3.2探究水的化学变化（第二课时）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（第二课时）》教学设计 北京版（2024）初中化学九年级上册 第三章 探究水的奥秘 第二节 一、教材分析 本课时承接电解水实验，认识水在通电条件下发生的分解反应，学会检验两极气体，明确水由氢元素和氧元素组成。教材以实验探究为主线，由宏观现象走向微观本质，初步建立通过分解与化合双向探究确定物质组成的思想，为后续学习化学变化本质奠定基础。 二、四维核心素养目标 化学观念：知道水通电生成氢气和氧气，氢气燃烧又生成水，水由氢氧两种元素组成。 科学思维：从微观理解分子可分、原子重组，原子种类和数目不变。 科学探究与实践：会检验两极气体，知道点燃氢气前必须验纯。 科学态度与责任：体会实证价值，认同氢气是清洁能源，树立节水安全意识。 三、教学重难点 教学重点：电解水实验的现象、气体检验方法与结论；氢气的可燃性与验纯；水由氢氧两种元素组成的推断依据。 教学难点：区分“水由氢氧元素组成”与“水由氢气和氧气组成”；理解化学变化中元素种类、原子种类和数目均不变。 四、设计意图 本课时以“水的组成到底该如何确定”这一核心问题为线索，采用任务式活动设计，把知识学习还原为真实的探究历程。通过“回顾实验—再现现象—微观探析—验纯操作—反向验证—方法归纳”六个任务层层推进，让学生在动手观察、质疑推理、合作交流中主动建构知识。设计中注重宏观、微观、符号三重表征的相互转化，借助水分子模型帮助学生理解化学变化的本质，突破“物质组成”这一抽象难点。同时渗透探究史与清洁能源的价值教育，引导学生感受化学对节约水资源、发展绿色能源的贡献，实现知识、能力与态度的协调发展，落实四维核心素养。 五、教学过程（任务式活动设计） 任务一 情境回望，聚焦核心问题 任务情境：课前，教师展示一幅“电解水装置图”和一段“电解水实验”的视频片段，画面中两极不断冒出气泡。教师提出问题：上一节课我们观察到了水的电解，那么这些气体到底是什么？水的组成又该如何确定？带着疑问，同学们走进今天的探究之旅。 学生活动：学生观察图片与视频，回顾电解水的实验现象，回忆两极产生的气体体积关系，尝试用已有知识描述自己看到的现象，并大胆猜想气体的身份。 教师引导：教师组织学生汇报，将学生提出的猜想写在黑板一侧，引导他们明确本课要解决的三个问题：正、负极产生的各是什么气体？如何用实验验证？由此能推断出水的组成吗？教师顺势揭示课题，点明本课将沿着“提出问题—实验探究—微观分析—得出结论”的路径展开。 设计意图：以真实情境激活学生已有认知，激发探究欲望，将模糊的观察转化为明确的可探究问题，为后续活动定向，并帮助学生建立科学探究的一般路径意识。 任务二 实验再现，深化电解水认识 任务情境：教师演示（或播放规范操作视频）电解水实验，引导学生观察。通电后，两电极上均有气泡产生，与正极相连的管内气体体积较小，与负极相连的管内气体体积较大。 学生活动：学生认真观察实验现象，记录“正极、负极管内气体的体积关系”，讨论这两种气体的检验方法，并在教师指导下进行检验操作：用带火星的木条接近正极管内气体，观察到木条复燃，证明该气体具有助燃性，是氧气；用燃着的木条接近负极管内气体，观察到气体被点燃，产生淡蓝色火焰，证明该气体具有可燃性，是氢气。 教师引导：教师强调检验操作的要领与安全事项，引导学生归纳正极产生氧气、负极产生氢气、两种气体体积比约为二比一的规律，可简记为“正氧负氢、氢二氧一”，并追问：为什么在水中要加入少量硫酸钠？引导学生理解这是为了增强水的导电性。教师进一步启发学生思考：这些现象说明水发生了什么变化？提示学生联系“有新物质生成的变化是化学变化”判断电解水属于分解反应。 设计意图：通过再现实验，让学生经历“观察—记录—检验—结论”的完整实证过程，培养严谨求实的科学态度，掌握气体的检验方法，并由现象自然过渡到变化类型的判断。 任务三 微观探析，揭秘化学变化的本质 任务情境：教师出示水分子模型，并提出疑问：通电后，水分子发生了什么变化？生成的气体分子又是怎样产生的？让我们从微观世界去寻找答案。 学生活动：学生借助水分子模型动手拆分与组合：将水分子的模型拆成氢原子和氧原子，再让两个氢原子结合成一个氢分子，两个氧原子结合成一个氧分子。