2.4水的组成和净化（第一课时）教学设计--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

《水的组成和净化》（第一课时）教学设计 沪教版初中化学·九年级上册·第二章 空气与水资源·第四节 一、课标分析 依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》，本节隶属于“物质的性质与应用”主题中“常见的物质”板块。课标要求学生通过实验认识水的组成，知道水由氢、氧两种元素组成；初步形成基于实验事实进行证据推理、建构物质组成模型的思维方式；并认识水资源的宝贵，形成爱护水资源的可持续发展观念。本节承接空气组成的探究，又为后续认识化学式和化学变化中元素不变等核心观念积累实验基础，具有承上启下的作用。 二、四维核心素养目标 化学观念：建立水由氢、氧元素组成的物质组成观。 科学思维：依据气体检验事实推理水的元素组成，发展证据推理能力。 科学探究：亲历电解水实验的操作、观察与气体检验。 科学态度与责任：认识水资源宝贵，树立节水、护水意识。 三、教学重难点 教学重点：通过电解水实验认识水的组成，知道水由氢、氧两种元素组成。 教学难点：由两极气体检验的实验事实推理水的元素组成，建立宏观实验现象与物质元素组成之间的逻辑联系，理解化学变化前后元素种类不变。 四、设计思路 本节课以“水究竟由什么组成”这一核心问题统领全课，采用任务驱动式教学。教学从学生熟悉的生活情境切入，唤起已有认识并制造认知冲突；引导学生回顾研究空气组成的经验，提炼“分解物质、检验产物、反推组成”的探究思路；组织学生分组完成电解水实验，观察现象并检验生成气体，收集证据；在实验事实基础上通过讨论交流，由学生自己得出水的元素组成；最后联系淡水资源短缺的现实，落实爱护水资源的情感目标。整节课以学生活动为主线，教师在关键处点拨追问，让学生在“做中学、议中悟”。 五、教学过程 任务一：情境激疑，提出问题 教师活动：播放一段城市饮用水厂取水源的短片，镜头依次呈现江河、自来水龙头中流出的清澈水流。教师提问：“我们每天都在用水，水看起来就是一种透明的液体。那么，水到底是由什么组成的？它是一种元素，还是由多种元素组成的纯净物？”在学生自由发言后，教师再抛出两个追问：“在很长的一段历史时期里，人们曾经把水当作一种‘元素’。科学家是用什么方法推翻这一认识的？我们今天能不能像科学家那样，通过实验来回答这个问题？”由此板书核心问题：水是由什么组成的？ 学生活动：观看短片，结合生活经验畅谈对水的已有认识；在教师追问下产生认知冲突，意识到仅凭肉眼观察无法回答“水的组成”这一问题，明确本节课的探究任务。 设计意图：从学生最熟悉的生活情境出发，把“水”从司空见惯的熟悉事物转化为值得追问的科学对象；借助科学史背景制造悬念，激发探究欲望，自然引出本节课要解决的核心问题。 任务二：回顾旧知，形成思路 教师活动：引导学生回顾第二章研究空气组成时的思路：“当初我们是怎样知道空气中含有氧气和氮气的？”在学生回答的基础上，师生共同提炼研究物质组成的两条基本路径：一是把纯净物“合”出来，看它能由哪些物质反应得到；二是把纯净物“拆”开来，看它分解后生成哪些新物质。教师进一步引导：“今天我们研究水的组成，可以尝试哪条路径？如果要把水‘拆开’，我们可以借助什么条件？”由此引出“电解水”这一研究方法，并简要介绍实验装置：盛有水的玻璃管两端各连一个电极，电极分别与直流电源的正、负极相连。 学生活动：回顾空气组成探究的过程，在教师引导下归纳“化合”与“分解”两条研究路径；围绕“怎样把水分解”展开讨论，提出加热、通电等多种设想，经比较后聚焦到通电这一方案；观察实验装置图（不要求绘制），说出各部分名称和连接方式。 设计意图：唤醒学生已有的探究经验，把零散的实验操作上升为可迁移的科学研究方法；让“电解水”不是教师直接给出的指令，而是学生在比较多种方案后自己选择的合理路径，体现“方法先行”的教学设计理念。 任务三：分组实验，收集证据 教师活动：教师按学习小组分发电解水实验器材，先示范连接电路、装入加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液的水（以增强导电性），再强调两点安全注意事项：一是连接电路时开关必须处于断开状态；二是检验气体时试管口不能对着自己或他人。随后发放任务单，明确要求学生完成三件事：第一，接通电源后，仔细观察两个电极表面和玻璃管内液面的变化，把看到的现象用自己的话记录下来；第二，比较连接电源正极和负极的两端玻璃管中，收集到的气体体积哪一边多、哪一边少；第三，待气体收集到一定量后，分别打开两端玻璃管的活塞，用燃着的木条去接近管口，观察木条和管口气体发生的现象。教师巡回指导，提醒学生注意观察气泡产生的快慢、液面下降的先后，以及木条燃烧情况的细微差别。 学生活动：六人一组分工合作，有人负责连接装置，有人负责观察记录，有人负责气体检验。接通电源后，学生惊喜地发现两个电极上都迅速冒出大量气泡，玻璃管内的水面随之缓缓下降；一段时间后，连接负极一端的玻璃管中收集到的气体明显比连接正极一端的多，两者的体积大约相差一倍。