2.3制取氧气（第1课时）教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

人教版九年级化学《第二单元 空气和氧气》课题3 制取氧气 第一课时 教学设计 义务教育教科书·化学（人教版）九年级上册 · 第二单元 空气和氧气 一、课题信息 课题：课题3 制取氧气（第一课时） 教材版本：人教版《义务教育教科书·化学》九年级上册（2024年版） 教学对象：九年级学生 核心内容：实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气；氧气的检验与验满；工业分离液态空气制取氧气 二、课标分析 《义务教育化学课程标准（2022年版）》将“制取氧气”列为核心实验活动，要求学生认识实验室制取气体的基本思路，初步建立“反应原理—发生装置—收集方法—检验验满”的实验设计逻辑。本课时以加热高锰酸钾制取氧气为载体，引导学生在真实实践中经历“明确原理—选择装置—规范操作—检验验满—反思改进”的完整探究过程，发展科学探究能力；结合工业分离液态空气制取氧气，体会化学在医疗、工业领域的应用，落实科学态度与责任等课程目标。 三、四维核心素养 化学观念：建立反应条件与装置、收集的内在联系，深化变化观念。 科学思维：依据气体性质推理装置与收集，发展证据推理。 科学探究：经历制取氧气的实验探究，学会规范操作与观察。 科学态度与责任：认识氧气应用，树立安全与环保责任。 四、教学重难点 重点：实验室用加热高锰酸钾制取氧气的原理、装置选择与规范操作，氧气的检验与验满。 难点：理解根据反应条件与气体性质选择装置的思路，以及试管口略向下倾斜、先撤导管后熄灯等操作的原因，能据此分析改进方案。 五、设计思路 本课时采用“任务驱动—实验探究—归纳提升”的思路。以“医院、航天、工业用的大量氧气从哪里来”为真实情境导入，引出工业制取与实验室制取两条对比主线。教学过程设置“聚焦问题—建立思路—实验探究—归纳方法—了解工业制取—总结提升”六个层层递进的任务，每个任务以问题链为支架，引导学生在观察、实验、比较、讨论中主动建构知识；通过动手实验规范操作，通过证据推理理解装置选择，通过情境辨析体会化学价值，实现知识、能力与素养的同步发展。 六、教学过程设计（任务式） 任务一 情境导入，聚焦问题——大量氧气从哪里来 【教师活动】展示医院病房中的氧气袋、潜水员的氧气瓶、航空航天中的供氧装置等真实场景，提出问题：医院、潜水、航天和工业上都离不开大量的氧气，这些氧气是从哪里来的呢？引导学生联系生活思考，捕捉学生的真实想法，顺势揭示本课要解决的核心问题，并简要交代本课将围绕“实验室如何制取氧气”和“工业如何大量制取氧气”两条线索展开。 【学生活动】观察真实的生活场景，展开联想，回忆起空气中含有氧气、生物呼吸需要氧气等已有知识，猜测氧气可能是通过一定的方法制备出来的，对“氧气怎样制取”产生探究兴趣，大胆说出自己最想了解的问题。 【设计意图】以真实情境激活学生已有的生活经验与认知基础，制造认知冲突，把抽象的化学问题与鲜活的生产生活实际联系起来，激发学习内驱力，并为“工业制取”与“实验室制取”两条主线作好铺垫。 任务二 建立实验室制取气体的基本思路 【教师活动】引导学生回顾氧气具有支持燃烧、不易溶于水、密度比空气略大的性质，提出问题：要制备一种气体，一般需要考虑哪些问题？组织小组讨论，引导学生在交流中归纳出“反应原理—发生装置—收集方法—检验验满”的思考路径，并追问：选择收集方法时应依据气体的哪些性质？ 【学生活动】结合氧气的性质，在小组内讨论制取气体需要考虑的因素，初步归纳出制取气体的基本思路；依据“氧气不易溶于水、密度比空气略大”推理出可用排水法或向上排空气法收集，并说明选择依据。 【设计意图】让学生从“为什么这样做”出发理解实验设计逻辑，而非机械记忆操作步骤；把“依据气体性质选择收集方法”这一思维方法显性化，为后续实验探究提供方法支架，发展科学思维与证据推理能力。 任务三 探究实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气 【教师活动】分三步推进：（1）认识反应原理：说明实验室常选择高锰酸钾这种固体，通过加热的方式使其分解产生氧气，除氧气外还生成固体残留物，用语言完整描述这一变化过程，帮助学生建立“反应物—条件—产物”的对应关系，同时强调反应需要提供热量这一关键条件。（2）认识发生装置：展示并讲解固固加热型发生装置，逐一说明设计依据——试管口略向下倾斜，防止加热时产生的水蒸气冷凝成水后回流到热的试管底部使试管炸裂；试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末随气流进入导管堵塞导管；导管伸入试管内不宜过长，便于气体顺利导出。