9上海现场课教学设计水的组成王雪青完整版Word格式.docx

1、1. 同时这样的引入，也启迪了学生在考虑要研 究水的组成时， 第一时间想到的方法就是去拆分， 接着自然会想到如何去拆， 拆后要干什么 等一系列利用“分”法研究物质组成的方法。环节二：分解水（体现“分”的思想方法） 在体验了拆分孔明锁后， 面对如何研究水的组成， 学生第一时间想到的就是利用“分” 的思 想。至于用什么方法去分，假设基本上都集中在加热或通电。 因为通过先前的化学学习，学 生脑海中都有一个大致的概念， 那就是物质的分解可能需要一定的能量。 无论是加热还是通 电，都是尝试分解水的一个方法。当然普通加热是行不通的， 为了节约课堂的时间， 同时也为了呈现部分学生课外简单的 研究性学习活动的

2、一个侧面， 特采用了微视频的形式， 从课堂效果来看， 同学们对这种形式 还是比较认可的。那么在课堂上呈现分解水， 自然就落到了电解的方式上， 为了增加学生的活动体验， 本 课采用学生实验和教师演示实验相结合的方法展开教学。 学生实验的电解器是微型的， 电源 采用了方块电池组， 在确保操作简便，绿色环保的同时， 又确保了反应现象直观明显， 对学 生后续解释水的组成时增强了在实验现象证据上的印象。 至于为什么同时呈现教师端的电解 演示实验，不仅仅只是为了呈现不同的水电解装置以及教师端电解时产生的气体量比较大， 更重要的是教师端的电解器， 在定量研究上更精准， 同时为了统一检验气体的方法， 规避了

3、学生在面对如何去检验气体时的无谓讨论， 以防冲淡课堂主线的逻辑性。 在检验气体上， 为 了增加负极端产生的气体就是具有可燃性的氢气证据说服力， 特地录制了利用质子膜电解器 电解去离子水后产生的负极端气体燃烧火焰的颜色， 可以清楚看到从高速摄像捕捉到的该气 体的燃烧火焰是淡蓝色的。 在利用实证手段确定电解水只有氢气和氧气后， 结合氢气和氧气 的元素组成得知水由氢元素和氧元素组成。 当然， 到这边仅仅从宏观上定性地解决了水的元 素组成， 显然还是不够的。 因为电解水在现象上呈现了定量的结果， 即产生的氢气和氧气的 气体体积比 2:1 。于是，设法巧妙借用阿佛加德罗定律来突破从微观上定量确定水分子的

4、构 成。这里需要说明的是， 阿佛加德罗定律的简单呈现只是作为一个分析实验证据信息的工具 或者手段，不在于要学生去掌握理解。最终，在本环节，利用“分”的研究思想， 通过实验证据和理论分析， 从定性角度得出， 宏观上，水由氢元素和氧元素组成。 从定量角度， 微观上，一个水分子由两个氢原子和一个 氧原子构成。环节三：合成水（体验“合”的思想方法） 为了启迪学生研究水的组成除了分法以外，还有“合”的方法。本环节继续延续游戏活动环 节“调色” 。从课的结构上形成呼应，形成类似于语文上的对仗，显得无论课的结构还 是逻辑性都具有工整性。 至于为什么不用把上一环节中已经拆分的孔明锁再拼回去， 而另外 利用“调

5、色” 。原因我想主要是，实际上很多物质的合成是一个比较复杂的过程，它有很多 偶然性和不确定性， 不是能分解，就一定能反方向化合而成。 这里需要考虑很多因素， 比如 选物种，定比例，选条件等等。而“调色”的过程能很好暗喻这些因素的制约。当然要在课堂上短时间内从一一列举中确定合成水的物种、 确定物质的比例， 反应条件几乎是不可能完 成的任务，因为光大千世界的物质比起颜色，数量庞大，如果穷举，犹如大海捞针。如何巧 妙缩小包围圈呢？巧妙利用化学史是一个不错的选择。 通过模拟还原化学史， 确定氢气的燃 烧能合成水。同时也向学生传递这样一个重要信息，科学的发现， 当然需要不断的尝试，但 有时也是要点运气的

