《空气》教学设计
[课题]
义务教育课程标准实验教科书化学（人教版）九年级上册第二单元《我们周围的空气》课题1《空气》。
一、教学内容与学情分析
空气是人人都离不开的物质，但由于它是无色无味的气体，学生看不见也摸不到，只知它重要却不了解它是什么。初中化学选择空气和氧气的知识作为知识的开端，一方面是因为学生在小学的自然课和初中的物理课上，已经学到了部分有关知识，以有了一定的知识基础；另一方面是因为它与人类的生活密不可分，是人类须臾不可离开的天然物质。
初中化学从学生最熟悉的物质入手，进行科学教育，充分体现了化学在社会生产、生活中的重地位和作用。
二、教学目标
1、知识目标：
1）能说出空气的体积组成；
2）空气的污染和防止污染有大致的印象。
2、技能目标：
1）学习用实验的方法解决实际问题；
2）初步了解设计实验的基本思路与方法。
3、情感、态度、价值观：
通过介绍人类认识空气的简史，体会到对待任何事物都必须有一个实事求是的科学态度；
过介绍空气污染的危害与防治方法，初步了解空气对人类的重要性，形成热爱自然、热爱生活、保护环境的意识。
三、教学重点和难点
教学重点：通过对“测定空气中氧气含量”的实验设计，培养学生的自主探究精神，体验探究的乐趣。
教学难点：学生自主设计实验，探究空气中氧气的体积分数。
关 键：激发学生学习化学的兴趣；激发学生的求知欲；使学生了解学习化学的重要性；了解化学在人们日常生产和生活中的重要地位和作用。
四、教学方法和媒体
教学方法：启发式教学法、实验教学法
教学媒体：多媒体、实验仪器

五、教学过程
师：请大家跟我一起做深呼吸。在我们呼吸过程中，有一种物质先进入到我们身体中，后有被排出，这种物质是什么，它具有怎样的物理性质？
生：无色无味的气体、不易溶于水。
点评：从学生最熟悉的呼吸入手，使学生感到轻松和亲切，同时隐含化学与生活密切相关。
情景（一）：
空气就在我们周围，没有空气就没有生命。人们“认识”空气却很晚，因为空气是无色无味的气体，我们看不见它，摸不着它。但空气是真实存在的。
同学们，你能根据生活中的现象，或应用实验台上的仪器设计实验，证明空气的存在吗？
生1：风是空气流动产生的，教室内窗帘被风吹起，说明教室内存在空气；
生2：空的饮料瓶倒立放入水中，向下压，水不能进入饮料瓶里，说明饮料瓶内存在空气；
生3：冬季室内玻璃上有“窗花”，说明室内存在空气；
生4：盖严瓶塞的塑料瓶，很难被压缩，说明塑料瓶内存在空气；
生5：盛有澄清石灰水的试剂瓶敞开口放在空气中一段时间，变浑浊，说明教室内存在空气。
生6：用打气筒给车胎打气，瘪的车胎很快鼓起，说明车胎内存在空气。
生7：火柴能够燃烧，说明空气中存在能支持燃烧的物质。
生8：打开一个压扁的塑料手拎兜，在将兜口系紧，再用手挤压手拎兜，手会感到有压力，说明手拎兜内存在空气。
……
点评：引导学生用生活中的实际经验来说明空气的存在。联系生活实际，暗示学生要善于观察生活中的现象、要善于思考，说明化学就在生活中。
情景（二）
我们用自己的智慧证明了，空气是真实存在的。从生活经验和上述的例子中，我们知道了空气中含有氧气、二氧化碳和水蒸气。那么，空气中还有哪些气体呢？假如你是一名科学家，你将用什么方法证明空气中，含有哪些气体，各种气体的体积分数又是多少呢？现在就请同学们充分发挥自己的聪明才智，来解决这个问题。
点评：创设新情景，激发学生的探究欲。鼓励学生用以有的知识解决问题。
（学生展开激烈的讨论，情绪高涨。）
生：把空气盛放在一个密闭的容器中，想办法除掉氧气观察是否存在其它气体。
师：用什么除去空气中的氧气好呢？
生1：用蜡烛。
生2：用火柴。
师：如何证明空气中还有没有其它气体呢？
生：将盛有蜡烛的密闭容器倒放在水槽中，观察是否有水进入。如果水充满整个容器，说明空气中除氧气、二氧化碳和水蒸气以外没有其它气体存在；如果水没有充满整个容器，则说明空气中还有其它气体存在。水面上升多少，就说明氧气的体积是多少。
师：这位同学将物理学中有关压强的知识应用到实验设计中，我很欣赏。其他同学，还有没有补充？
点评：教师及时评价学生的闪光点，鼓励学生大胆设想，激发学生的好奇心和求知欲，使学生的思维活跃起来。
师：如果没有，就请这位同学给大家演示以下，看一看他的实验结果是怎样的？
生：演示。实验结果，氧气占空气的体积分数远小于科学家的理论值。
师：下一步，我们应该怎么办？
点评：学生设计方案在实验过程中失败，学生的思维受阻。教师不直接纠正错误，而是问学生应该怎样做，这是在考查学生的科学态度。同时鼓励学生发表自己的看法。这一过程充分体现学生的自主性。
生1：查找原因。
生2：可能是实验装置简陋造成的误差，可以忽略不计吧。
生3：蜡烛燃烧放热，气体体积膨胀，冷却一会儿，就好了。
生4：是不是还有别的原因？
生5：会不会是装置漏气？
生6：会不会是蜡烛燃烧生成的二氧化碳占据了一定体积？
师：怎么办呢？
生1：选择一种燃烧不产生气体的物质，再试一试。
生2：选择气密性好的装置，再试一试。
点评：在明确了实验选择可燃物的基本要求之后，教师要及时肯定学生的思维成果。当学生再次遇到了真正的困惑时，这一困难是学生现有知识无法解决的。教师及时地给予适当的提示，有利于引导学生的思维方向。
师：我给大家介绍一种可燃物——红磷，它在空气中燃烧不生成气体，生成一种白色固体。现在就请同学们一起来做这个实验。
师生共同：学生实验观察、描述现象，师生共同分析实验失败、成功的原因，得出结论。
师：如果用蜡烛和一种特殊的液体来圆满地完成这个实验，这种特殊的液体应具备怎样的性质。
生：能与二氧化碳反应，消耗蜡烛产生的二氧化碳。
点评：在得出结论的基础上，进一步置疑，重在引导学生进行创新。培养学生发现问题——解决问题——总结经验——再提出新问题的探究精神。
（教师简介空气中，各组分的含量并略讲纯净物和混合物。）
师：通过这个实验还能得出，氮气或其它气体的哪些性质？
生：氮气是无色无味气体，不燃烧也不支持燃烧。
师：我们用自己的聪明才智证明了空气中氧气的含量。同学们，你们想知道二百多年前，法国化学家拉瓦锡是怎样证明空气成分的吗？
情景（三）
二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量汞放在密闭的容器中，连续加热12天。发现有一部分银白色的液态汞变成红色的粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。他研究了剩余4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为剩余的气体都是一种“不能维持生命的”。拉瓦锡把这种气体命名为“氮气”。
拉瓦锡把红色的粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了银白色的液体汞和一种气体。这种气体既能供给呼吸，又能支持燃烧。这种气体就是氧气。
通过这个实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气组成的。空气是一种混 合物。
师：通过这一素材，你认为拉瓦锡的哪些品质值得你学习？
生1：严谨的科学态度。
生2：持之以恒的精神。
点评：通过化学史知识简介，让学生感受到化学家探究问题的情景，体会科学家必备的科学素养。使学生像科学家那样感受探究科学过程中的快乐与幸福、艰辛与严谨。培养学生严谨的科学态度。把握适当的时机，向学生渗透正确、积极的情感、态度和价值观。
情景（四）
观看有关空气污染的录像片。
（学生总结空气主要污染物。）
师：我们只有一个地球，为了我们共有的这一片蓝天，我们应该做些什么？
（学生思考：空气污染防治的主要方法和措施。）
生1：加强对空气质量的检测；
生2：改变燃料结构，使用清洁能源；
生3：工业废气经处理后再排放；
生4：大量植树造林，改善空气质量。
点评：激发学生热爱大自然、热爱我们共同家园——地球的情感。对学生进行情感、态度和价值观。
师生共同小结。

