、发出白光、放热， 生成使澄清石灰水变浑浊的气体。 2. 铁丝：空气中只红热不燃烧；氧气中剧烈燃烧、火星四射、放热， 生成黑色固体（瓶底须留水或铺细沙）。 3. 蜡烛：氧气中发出白光、放热，瓶壁出现水雾， 生成使澄清石灰水变浑浊的气体。 三、用途（性质决定用途） 供给呼吸：医疗急救、潜水、登山、航天； 支持燃烧：炼钢、气焊气割、火箭助燃。 学科网（北京）股份有限公司 $