（3）规范操作并演示：强调“连接仪器并检查装置的气密性—装入药品并塞好棉花—将试管固定于铁架台上—点燃酒精灯先预热再集中加热—当气泡连续并均匀冒出时开始收集气体—实验结束先把导管撤离水面再熄灭酒精灯”的操作顺序，逐一解释每一步的要领，特别是“先撤离导管、后熄灭酒精灯”是为了防止水槽中的水倒流入热的试管使试管炸裂。 【学生活动】边观察演示边思考每一步操作的目的，跟随教师梳理操作顺序，用自己的话说出每一步的要领和理由；在理解的基础上记忆“查、装、定、点、收、离、熄”的关键操作，并相互质疑补充。 【教师活动】组织学生分组实验：检查装置气密性，装入适量高锰酸钾并塞好棉花，固定装置，加热并观察，当气泡连续均匀冒出时用排水法收集氧气，观察气泡冒出与气体收集的过程，记录现象；随后引导学生用带火星的木条检验集气瓶内气体是否为氧气（木条复燃说明是氧气），用带火星的木条放在集气瓶口判断是否已收集满。巡视各组，及时纠正操作不当之处，强调注意安全、仔细观察、如实记录，提醒学生留意收集过程中可能出现的异常现象。 【学生活动】在教师指导下合作完成实验，规范操作、仔细观察、如实记录气泡产生与收集的现象，动手完成氧气的检验与验满，交流自己判断“是不是氧气、是否收集满”的依据，讨论如果一开始冒出气泡就收集会导致怎样的结果，体会每一步操作的科学道理。 【教师活动】实验结束后组织全班交流：比较排水法与向上排空气法的选用依据，分析实验过程中可能出现的装置漏气、试管炸裂、收集气体不纯等问题及改进办法，引导学生把观察到的现象与操作要求对应起来，进一步巩固对装置选择与操作规范的理解。 【学生活动】结合自身实验经历，参与交流，说出收集方法的选用依据，分析常见失误的原因与改进思路，尝试用自己的语言完整复述制取氧气的操作顺序及每一步的理由，并与同伴相互补充、纠正表述中的不准确之处。 【设计意图】通过“原理—装置—操作—收集—检验”的完整链条，让学生经历真实的科学探究过程，理解每一步操作背后的科学道理而非机械模仿；在动手实践中训练规范操作技能，通过分析异常与改进方案发展证据推理与问题解决能力，养成安全、细致、实事求是的实验态度，落实科学探究与科学态度素养。 任务四 反思交流，归纳实验室制取气体的一般思路 【教师活动】组织学生回顾刚才的实验，提出问题：我们是如何从反应原理和气体性质出发选择装置的？如果反应物不需要加热，发生装置又该怎样设计？引导学生在比较与讨论中，把高锰酸钾制取氧气的个别经验上升为“根据反应物状态和反应条件选择发生装置、根据气体溶解性和密度选择收集方法”的一般方法。 【学生活动】结合刚才的实验经历展开交流与反思，尝试说明发生装置和收集装置的选择依据，归纳出可迁移到其他气体制取中的一般思路，并针对“若不需要加热”的情形提出自己的设计设想。 【设计意图】从个别实验走向一般方法，帮助学生突破“理解装置选择依据”这一难点，形成可迁移的思维方法，发展归纳概括与迁移应用能力，为后续不同气体的制取学习做好方法准备。 任务五 了解工业制取氧气 【教师活动】回应任务一的情境，讲解工业上采用分离液态空气的方法大量制取氧气：先把空气加压降温变成液态空气，再利用氧气与氮气沸点不同，使其先后气化从而分离，用语言描述这一物理过程；组织学生对比工业制取与实验室制取在原料、原理、产量、规模上的不同，指出工业制取属于物理变化。 【学生活动】聆听讲解，思考“为什么要用分离液态空气的方法”，在小组内对比工业制取与实验室制取的原料、原理、产量与用途，说出工业制取氧气的本质是利用沸点不同、属于物理变化，并联系生活举例说明工业氧气的常见用途。 【设计意图】把课堂知识与社会生产实际联系起来，帮助学生认识化学方法在工业中的应用，体会化学对改善生活和推动社会发展的重要作用，落实科学态度与社会责任的素养目标。 任务六 总结提升，布置拓展 【教师活动】引导学生用提纲或思维导图的方式梳理本课知识：实验室制取气体的基本思路，加热高锰酸钾制取氧气的原理、装置与操作要点，氧气的检验与验满，工业制取氧气的方法；并布置拓展任务：课后查阅资料，了解过氧化氢能否也用于制取氧气，为下一课时学习催化剂作好铺垫。 【学生活动】系统整理本课所学，形成完整的知识结构，提出自己仍存的疑问；明确课后拓展任务的方向。 【设计意图】帮助学生系统化建构知识，形成完整认知结构；通过拓展任务引导学生把学习延伸到课外，保持探究热情，为后续学习埋下伏笔，促进深度学习与主动反思。 七、板书设计 课题3 制取氧气（第一课时） 一、实验室制取气体的基本思路 反应原理 → 发生装置 → 收集方法 → 检验验满 二、实验室用加热高锰酸钾制取氧气 反应原理：高锰酸钾受热分解，产生氧气 发生装置：固固加热型；试管口略向下倾斜、管口塞棉花 操作要点：查—装—定—点—收—离—熄 收集方法：排水法（氧气不易溶于水）、向上排空气法（密度比空气略大） 检验与验满：带火星的木条复燃说明是氧气；瓶口木条复燃说明已满 三、工业制取氧气 分离液态空气法：加压降温 → 利用沸点不同分离 → 物理变化 学科网（北京）股份有限公司 $