[课后阅读]
1882年，英国的一位物理学家瑞利在测定氮气的密度时，现他用两种方法测得的氮气的密度结果不一样。一种是来源于空气中的氮气，他把空气除去二氧化碳、水后，让它通过红热的铜丝，除去了氧气，这样得到了一种他认为的“纯”氮气。另一种是把氨分解得到的纯氧气。测定的结果，从空气中得到的“纯”氮气总是比从氨气分解的纯氮气密度大，而且总是大0.5%。从当时的仪器技术水平看，0.5%的误差是可以忽略不考虑的。但是，瑞利没有放过这点误差，他反复做了多次，结果相同，他肯定这里面有问题。他把这一问题在科学杂志上公开征求解答。
随后科学家拉姆塞根据100年前科学家卡文迪许做过的同样实验，测定剩余气体的体积是原来氮气的1/80。1894年瑞利与拉姆塞在牛津举行的英国科学协会的会议上共同宣布发现了一种性质很不活泼的气体并命名为“懒惰的”叫氩。而卡文迪许却与成功实质交臂。
用失之毫厘，谬以千里来形容氩气的发现过程，在贴切不过。

点评：
这是一节充分体现了新课程标准中教育、教学理念的课。
本节课通过丰富的情景，从不同角度来实现，知识与技能、过程与方法和情感、态度与价值观三个维度的教学目标。
在教学过程中，以解决“测定空气中氧气含量”的课题为中心，展开探究。引导学生从日常生活中的第一手经验出发，多角度、多层面地感知空气的存在。通过生活中的实例总结出空气中存在的各组成成分。在围绕“测定空气中氧气含量”这一中心课题展开探究过程中，让学生自主地认识实验原理、设计实验装置，合作分析失败的原因，共同找出解决问题的方法，使学生真正体会到探究的乐趣。其中既有失败的沮丧，也充满了胜利的喜悦。
自主、和谐、轻松的氛围，贯穿课程的始终。学生是课堂教学的主人；教师是教学过程中的引导者、组织者、合作者、咨询者，是学生中的一员，平等中的首席。学生在探究过程中，学到了知识，获取了技能，发散了思维，更张扬了个性。学生在民主、合作的氛围中，愉快地完成了学习任务。
[课后思考]
如何用生活中的现象证明空气中的各个成分？

[课后记]
情感、态度、价值观的教育要时时刻刻地体现在化学教学中。引导学生形成健康的人生观、价值观、责任感等等，是每一个教师的责任。