6、。 但光靠运气还不行， 还要有敏锐的洞察力和正确的分析推理作为前提。 关于氢气燃烧实验的突破点主要在于氢气燃烧火焰的呈现， 在此也要感谢同行们给我的改进 启迪， 通过用橡皮球胆收集氢气配合吹气枪， 可以较好地解决这个问题， 个人感觉氢气火焰 要接近本色，需要考虑很多因素，比如氢气的纯度、流速，燃气口的材质和口径等等。接下来的小环节就类似于上一环节， 利用“合”的研究思想， 通过实验证据和理论分析， 从定性角度得出，宏观上，水由氢元素和氧元素组成。从定量角度，微观上，一个水分子由 两个氢原子和一个氧原子构成。清晰并节约时间。 力求让学生感 同时巧妙融入单质和化合物的概念，体验分）环节四：化学史视

7、频（ 人类认识水的组成的历史演变 本环节利用微视频呈现人类认识水的组成的历史演变， 悟到科学家的智慧以及在科学探究上付出的艰辛和努力。 使知识点内容更完整，又不失呆板。环节五：课堂小结八、教学过程细节课题引入（小游戏，拆“孔明锁” （分要讲技巧，分的方法是要去尝试的后才能确定） 师投影（诸葛亮和孔明锁）老师最近迷上的这款益智玩具，据说与孔明有关，名字就 叫孔明锁展示手拿一个孔明锁（学生的事前摆在每组桌上的盒子里） 师大家想玩吗 ?生想！ 师有个任务， 若想知道孔明锁里面的构件按形状分有几种类型？并且每个类型共有多少 个？你准备怎么做？ 生拆开师那你们拆拆看。 注意拆的时候要动脑筋， 要巧， 寻

8、找正确的打开方法。 我们分三步走： 投影拆开一一分类一一数数限时三分钟。开始！ 生（部分同学玩一会儿，发现很难，无法拆开，有些很快拆开） 师（采访拆开的同学）你是怎么拆开的？你分成了几类？每类有几个构件 ?生预设：有窍门；有偶然（等等） 。有 N 类，有 N 个。（若拆不开，教师可以指点） 总结很好，通过这个小游戏，大家明白了，原来正确拆分孔明锁是要动脑筋的，需要技 巧的， 需要找对方法的。 当然也有一些同学由于偶然因素也拆开了，但你要再次拆开， 还是要去动脑筋研究总结正确的拆分方法。过渡今天我们要研究的其实不是 孔明锁 , 而是水的组成 。 水是生活中，我们最熟悉的物质。但今天我们要从零开始

9、，假设我们对水一无所知。 只能利用严谨地实验事实证据和推理的手段来了解水的组成 。那么，如果给你水，你如何获知它的组成呢（强调）？（拿一瓶纯净水） （预设：若学生没反应，能不能用“孔明”锁的思路呢，能不能分啊？） 生拆分水 / 分解水师那用什么方法拆分水？生预设 1：电解预设 2：加热 师很好，我们的假设都建立在物质的分解可能需要一定的能量。无论是加热还是通电， 都是尝试分解的水的一个方法。回答预设 1：有人说加热也可以。你们觉得行吗？ 回答预设 2：加热行不行呢？我们先来试试加热行不行的通？关于这个问题， 有位同学已经在家里尝试了一下。 接下来我 们来看一下这位同学发来的一段视频。生 （视频

10、 44 秒）电解水（体现“分”的思想方法） （推进小环节： 实验条件的选择实验产物的检验实验的现象的理论推理最终确 定水的组成）师普通加热看来确实行不通。 那么电解行得通吗？接下来我们就用电解的方式来试试看。 为了保证实验的顺利推进， 请大家严格按照老师的指令进行。 中间老师会以击掌为信号， 来 发布指令，可以做到吗？生能！ 师很好，谢谢同学们！ 学生实验电解水 投影（几种常见的水电解器）这是目前几种常用的水电解器。左边是老师演示用的水电 解器（也可以指向实物） ，待会儿将同步直播。右边是一个小型的水电解器，每组一个。 （里面已经装好水， 为了增强水的导电性，里面加入了少量氢氧化钠。 因此，请

