《吸入和呼出气体的研究用》教学设计.docx
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《吸入和呼出气体的研究用》教学设计
教学设计:
《吸入和呼出气体的研究》
设计理念
本节课的内容是北京市开放性科学实践活动项目手册初中二年级的内容,学生通过实验探究从定性上认识吸入和呼出气体的成分不同,并利用传感器定量直观认识吸入和呼出气体的体系。
学生在实验探究过程中,实验设计、实验操作和观察分析能力都得到了很大的提升。
同时对对照实验设计、实验探究基本环节有了进一步的认识。
学生在实验中感受到探究的乐趣,纠正了课前学生认为吸入的是氧气,呼出的是二氧化碳气体的错误认识,体验到科学从生活中来,到社会中去的理念。
教学背景分析
1.教学内容分析:
对于吸入和呼出的气体是学生非常熟悉的事情,但是它们二者成分的差异学生只是凭自己的感觉上有认识,并没有通过实验证实自己的认识,可以说这一熟悉的内容,可以激发起学生探究的欲望。
通过气体成分的检验,也知道了氧气和二氧化碳的部分性质,为初三学习氧气和二氧化碳打下基础。
2.学生情况分析:
学生知识和技能的储备:
学生从生活经验中知道吸入和呼出气体的不同,知道物质燃烧需要氧气,生物课上学习植物光合作用放出氧气,植物呼吸放出二氧化碳,知道石灰水可以检验二氧化碳。
学生有一定的实验操作技能,但是对于排水法收集呼出的气体需要指导和讲解!
初二年级的学生,处于形式运算阶段,具有一定的逻辑推理能力和演绎能力,他们运用假设进行思维活动的能力不断增强;他们想通过自己动手实验去探究证明自己的想法,对实验怀有浓厚的兴趣,他们具备了一定的实验观察和动手能力,但在实验细节和过程上要老师进行引导。
特别是设计对照实验检验氧气的多少,他们对检验木条的粗细、火焰大小,放入时间有些思考不周,需要老师引导。
对于传感器从定量上测试吸入和呼出气体的成分还是第一次认识,他们对数字化的实验仪器怀有极大的兴趣。
教学方式和教学手段
通过本节教学教会学生用实验探究的方法研究问题,学习用对比的方法得出实验结论,培养学生小组成员间合作学习、交流的方法!
从定性探究到定量测定让学生认识吸入和呼出气体成分的不同!
教学准备
教师准备:
(1)教师准备PPT和学生实验报告单。
(2)演示实验用的收集好的一瓶氧气和一瓶二氧化碳。
(3)学生分组实验用的集气瓶四个、水槽、玻璃片、胶头滴管、澄清的石灰水、等线香,火柴、
酒精灯。
学生准备:
(1)了解空气的成分
(2)了解氧气和二氧化碳的重要性质!
教学目标
[知识与技能]
1、知识与技能目标
(1)知道实验是学习化学的一个重要途径,学习对实验现象进行观察和描述的方法.
(2)学习用排水法和向上排空气法收集呼出的气体。
(3)知道用澄清的石灰水可以检验二氧化碳气体。
(4)知道用木条燃烧的时间长短检验氧气的含量。
(5)知道用玻璃片检查吸入和呼出气体中水蒸气的不同
(6)初步认识定性和定量两种学习化学的方法
[过程与方法]
(1)通过对吸入的空气和呼出的气体的探究,经历科学探究的过程,并学习运用这种科学探究的方法。
(2)通过实验与交流,使学生能有意识地从日常生活中发现一些有探究价值的问题,并能在教师指导下根据实验方案进行实验,通过对实验现象的观察和分析得出有价值的结论。
(3)通过实验方案的设计,运用对照法设计实验。
[情感态度与价值观]
(1)通过实验探究能体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
(2)通过吸入的空气和呼出的气体的探究,使学生体会由生活走向科学,由科学走向社会的学习理念。
(3)通过定性到定量的吸入呼出气体的实验探究,养成良好的开窗通风习惯
教学重点和难点
重点:
1、引导学生学习科学探究的方法。
2、培养学生从不同的思维角度设计实验,能用准确简练的语言表达自己的方案。
难点:
1、怎样引导学生主动的参与科学探究的过程
2、设计对照实验探究空气和呼出的气体中氧气的含量
突破策略
通过教师的演示实验让学生了解二氧化碳和氧气、水的性质、以及排水法收集气体的方法;
通过实验设计和对照,交流讨论评价,体验科学探究的一般过程。
通过定性的实验观察和定量的传感器的测量,体会从定性到定量的研究科学的方法
教学时间
四十五分钟
学生活动
教学流程示意图
1.明确实验探究的一般步骤
2.明确开窗通风的原因
3.迁移所学知识
带领学生总结实验探究的一般步骤呼应课前提出的问题
演示实验
五.反思评价
升华提高
1、做出猜想
2、设计实验
3、进行实验
4、得出结论
指导学生进行实验探究
四.实验探究
科学对比
知道氧气、二氧化碳、水蒸气的检验方,知道如何收集空气和呼出的气体
三.收集资料
提供信息
引导学生讨论呼入气体和呼出气体的成分的不同
讨论呼入和呼出的气体中都有哪些气体
由教室内是否要开窗通风,引入新课
教师活动
思考问题
一.创设情境
激发兴趣
二.分组交流
讨论
教学环节
教学过程
教学环节
学生活动
教师活动
设计意图
创设情境
激发兴趣
冬天的教室里,门窗紧闭。
上了两节课后许多同学感到困倦,小明同学建议开窗换换空气,理由是教室里的空气很快被我们吸完了。
许多同学不同意,说我们呼吸的好好的,没那么严重,开窗后就冷了,影响学习。
谁的说法正确呢?
