教学设计方案

题目

水的组成

年级学科

初三

课型

信息技术与

学科整合课

授课教师

江明敏

工作单位

廉江市第二中学

教学目标

通过化学史的再现，了解“水由氢元素氧元素组成”的科学历程，获得探究水的组成的灵感和思路，感受这一进步在科学史上的重大意义。在化学史再现的学习情境中，潜移默化的认识氢气及其燃烧，并由此得出水的组成的结论。

通过师生共同演示水的电解改进实验、探究小组通过PDMS-玻璃微型装置完成水电解实验，初步学会电解水知识以及研究水组成的探究方法。

教学重难点

关键

研究物质元素组成的依据

电解水实验

教学方法

探究学习、合作学习、启发式教学、实验法

运用的

信息技术工具

硬件：多媒体投影

软件：PowerPoint 2007

教学设计思路

导入—创设情境—化合方法—分解方法—总结提升—能源利用

教学过程

设计意图

时间安排

【导入】宇宙中是否还存在适合人类生存的星球呢？水是生命之源，科学家常常通过寻找水来寻找答案。天文学家有多种研究星球是否有水的方法，当探测仪发回星球上含有氢气、含氧物质的信息后，科学家便可以作出星球曾经有水的猜想，水由什么组成呢？科学家又是如何得出这个猜想的呢？一起学习《水的组成》。

【信息】锌和稀硫酸或者稀盐酸混合就可以制得了氢气。就像这样，打开活塞，稀硫酸和锌混接触，锌粒表面产生的气泡就是氢气，用试管收集氢气。

【思考】观察试管中的氢气，描述颜色，这是氢气的什么性质？虽然收集了氢气，看起来却像是空的。

【投影魔术】18世纪60年代英国化学家普利斯特里常常拿着收集有氢气的试管给朋友们变魔术，当他把燃着的木条伸入这样的空试管，“啪！”的一声，瓶口吐出了长长的火舌，但立刻又熄灭了……

【启示】很久以后，他才认真的观察了魔术后的试管，居然有了新的发现。

【信息】卡文迪许证明了露样液体就是水。但由于他们受到当时错误观念的束缚，都没有得出水的组成的正确结论。一年后，拉瓦锡在这个实验的基础上继续研究，证明了水由氢元素和氧元素组成。

【过渡】化学给人知识，化学史给人智慧。这段化学史能为我们研究水的组成提供怎样的思路？下面，我们进入实验探究一——化合的方法研究水的组成。

【任务】请同学们完成学案第一部分。这个反应体现出氢气的什么化学性质？

【提问】哪位同学来试着总结一下氢气的物理性质。

【评价】氢气在水中的溶解能力很差，难溶于水。说的很全面，请坐。

【思考】生活中有哪些现象能说明氢气密度小？沾上肥皂液，出现了氢气泡，请一位同学上台试着点一下氢气泡，看看又会有什么现象出现？

【评价】感谢这位心灵手巧的同学，谢谢！

【设疑】氢气燃烧生成水如何能证明水的组成呢？请小组讨论，结合“化学反应前后元素种类不变”作出解释。

【评价】表达非常流畅，其他小组认同吗？有理有据，让人信服。掌声鼓励！

【过渡】我们从化学史获得探究灵感，从化合的角度研究了水的组成。还可以从什么角度研究水的组成呢？

【启示】大家的想法和科学家不谋而合，1800年英国化学家尼克尔森通过电解水得到了氢气和氧气，再次验证了水由氢、氧元素组成。

【投影演示实验】实验探究二——分解的方法研究水的组成。水在通直流电的条件下会发生分解，直流电是指正负极固定不变的电源，如干电池、手机电池等，分正负极，在使用时要避免接反正负极。家用电器使用的一般是220V交流电，正负极在不停的改变，不需要分正负极，可以通过变压器将交流电转化为直流电，如手机充电器等。老师这里有一台改进版的水电解器，这是一个塑料的盒子，中间用二个隔板将它分为3个小室，下面相通。右边2个电极室一样大，分别装有一根电极，通过最左边的小室向装置内加水，由于纯水的导电性很差，老师向水中加入氢氧化钠来增强水的导电性。将两个电极室注满水，利用变压器将交流电转化为12V直流电，为装置供电。观察到什么现象？

【分组实验】每个探究小组都有一个微型水电解装置，它由类似于硅胶块PDMS和载玻片组成，在研究所，科学工作者常用类似的装置开展研究，今天大家用这样的装置来电解水，感受一下科学家的工作氛围。硅胶块底部有3个液体和气体的通道，已经装满了水，水中已经加入了硫酸钠来增强导电性，并加入了食用色素便于观察实验现象，最外边的2个通道插入了电极，现在为装置通直流电，请大家用红色的鳄鱼夹连接电池的正极，也就是红色的导线和红色的电极；用黑色的鳄鱼夹连接电池是负极，即另一根导线和电极。观察并记录实验现象。

【提问】断开电源。电极上产生的气体分别是什么呢？如何验证呢？小组讨论设计实验方案。

【评价】这位同学介绍了他们小组的实验方案，方案全面，简单易行，利用到了氢气的可燃性来区分氧气和氢气，知识理解和运用能力很强。

【追问】其他小组的同学有不同的方案吗？

【评价】他们小组的进一步将方案进行了简化，真棒！如果在氢气燃烧的火焰上罩一个冷而干燥的烧杯会有什么现象？

【实验】用燃着的小木条进行气体验证实验。

【总结】从化学史中获得探究灵感，从生成水和分解水两个角度研究了水的组成，深刻的理解了研究依据：化学反应前后元素种类不变。请大家利用这个依据思考学案上的问题。

  了解研究水组成的科技价值与现实意义。

通过将化学史趣味化、活灵活现的展示在学生面前，在为学生了解化学史的情境中，完成氢气燃烧相关知识的学习，在润物细无声的同时，强烈的激发起学生的学生兴趣和学习热情。 

     化学给人以知识，化学史给人以智慧，引导学生从化学史获取研究水的组成的灵感和思路。 

从生活走向化学。紧密联系学生的生活实际，从学生已有的经验和知识入手，寻找知识的增长点。

通过氢气泡燃烧在验证知识的同时增加课堂趣味性。

在学生热情高涨的同时引发的进一步思考

在霍夫曼水电解器与课本水电解器的基础上进行了实验改进，该装置具有重心稳，便于操作，电解速率适中，气体检验现象明显等优点。

将聚二甲基硅氧烷（PDMS）玻璃毛细电泳芯片引入初中化学课堂，它是一种新型的生化分析仪器，让学生使用和科学家相似的设备研究简单的问题，有着重要的意义和价值。

分组实验，让学生亲手完成水电解实验，近距离观察实验现象，提高学生实验技能的同时，满足了学生答复好奇心，增强学生的学习热情。

通过合作学习，小组内不同背景、学习能力的学生观点互碰，激发灵感，共同提高，并满足了处于青少年时期学生的情感需要。

将课题测试与经典化学实验相结合，从全新的角度认识经典化学实验，在学生惊呼获得新认识的同时，感受对角度认识事物的价值和乐趣。

一课时

板书设计

                水的组成

研究物质组成的方法

1.化合法

2.分解法

3.燃烧法

4.仪器分析法