11、大家待会儿 在电解时务必注意操作要求，尽量避免皮肤直接接触液体。 ）（投影接线图） 电源是直流电， 是两块已经串联好的方块电池， 红线的夹子请夹在电源的正 极上，黑线的夹子请夹在电源的负极上。现在请各小组按照图示，确认正确的连接方式。等所有小组确认完了，我们一起开始通电。 生确认完毕师好的。开始。 （同时打开演示用的自己电解器并投影） （稍等片刻）师（击掌 !）（ 发布指令）大家觉得，通电行不行？产生新物质了吗？ 生行师如何判断？ 生电极上有气泡产生。师很好，请大家再持续通电一会儿，大概为 3-4 分钟。 并仔细观察水通电后出现的各种现象。按要求把它记录在课本 P80 的第一个表格内。 （巡视

12、指导现象的记录，约 3-4 分钟）师（击掌）停！请同学们切断电源，并汇报一下实验现象。你观察到了什么现象？ 生汇报师根据现象请思考：1.电极上产生了什么状态的物质？2.正负极两端是不是都产生了气体？3.从观察到的现象上有什么共同和不同的地方？（共同：无色无味 ; 不同：有多有少）3. 它们的体积比约为多少？5. 我们如何知道正负极两端是什么气体？生检验接下来我来演示如何来检验这两种气体。这是燃着的木条。大家注意观察检验现象的差异。 根据这些现象去合理推理到底是什么气体。（先）正极端：这是什么现象？根据现象，你的推理是什么物质？生氧气负极端：生氢气投影关于氢气火焰，可用高速视频补充师通过检验得到

13、的现象，根据我们已有的关于气体的知识， 我们大概可以达成一个共识，水通电分解得到的两种气体是什么？生氢气和氧气（教师板书文字表达式）师氢气和氧气分别由什么元素组成？生H 0师根据这个信息，你对水的元素组成有什么合理地推理？生（合起来生成物中就氢氧两种元素， 反应物只有水）说明水中由氢氧元素组成。（教师板书）过渡一一定量水中的氢元素和氧元素的原子个数比是多少呢？生茫然师投影（小资料）这里给出一个小资料，相同情况下，宏观气体的体积比等同于构成气体的微粒个数比。 现在我们通过实验得出宏观上氢气的体积是氧气体积的两倍， 就意味着电解水得到的氢分子个数是氧分子的两倍。我们已经知道一个氢分子由两个氢原子构

14、成， 一个氧分子由两个氧原子构 成。因此构成水的微粒中的氢原子与氧原子个数比应该是 2:1我们可以来推理一下水的微粒可能的构成情况。按照氢氧原子个数比2:1好像有很多种构成 但这里面只有一个是真正的水分子。（补充说明）科学家经过精确测定发现 1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成。这是一个水分子模型（展示一个水分子模型） 。因此水用化学式表示是 H20.（板书）（剪影）这就是我下课后要送给大家的神秘礼物。投影水电解微观示意图与“孔明锁”分解。（逆过程解释）我们可以进一步用微观示意图完整地来解释水的电解过程。 为了简洁的表达微粒个数比2: 1,我们就用2个氢分子和1个氧分子模型来表示。小结我们

15、利用“分”的研究思想，通过实验证据和理论分析，从定性角度得出，水由氢元素和氧元素组成。从定量角度，一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。合成水（体验“合”的思想方法）过渡刚才我们玩了“孔明锁”，我们再来玩一个小游戏，（在投影下，拿出色盘），最近 啊，老师对美术的调色也产生了兴趣， 这是课前老师调的一种颜色，有没有同学可以上来调出这种颜色来？有谁来试一下。生犹豫，有人上来尝试（成功或失败）（注意：大家看好他怎么调？你在干什么， 你在想什么？你是不是在研究量的关系， 你怎么选几种颜色啊，看来你在用合的思想）投影调色的启示预设1:（若成功的话）师学过美术，你就有了一定的方法指导，这样可以事半功倍