到底我们吸入的气体和呼出的气体有什么不同呢?
你们想不想知道?
这节课我们就自己研究一下这个问题,给教室里上课的同学,也给我们自己一个科学的、合理的建议。
创设学生熟悉的教学情景引发学生的思考,激活学生的思维。
二、
分组
讨论
交流
1、学生分组讨论
2、各组间进行交流
3、学生得出初步的结论:
空气中有:
氧气、二氧化碳、水蒸气
呼出的气体中也有:
氧气、二氧化碳、水蒸气
教师出示讨论的问题:
问题一:
你知道我们吸入的空气中有哪些气体,你是怎样知道的?
(或举出一些你这样说的依据)。
问题二:
我们呼出的气体中有什么,你是怎样知道的?
(或举出一些你这样说的依据)。
[如果有同学说出氮气和稀有气体也不要因为我们现在无法探究就给予否定,应先肯定、鼓励,再告诉学生以我们现在的知识还无法对这些气体进行探究]
吸入的空气
呼出的气体
氧气
氧气
二氧化碳
二氧化碳
水蒸气
水蒸气
……
……
只有知道了我们吸入和呼出的气体中有什么,才能进一步探究其含量的不同,所以应该先组织学生讨论
通过这样的设计,从深处挖掘了学生的思维,使学生的所学知识与日常生活紧密联系在一起
三、
搜集资料
提供信息
学生进行小组讨论
学生说自己的方法
学生作简单的操作练习:
用排水法收集一瓶呼出的气体
1、教师出示小组讨论问题:
你知道关于氧气、二氧化碳、水蒸气的检验的哪些信息?
2、补充、出示教材中提供的一些信息。
(1)二氧化碳可以使澄清石灰水变成白色浑浊,在一定范围内,白色浑浊越多,说明气体中二氧化碳越多。
(2)氧气可以使带火星的木条复燃,木条燃烧越旺,说明氧气越多。
(3)二氧化碳可以使燃着的木条熄灭。
【过渡】我们如何取得空气和呼出的气体呢?
3、介绍用排水法收集呼出气体的方法
(1)集气瓶、水槽两种仪器的简单介绍
(2)教师介绍用排水法收集呼出气体的具体操作方法及注意事项
播放自己自作的微课视频
在交流的过程中各小组间能取长补短,在资源共享中锻炼了学生的语言表达能力
收集呼出气体用排水法,与后面学习内容有矛盾,教师应把矛盾放到后面去处理。
知道如何用排水法和向上排空气法收集呼出的气体
四、实验探究
科学
对比
(1)学生做出猜想
(2)学生分组设计实验(引导学生从实验用品、实验步骤等方面设计实验)
(3)各小组之间进行公开交流并针对自己或其他小组的设计方案进行评价
(4)各小组选择自己适合的实验用品,分小组进行实验
(5)记录实验现象,得出初步结论
(6)填写实验报告(包括实验现象和结论)
引导学生发现并自己解释“意外现象
学生交流、总结气体成分
【过渡】请同学们对吸入和呼出气体中氧气、
二氧化碳、水蒸气的含量变化做出猜想:
吸入的空气
呼出的气体
含量的变化
氧气
氧气
二氧化碳
二氧化碳
水蒸气
水蒸气
……
……
如何进行试验?
