4.4探究物质的组成-第一课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

探究物质的组成（第一课时）教学设计 北京版 · 九年级化学上册 · 第四章 认识化学元素 · 第四节 一、教材分析 本节选自北京版初中化学九年级上册第四章第四节，第一课时围绕“物质由什么组成”这一核心问题，以石蜡燃烧为载体，引导学生通过点燃前、燃烧中、熄灭后的系列观察，初步学会依据实验现象推断物质元素组成的思路方法。本课是学生从宏观物质走向微观构成、从零散现象走向系统认识的关键一环，为后续学习化学式、元素化合价奠定认知基础。 二、四维核心素养 化学观念：通过实验建立“物质由元素组成、变化前后元素种类不变”的基本观念；科学思维：依据实验现象进行证据推理，学会判断物质“一定含有”与“可能含有”的元素；科学探究：经历观察、实验、分析、结论的完整过程，掌握探究物质组成的一般方法；科学态度与责任：养成严谨求实的实证态度，体会化学研究对生活与科技发展的实际价值。 三、教学重难点 重点：通过石蜡燃烧实验掌握探究物质组成的一般程序，能依据燃烧产物正确推断物质所含的元素；难点：由燃烧生成水和二氧化碳，推理出物质“一定含碳、氢元素、可能含氧元素”的逻辑过程，理解判断元素组成必须基于元素种类不变的守恒思想。 四、设计意图 本课时采用任务式教学，以“侦探调查石蜡由哪些元素组成”为核心情境，将抽象的元素组成知识转化为可操作、可体验的探究任务。通过观察、取证、推理三个递进环节，让学生亲历“提出问题—收集证据—作出推断”的科学探究过程，突破由产物反推组成的推理难点。同时以青蒿素的发现与人工合成为收尾，把课堂所学与社会、科技真实情境对接，激发学习兴趣，体会认识物质组成的实际价值，实现知识建构与素养培育的有机统一。 五、教学过程 环节一 情境导入：来自“物质侦探所”的求助任务 【任务情境】 同学们，我们身边有一支再普通不过的蜡烛。它每天在生日、停电时给我们带来光明，但很少有人追问：蜡烛究竟是由什么组成的？今天，请大家扮演“物质侦探”，接受“物质侦探所”的一项求助任务——揭开蜡烛（石蜡）的组成之谜。要完成这项任务，不能靠猜测，只能靠观察、实验和推理去寻找证据。让我们带着“侦探思维”走进今天的课堂，探究物质的组成。 【教师活动】 教师点燃一支蜡烛，提出问题：光凭肉眼，你能直接看出蜡烛由哪些物质组成吗？引导学生大胆猜测并说明理由。 【学生活动】 学生观察蜡烛，提出“蜡烛里有蜡”“燃烧会有碳”“可能有水”等猜测，感受到光凭感觉无法回答，产生认知冲突，明确本课时核心任务。 【设计意图】 创设“侦探破案”情境，激发探究欲望，制造认知冲突，明确本课时要解决的核心问题，为后续任务式活动埋下清晰主线。 环节二 任务一 认识研究对象——探清石蜡的物理性质 【任务情境】 侦探破案，第一步要全面了解“嫌疑人”的基本特征。我们想探究石蜡的组成，也要先认识石蜡本身：它是什么颜色、什么状态？有没有气味？和水比谁重？请各组像侦探做“现场勘察”一样，观察并动手验证石蜡的物理性质。 【教师活动】 1. 指导学生按顺序观察蜡烛的颜色、状态、形状和气味；2. 组织学生把一小块石蜡放入水中，观察石蜡是沉还是浮、是否溶解；3. 巡视各组，提示按“先整体后局部、先外后内”的次序观察。 【学生活动】 分组观察并记录：蜡烛为圆柱形，多为乳白色或红色，有轻微气味；把石蜡放入水中，石蜡不溶于水，浮在水面上。由此归纳石蜡的物理性质：质地较软、密度比水小、难溶于水。 【设计意图】 从“了解研究对象”入手，渗透有序、全面观察的实证方法，帮助学生建立“探究物质组成前先认识物质本身”的科学思路。 环节三 任务二 燃烧现场取证——收集蜡烛燃烧的证据 【任务情境】 石蜡燃烧，是它变化最“热闹”的时刻，也是证据最丰富的现场。要判断蜡烛的组成，关键在于它在燃烧中生成了什么。请各组像侦探“取证”一样，仔细观察燃烧现象，并通过几个小实验，把藏在现象背后的“隐性证据”找出来。 【教师活动】 1. 指导学生点燃蜡烛，观察火焰颜色、层次以及是否有黑烟；2. 演示“火柴梗实验”：将一根火柴梗迅速平放入火焰中，稍候取出，观察哪部分先变黑；3. 指导“干冷烧杯实验”：将一只冷而干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，观察烧杯内壁的变化；4. 