通过模型的拆分与重组，直观感受水在通电条件下，水分子分裂成氢原子和氧原子，氢原子与氧原子重新组合生成新的分子。 教师引导：教师引导学生归纳微观本质：化学变化中，分子可以再分，原子不能再分；原子的种类和数目不变，只是重新组合。进而理解化学反应前后元素的种类不变，这正是推断水由氢元素和氧元素组成的依据。 设计意图：以模型操作突破微观抽象，帮助学生建立“分子可分、原子不可分”的本质认识，实现宏观现象与微观本质的统一。 任务四 氢气验纯，安全规范实验操作 任务情境：氢气是一种可燃性气体，若不纯，点燃时可能发生危险。教师提出任务：如何安全地检验氢气的纯度？ 学生活动：学生观察教师演示氢气验纯操作：用向下排空气法收集一小试管氢气，用拇指堵住管口，移近火焰，移开拇指点火。学生倾听并区分两种声音：若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯；若听到轻微的“噗”声，说明氢气较纯。 教师引导：教师强调点燃任何可燃性气体前都必须验纯，并引导学生分析收集氢气时试管口朝下的原因——氢气密度比空气小，口朝下不易逸散。同时演示氢气燃烧实验：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到淡蓝色火焰；在火焰上方罩一个干冷的烧杯，内壁出现水雾，说明生成了水。 设计意图：落实安全实验教育，让学生掌握验纯方法，并通过氢气燃烧实验体会“化合”也能探究水的组成，为下一任务做铺垫。 任务五 反向验证，透过化合确认水的组成 任务情境：电解水告诉我们水能分解成氢气和氧气，那么反过来，氢气和氧气反应又能生成什么？这能否再次证明水的组成？ 学生活动：学生基于刚才氢气燃烧的实验现象展开讨论：氢气燃烧生成水，反应物只有氢气和氧气，生成物只有水。依据化学反应前后元素种类不变，可知水中一定含有氢元素和氧元素。教师引导学生对比“分解”与“化合”两条探究路径，体会双向探究、相互印证的科学方法。 教师引导：教师帮助学生澄清易错点：水是由氢元素和氧元素组成的化合物，水中并不含有氢气和氧气，也不存在氢分子和氧分子；每一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。教师组织学生比较“电解水”与“氢气燃烧”两条路径，引导学生认识到无论是“分解”还是“化合”，只要抓住反应前后元素种类不变，都能确认水的组成，从而体会科学方法的普适性。 设计意图：通过“分解—化合”双向探究，让学生理解确定物质组成的一般思路，突破“元素与单质”的混淆难点，发展逻辑推理能力，渗透“多角度互证”的科学研究方法。 任务六 方法归纳，迁移应用与价值升华 任务情境：教师展示资料：我国科学家利用太阳能、风能等可再生能源产生的电能来电解水制取氢气，氢气燃烧的产物只有水，是一种理想的清洁能源。 学生活动：学生结合本课所学，讨论氢能作为清洁能源的优点，思考节约用水、保护水资源的意义，并尝试用“观察—检验—结论”“分解—化合互证”的方法去认识其他物质。 教师引导：教师组织学生梳理本课的知识与方法，完善板书，总结化学变化的基本特征，强调化学与资源、能源、环境的紧密联系，引导学生树立绿色低碳观念。 设计意图：升华主题，将知识学习引向真实应用与价值认同，实现科学态度与责任素养的落地，帮助学生构建系统的认知结构。 六、板书设计 探究水的化学变化（第二课时） 核心问题：水的组成如何确定？ 一、电解水（分解反应） 水 通电 → 氢气 + 氧气 正极：氧气（带火星木条复燃） 负极：氢气（点燃，淡蓝色火焰） 体积比：氧 : 氢 ≈ 1 : 2 简记：正氧负氢、氢二氧一 加硫酸钠：增强导电性 二、氢气 无色无味、密度最小、难溶于水 可燃性：淡蓝色火焰、有水雾 点燃前必须验纯 三、微观本质 水分子 分裂 氢原子+氧原子 氢原子结合 氢分子 氧原子结合 氧分子 化学变化中：分子可分，原子不可分 原子种类、数目不变 四、水的组成 水由氢元素和氧元素组成 （一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成） 五、方法小结 分解—化合 双向探究 观察—检验—结论 学科网（北京）股份有限公司 $