在气体检验环节，学生观察到：靠近正极一端管口时，燃着的木条燃烧得更旺；靠近负极一端管口时，气体本身被点燃，产生淡蓝色火焰（若气体不纯，会听到轻微的爆鸣声）。各组把现象如实记录在任务单上，并初步判断两种气体分别可能是什么。 设计意图：把完整的探究链条交给学生：操作—观察—记录—检验，让学生在动手做实验的过程中获得第一手证据。任务单上的三个观察点，分别对应“是否有新物质生成”“产物之间的量的关系”“产物是什么”三个层次，为后续推理提供充分、可靠的事实基础。 任务四：分析论证，得出结论 教师活动：组织全班交流汇报。教师依次追问三个问题：“两端气体检验的现象一样吗？分别说明这两种气体具有什么性质？根据这些性质，你能判断它们各是什么气体吗？”在学生判断出正极产生的是氧气、负极产生的是氢气之后，教师继续追问：“我们事先只在水中通入了直流电，并没有加入别的物质。水通电后变成了氢气和氧气，这说明水在通电条件下发生了什么变化？氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，那么由此可以推知，水中一定含有哪些元素？”教师引导学生回顾“化学变化前后元素种类不变”这一基本观念，再由学生自己归纳出结论：水在通电条件下分解生成氢气和氧气，说明水是由氢元素和氧元素组成的。教师再补充说明：科学家经过精确测定，发现生成的氢气与氧气的体积之间存在固定的大小关系，这进一步说明水是一种组成固定的纯净物，而不是简单的混合物。 学生活动：各组汇报观察到的现象，在教师追问下进行层层推理：由木条燃烧更旺判断正极气体是氧气；由气体能被点燃并产生淡蓝色火焰判断负极气体是氢气；由“分解后得到含氢元素的氢气和含氧元素的氧气”，结合化学变化前后元素种类不变，推知水中一定含有氢元素和氧元素。学生代表在黑板上填写推理链条：水通电→生成氢气和氧气→氢气由氢元素组成、氧气由氧元素组成→水由氢元素和氧元素组成。 设计意图：这是本节课思维含量最高的环节。教师不直接给出结论，而是通过一串递进式追问，让学生经历“实验事实—性质判断—产物识别—元素推理”的完整证据链，真正理解“为什么说水由氢、氧两种元素组成”，突破教学难点，落实科学思维与化学观念素养。 任务五：联系实际，拓展延伸 教师活动：教师话锋一转：“我们今天用通电的方法把水分解成了氢气和氧气。氢气是一种清洁能源，科学家正在研究如何利用太阳能分解水来获得氢能。那么，地球上这么多水，是不是取之不尽、用之不竭的？”教师展示世界及我国水资源分布的简要数据：地球上可供人类直接利用的淡水资源十分有限，我国人均淡水量远低于世界平均水平，北方许多城市长期面临缺水。教师引导学生讨论：“既然水是由氢、氧元素组成的宝贵资源，我们在日常生活中应该怎样对待每一滴水？” 学生活动：倾听教师介绍，结合本地缺水或季节性停水的经历畅谈感受；列举生活中节约用水的具体做法，如随手关闭水龙头、用洗菜水浇花、推广节水器具等；进一步认识到水不仅是维持生命的物质基础，也是重要的工业原料和能源载体，从而在情感上真正形成节水、护水的意识。 设计意图：把化学学习从实验室延伸到社会生活，让学生体会化学在开发新能源、保护水资源中的作用；通过真实数据和身边事例，把“科学态度与责任”素养落到具体行动上，而不是停留在口号层面。 任务六：总结提升，布置作业 教师活动：教师引导学生对照本节课开始时提出的核心问题进行回顾：“现在你能不能用自己的话说一说，水是由什么组成的？我们是通过什么方法获得这一结论的？”在学生回答的基础上，师生共同梳理本节课的两条主线——知识主线是“水由氢元素和氧元素组成”；方法主线是“分解纯净物、检验产物、反推元素组成”。布置课后任务：第一，在家中观察烧开水时壶嘴上方出现的“白气”，思考它与水蒸气有什么不同；第二，查阅资料，了解我国南水北调工程或本地某一引水工程的基本情况，下节课交流。教师预告下节课将继续学习水的净化，引导学生带着问题离开课堂。 学生活动：跟随教师的板书和提问，系统回顾本节课的探究过程与结论，完善笔记；记录课后任务，明确下节课将要学习的内容，形成持续学习的期待。 设计意图：首尾呼应，回到课前提出的核心问题，让学生在总结中把零散的实验现象和结论串联成结构化的认识；课后任务兼顾生活观察与资料查阅，为下一课时“水的净化”做好铺垫。 六、板书设计 【板书设计】 第四节 水的组成和净化（第一课时） 一、核心问题：水是由什么组成的？ 二、探究方法：分解纯净物 → 检验产物 → 反推元素组成 三、实验事实： 通电分解水 连接电源正极一端：木条燃烧更旺 → 氧气 连接电源负极一端：气体被点燃，产生淡蓝色火焰 → 氢气 两种气体的体积：负极一端约为正极一端的两倍 四、实验结论： 水在通电条件下分解生成氢气和氧气 氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成 化学变化前后元素种类不变 → 水由氢元素和氧元素组成，是一种组成固定的纯净物 五、价值感悟：水资源宝贵 —— 节约用水，爱护水资源 学科网（北京）股份有限公司 $