指导“澄清石灰水实验”：换用内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，观察石灰水的变化。 【学生活动】 分组实验并记录现象：蜡烛燃烧产生黄白色光亮火焰，火焰分为外焰、内焰、焰心三层，有黑烟冒出；火柴梗在外焰处最先变黑，说明外焰温度最高；干冷烧杯内壁出现一层小水珠；内壁蘸有澄清石灰水的烧杯，石灰水变浑浊。 【设计意图】 让学生在真实实验情境中有序收集多组证据，训练细致的观察能力与规范的操作能力，为下一步推断蜡烛组成积累完整、可靠的证据链。 环节四 任务三 火眼金睛断案——依据证据推断蜡烛的组成 【任务情境】 证据已经到手，现在进入侦探破案最核心的环节——推理判断。烧杯内壁的水珠说明蜡烛燃烧生成了水；石灰水变浑浊说明蜡烛燃烧生成了二氧化碳。那么，蜡烛中到底含有哪些元素？一定含有碳、氢元素吗？一定含有氧元素吗？请大家跟随老师一起严密推理。 【教师活动】 引导分析：水是由氢元素和氧元素组成的，二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的。依据“化学反应前后元素种类不变”的原理：燃烧是蜡烛与空气中的氧气发生的反应，产物中的碳元素不可能凭空产生，一定来自蜡烛；氢元素也一定来自蜡烛。而产物中的氧元素，既可能来自蜡烛，也可能来自参与反应的空气中的氧气，所以只能判断蜡烛可能含有氧元素，不能确定。 【学生活动】 在教师引导下完成推理，得出结论：蜡烛中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。并在小组内复述推理过程，相互质疑“为什么不能确定含氧”。 【设计意图】 突破本课难点——由燃烧产物推断物质的元素组成，发展证据推理能力，帮助学生掌握“一定含有”与“可能含有”的严谨判断，深化对守恒思想的理解。 环节五 任务四 熄灭后的余证——观察白烟与复燃 【任务情境】 燃烧虽然结束，证据却仍在出现。请观察：吹灭蜡烛后，从烛芯飘出一缕白烟；用燃着的火柴靠近这缕白烟，蜡烛竟被重新点燃了。这一看似神奇的“余证”，又说明了什么？ 【教师活动】 熄灭蜡烛，演示点燃白烟使蜡烛复燃，引导学生思考白烟的成因。 【学生活动】 观察白烟与复燃现象，讨论后解释：白烟是石蜡蒸气遇冷凝结形成的小颗粒，说明石蜡具有可燃性；复燃进一步印证石蜡确实由可以燃烧的物质组成。 【设计意图】 补充证据链，使探究过程完整连续，同时渗透“物质的性质决定其用途”的观念，进一步印证前面对蜡烛组成的判断。 环节六 任务五 迁移应用——认识青蒿素，感受化学价值 【任务情境】 石蜡只是较为简单的物质。如果研究对象换成比石蜡复杂得多的青蒿素，科学家又是如何确定它的组成和结构的呢？让我们翻开课本，了解青蒿素背后的化学故事。 【教师活动】 讲述青蒿素的发现历程：科学家先从青蒿中分离提纯得到纯净的青蒿素，再借助先进仪器确定它的元素组成和分子结构，进而通过化学合成实现大批量生产，纯度更高、性质更稳定，造福人类。引导学生讨论“为什么要探究物质的组成”。 【学生活动】 阅读教材、交流讨论，归纳探究物质组成的意义：认识物质本质、指导人工合成、服务生产生活。 【设计意图】 将课堂所学迁移到真实科研情境，理解认识物质组成与结构的巨大价值，体会化学推动社会发展的作用，落实科学态度与社会责任素养。 环节七 总结提升：梳理收获，布置探究任务 组织学生回顾本课时的探究过程，共同梳理“探究物质组成的一般思路”：观察现象—收集证据—逻辑推理—得出结论。强调这一思路不仅适用于石蜡，也适用于其他物质。 课后任务：请同学们运用本课时的思路与方法，思考并尝试设计实验，判断一杯无色液体是否含有碳元素、氢元素，下节课交流分享。 六、板书设计 探究物质的组成 一、认识石蜡（物理性质）：圆柱形、乳白色、有气味；密度比水小、难溶于水 二、燃烧中的证据：火焰分三层，外焰温度最高；生成水；生成二氧化碳 三、推理组成：一定含碳元素、氢元素；可能含氧元素 四、熄灭后的证据：白烟（石蜡蒸气冷凝）；可复燃 五、探究物质组成的一般思路：观察现象 → 收集证据 → 逻辑推理 → 得出结论 六、意义：认识物质本质，指导人工合成，造福人类 学科网（北京）股份有限公司 $