16、/你用了哪几种颜色？大概比例是怎么样的？一个是定性，一个是定量。生我用了什么颜色。比例是多少。更多的时间预设2:（若失败的话）师没学过美术，我也相信，其实只要给这位同学足够的时间，或 者发动我们其他的同学来一起帮忙，不断地尝试选色（定性） ，不断的调试不同颜料的比例（定量）。我相信一定能合成相同的颜色。 但一定要坚持并不断去总结方法。 假如尝试成功，你就可以知道这种颜色是由哪些颜色组成的，并且他们的比例大概是多少。师玩孔明锁是“分”，玩调色是“合”，我就想到了三国演义开篇中一句话： “天下大势，分久必合，合久必分。”其实，”分和合”的思想无处不在，尤其在自然科学中。师这是在物理上大家非常熟悉的

17、一个小实验。光的色散和色光合成（投影） 。它典型的呈现了“分”与“合”。我们不仅要问，在化学上也有“分”和“合”吗？从辩证的角度，答案当然是肯定的。前半 节课，我们已经从“分”的角度获知了水的组成。 （板书“分”）师那么，我们能不能从“合”的角度来认识水的组成呢？我们能不能从调色中得到启示 去解决这个问题？投影调色的联想师由此可以联想，假如合成水，注意是合成！ （板书“合？ 水）产物只有水。你准备怎么办？生（引导）寻找反应物，确定比例。还有反应条件。师但这里有一个问题，物种比起颜色，数量庞大，如果穷举，犹如大海捞针。如何缩小 包围圈呢？生疑惑师科学的发现，当然需要不断的尝试，但有时也是要点运气

18、的，正所谓众里寻它千XX， 那人却在灯火阑珊处。但光靠运气还不行，还要有敏锐的洞察力和正确的分析推理作为前提。演示氢气爆炸接下来，老师再现一个历史事实。在200多年前有人玩了类似这样的魔术。生很惊讶师没错，这就是氢气！混有一定量空气或氧气的氢气遇到明火会产生尖锐的爆鸣声。因 此点燃氢气前一定要检验其纯度。但是刚才那样条件下的氢气爆炸会使很多有价值的信息丢失。 因此我们要用实验室的手段来追踪。（准备两根试管，随时补做，有爆鸣声）师大家注意观察，干燥的试管内壁上产生了什么现象？（请摄像的老师推进镜头）生水师无色液体一定是水吗？生不一定师无色液滴量太少，我们不妨可以换一种方式来继续研究演示氢气燃烧用

19、纯净的氢气做燃烧实验。 （切换展台）请同学上来帮忙，轻轻挤压气囊。 （点燃后）师纯净的氢气在空气里安静燃烧，产生淡蓝色的火焰。 大家注意观察，干燥的锥形瓶内壁上产生了什么现象？（ 请摄像的老师推进镜头）师如何来检验？投影资料给大家提供一个检验水的方法， 用无水硫酸铜来检验水。白色的无水硫酸铜遇水会变蓝。师演示检验（或者让学生检验。）用吸耳球配合小瓶散向锥形瓶内。变蓝了说明什么？生氢气在氧气燃烧产生了水。师好的，通过氢气的燃烧以及推理分析，从“合”的角度在宏观上可以得出水由什么元 素组成？生水由氢元素和氧元素组成。 （教师板书）投影氢气和氧气参加反应的比例（体积比）是多少呢？这个问题如何解决？实

20、证我们能不能用实验来寻找证据？（实证：氢燃料电池实验）（当场开，演示）这是氢燃料电池，这是未来新能源的希望之星。 它的原理是氢气和氧气以体积比 2:1的方式进行反应，产物只有水，同时释放电能。老师拍了一组反映实验过程中氢气与氧气消耗的体积比始终保持约 2:1的照片。一段时间后,观察到电池内壁出现水。从这个实验我们就可以确认氢气和氧气只生成水，并且反应的体积比是 2:1.师同样的，我们也可以用微观示意图来解释氢气在氧气中燃烧为什么只产生水， 而且体积比是2: 1.小结我们利用“合”的研究思想，通过实验证据和理论分析，从定性角度，水由什么氢 元素和氧元素组成。从定性角度，一个水分子有两个氢原子和一