填写实验步骤
实验操作
空气中的现象
呼出气体的现象
结论
分别向相同大小的盛有空气和呼出气体的集气瓶中滴入相同量的澄清石灰水。
分别向相同大小的盛有空气和呼出气体的集气瓶中伸入燃着的木条。
两片大小相同的玻璃片,一片放在空气中,向另一片干燥的玻璃片上哈气
1.探究吸入的空气和呼出的气体中二氧化碳的多少[本实验开放性较强,在实验中可能会出现许多与预测不相符的实验现象,例如:
装有吸入的空气和呼出的气体的集气瓶中的石灰水都不浑浊或都浑浊,或是装空气的集气瓶中的石灰水变浑浊而呼出的气体的集气瓶中的石灰水不浑浊。
此时,教师不要急于解释原因,而是要引导学生进行分析。
例如,可能是所用集气瓶的大小不一样,或所加石灰水的量不一样等等,从而也教给了学生科学的对比方法,即要注意对比时条件的一致性]
2、探究吸入的空气和呼出的气体中氧气的多少[这是本节课的一个难点,很多同学可能都会像课本上的方法一样设计实验,但此实验有一些变量不容易控制,例如木条的粗细得一样、木条燃烧时倾斜角度要一样、最好两根燃着的木条同时伸入等等,即使是这些方面的问题注意到了,也容易出现在呼出气体中伸入燃着的木条时木条立即熄灭这样的现象,好像呼出的气体中没有氧气一样。
因此要引导学生自己解释这些“意外”现象。
3、探究吸入的空气和呼出的气体中水蒸气的多少教师引导:
刚刚我们探究了空气和人体呼出的气体中二氧化碳和氧气的含量的不同,下面请各小组按照刚才我们的探究思路和方法自己研究空气和人体呼出的气体中水蒸气的含量的不同说明:
实验用品可以不用课本上提到的干冷的玻璃片,还可用眼镜片,甚至可以在课桌上直接呼气。
实验操作
空气中的现象
呼出气体的现象
结论
分别向相同大小的盛有空气和呼出气体的集气瓶中滴入相同量的澄清石灰水
无明显现象
石灰水变浑浊
呼出气体中二氧化碳多
分别向相同大小的盛有空气和呼出气体的集气瓶中伸入燃着的木条
继续燃烧
很快熄灭
呼出气体中氧气少
向其中一个干燥的玻璃片上哈气
无现象
有水雾出现
呼出气体中水蒸汽多
4、总结:
通过上述实验探究,比较人体吸入的空气和呼出的气体中所含二氧化碳、氧气、水蒸气的多少,你能得出哪些结论?
吸入气体呼出气体
氧气大于氧气
二氧化碳小于二氧化碳
水蒸气小于水蒸气
【过渡】前面同学们从定性的角度研究了吸和呼出气体成分的不同,下面我们用传感器从定量上研究吸入和呼出气体成分的不同找几名同学上台配合老师演示实验。
科学探究的途径有多种,除了实验探究,我可以直接查找相关的资料、教师出示空气和出的气体中各成分的体积分数
5、教师引导:
我们总结一下科学探究的一般步骤:
提出问题、进行猜想、设计实验、进行实验验证、得出结论,反思评价。
科学探究的途径有多种,除了实验探究,我们还可以直接查找相关的资料。
教师出示空气和呼出的气体中各成分的体积分数
气体成分
空气中的气体(%)
呼出的气体(%)
氮气
78
78
氧气
21
16
二氧化碳
0.03
4
水蒸气
0.07
1.1
其它气体
0.9
0.9
根据日常现在做出自己的猜想
培养学生的探究能力和对实验方案的评价能力!
分析学生实验中的异常现象!
引导学生注意设计对比实验时应该注意对比条件的一致性!
分析异常现象,引导学生在做对比时应该注意的事项
培养学生养成随时观察随时记录的实验习惯。
善于发现实验中的意外现象,并能提出自己的问题,养成善于发现问题,敢于质疑实事求是的科学态度。
学生认识到传感器是定量研究问题时常用的方法。
学生从传感器的数值上进一步从定量角度上检验了自己实验结论的准确性。
在对问题的提出、做出猜想、设计并进行实验、得出结论的过程中让学生熟悉了科学探究的基本步骤。
使学生进一步了解查阅资料也是科学探究的重要途径
五、
反思
评价
升华
提高
1、我们能否给冬天在教室上课的同学一个科学的建议?
2、如这个装置,老师展示实物,能否探究得出空气和呼出气体中二氧化碳含量的变化吗?
如果能,瓶中应装何种试剂?
试剂装进后,应该如何操作?
使学生了解我们研究问题是为了解决问题,为了我们能科学的学习和生活。
启发学生从多方面思考实验方案的设计,培养学生的创新思维。
教学反思:
本节课的引导到位,学生在教师的引导下顺利的完成了实验设计和探究,学生通过定性定量两个方面更好的认识了吸入和呼出气体成分的差别,对石灰水鉴别二氧化碳,氧气的助燃性加深了认识,通过实验,纠正了学生原来头脑中认为呼出气体是二氧化碳气体的错误认识。
实验材料提供的有限,学生设计出了一些有创意的方案,但是因材料限制,没有验证。
自制的实验视频微课,起到了很好的演示作用,节约了时间,特别是数字化实验工具传感器的应用,激发了学生很大的好奇心和探究欲。
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- 吸入和呼出气体的研究用 吸入 呼出 气体 研究 教学 设计