21、个氧原子构成。过渡至吐匕刻，我们已经从“分”和“合”的角度完整地了解了水的组成，基本还原了当 年科学家探索水的组成的历史过程。 当然科学家当年的探索之路， 肯定是曲折的。下面我们通过一段微视频一起来简单了解一下这段化学史。化学史视频（人类认识水的组成的历史演变 ）（2分25秒）从古希腊开始，水一直被认为是一种元素，元素意味着不能分解。直到200年前，人们对水的组成认识才出现逆转。18世纪末，法国科学家拉瓦锡认为：化学有两种确定物质组成的方法：分别是“分”法 和“合”法。1776年，拉瓦锡利用此法测得空气由氧气和氮气组成 ，彻底推翻了古希腊以来人们认为空气是一种元素的传统观念。同一年，拉瓦锡又成

22、功利用此法确定了硝酸的组成。 而让此法走向完备的就是拉瓦锡发现水的组成。1775年左右，英国的普利斯特里在偶然的机会发现了氢气，并做了爆炸实验。实验后有 无色液体生成。1781年，英国的卡文迪许在普利斯特里的基础上精确做了氢气燃烧的定量实验，得出每2体积的氢气和1体积氧气燃烧产生水。 遗憾的是，两位科学家依然没有解开水的真实面纱 1783年，卡文迪许的助手（布莱格登）把该实验介绍给了拉瓦锡，使拉瓦锡确信氢气燃烧的唯一产物就是水。 拉瓦锡很快重复了这个合成水的实验。 接着，拉瓦锡又敏锐地用相反的方法一一“分”法从另外一个角度去研究水的组成。由于实验条件的限制，当时拉瓦锡只 能采用“高温”的方法来

23、分解水。同年11月，拉瓦锡宣布水不是一种元素，而是一种由不同种元素组成的化合物。 拉瓦锡在利用“分”和“合”的研究方法的指引下，把由单一元素组成的纯净物叫做单质，比如氢 气和氧气。把由不同种元素组成的纯净物叫做化合物，比如水。1799年，伏打电池发明。1800年，人类开始利用“电解”的方式来分解水。（备注）里面要完成板书：化学有两种确定物质组成的方法（拉瓦锡） ；单质和化合物的概念。课堂总结师（看情况详与细）同学们，科学是需要方法指引的，今天这节课里面有分也有合，这是辩证的思维方法。在分的方面，我们要通过尝试用不同的方法去分解水， 分解出的产物也需要用一定的方法去检验。在合的方面，我们要尝试用

24、不同的物种，在什么样的条件下能够形成水的。形成水的时候， 这些物种的比例是多少。两种方法相结合，科学得出水的组成。科学也需要付出艰苦的探索和尝试的。 有的时候甚至也是要一定的运气的， 但必须及时抓住机遇。以上这些，科学家在过去做出了大量的努力。 他们彼此在科学发展上完成了一次次的接力跑。希望我们的同学中将来也有人能接过他们的接力棒。师我想此刻我们每个同学都可以回答视频中那个同学的问题。加热不是不可以，但要温度要高。九、板书设计水的组成通电化学确定物质组成的两种方法（拉瓦锡）水T氢气+氧气I 证明水由氢元素和氧元素组成（定性）沫分子由两个氢原子和一个氧原子构成（定量）点燃氢气+氧气T水 单质 化

25、合物水的组成学习单班级： 姓名：、学生实验（电解水）两电极正极端的玻璃管负极端的玻璃管现象比较两玻璃管中现象差异反应文字表达式： 实验结论：证明水是 和 组成的。水分子由 和 构成的。二、 氢气燃烧实验：现象：纯净的氢气在空气中安静燃烧，产生 _色火焰，玻璃容器内壁有出现。证明水是 _和 组成的。三、 化学史话： 分别是“分”法和“合”法。1776年，拉瓦锡利用此法测得空气由氧气和氮气组成，彻底推翻了古希腊以来人 们认为空气是一种元素的传统观念。同一年，拉瓦锡又成功利用此法确定了硝酸的组 成。而让此法走向完备的就是拉瓦锡发现水的组成。实 验后有无色液体生成。1781年，英国的卡文迪许在普利斯特里的基础上精确做了氢气燃烧的定量实验， 得出每2体积的氢气和1体积氧气燃烧产生水。遗憾的是，两位科学家依然没有解开 水的真实面纱。1783年，卡文迪许的助手（布莱格登）把该实验介绍给了拉瓦锡，使拉瓦锡确信 氢气燃烧的唯一产物就是水。拉瓦锡很快重复了这个合成水的实验。