课题2 化学是一门以实验为基础的科学优秀教学设计

用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

课课例名称

学科

设计者

中学化学

李红艳

堂教学设计

《对人体吸入的空气和呼出的气体的探究》

授课班级

所属学校

九年级

授课时数

1 贵州省安顺市实验学校

教学内容分析

《对人体吸入的空气和呼出的气体的探究》是人教版九年级化学上册教材第一单元的课题2第2课时的内容，属于《义务教育化学课程标准（2011版）》新课标一级主题“科学探究”中的二级单元“发展科学探究能力，增强对科学探究的理解”。

本课题是在激发学生兴趣的前提下，引导学生进行自主探究，让学生认识到实验是学习化学的一个重要途径，并初步学习对实验现象进行观察和描述的方法，通过对吸入的空气和呼出的气体的探究，让学生体验科学探究的过程，并学习运用这种科学探究的方法。本节课设计了符合学生的认知发展规律的教学内容，以此来提高学生的创新精神和实践能力，培养学生的科学精神和社会责任感，提升学生化学学科科学素养。

教学目标

一、知识和技能

1、认识实验是学习化学的一个重要途径，初步学习对实验现象进行观察和描述的方法。

2、知道用澄清的石灰水可以检验二氧化碳气体以及用木条燃烧的时间长短检验氧气的含量。

3、知道吸入的空气和呼出的气体成分的不同。

二、过程和方法

1、通过对吸入的空气和呼出的气体的探究，让学生体验：提出问题→猜想与假设

→

设计实验

→进行实验

→得出结论

→反思与评价→表达与交流等科学探究的过程，并学习运用这种科学探究的方法。落实化学学科核心素养的实验探究与创新意识方面的内容。 2、通过多个实验的验证活动，培养学生基于证据进行分析推理的能力，初步形成结论所需要的证据和寻找证据的能力。 3、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。

4、初步学习书写探究活动报告的方法。

1

用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

三、情感态度和价值观

1、通过实验验证、证据推理的活动体验，

培养严谨求实的科学态度。

2、树立环保意识，落实化学学科核心素养的科学精神与社会责任方面的内容。

学习者特征分析

对于人体吸入的空气和呼出的气体，学生本身就是参与者，是探究的主体。

1、学生的认知情况：对于呼吸作用，他们在以前的科学课上已有所了解，这个主题对于他们来讲并不陌生。

2、2、学生能力状况：对于问题的提出和针对问题的猜想，学生并不会感到困难。

3、学生的心理状况：求知欲浓，兴奋好奇，参与度高。但因为刚刚接触化学，学生对实验的设计和操作还比较陌生。

学生通过实验探究和同学间的讨论，教师的讲解演示，加上教师的引导，完成对本节知识的理解和掌握并不困难。

知识点学习目标描述

知识点

学习目

编

号

标层次

具

体

描

述

语

句

①氧气含量多少的检验

②二氧化碳气体的检验

了解

①了解氧气含量多少的检验方法

了解

②了解二氧化碳气体的检验方法

③吸入空气与呼出气了解

③了解吸入空气与呼出气体成分的不同

体成分的不同

教学重点和难点

项

目

内

容

解

决

措

施

教学重点

1、引导学生学习科学探究的方法。

1、指导学生设计实验方案，组员讨论交流。

2、培养学生对现象的观2、指导学生通过实验的验证活动，培养学生察和分析能力，并能明确基于证据进行分析推理的能力，初步形成结的表达探究所得到的结论所需要的证据和寻找证据的能力。

论。

2

用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

教学难点

1、引导学生主动的参与科学探究的过程。

2、设计实验探究空气和指导学生分析、归纳，提高实验探究能力和呼出的气体中氧气的含化学学科科学素养。

量。

课前对学生的要求

预习教材内容，知道呼吸作用的原理，了解氧气和二氧化碳的检验方法。

课

型

□新授课

□实验(实践)课

□练习课

□复习课

□讲评课

学习内容呈现方式

□基于主题的

□基于案例的

□基于问题的

□基于项目的

学习(教学)模式

□传递接受模式 □探究发现模式 □问题解决模式 □自主体验模式 学习活动方式

教学环境

□集体化学习

□个别化学习

□合作式学习

□协作式学习

□普通教室 □多媒体教室 □网络教室 □移动网络教室 □自定义

课堂教学结构设计

教学

环节

教师的活动

学生的活动

设计意图、依据

通过网络美图---校园美景---教欣赏图片,激发学生的利用同学们非常熟悉室“风景”的构建，由远及近，层学习兴趣。

的情景，激趣。

层推进。

【引入】

情景：冬天的教室里，门窗紧闭，上了两节课后许多同学感到困倦。课间时间，有些同学趴在桌上休息，有些同学在争分夺秒地写着作业，有些同学在座位上聊着天，有的同学在室外透着气。有些同学建引起学生好奇心,激议开窗换换空气，但教室里的许多发学生学习化学的兴联系自身，进行思考。

同学不同意，说我们呆得好好的，趣。

开窗后就冷了，影响听课。双方各执一词，到底谁的说法正确呢？我们吸入的气体和呼出的气体有什么不同呢？

这节课我们就自己研究一下这个问题，给同学，也给我们自己一个科学的、合理的建议。

3 创设

情景

导入

新课

用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

教师出示讨论的问题：

1、教师出示小组讨论问题：你知

通过这样的设计，从

道关于氧气、二氧化碳、水蒸气的3、学生得出初步的结深处挖掘了学生的思

检验的哪些信息？

论：空气中有：氧气、维，使学生的所学知

识与日常生活紧密联2、提供相关的信息：

二氧化碳、水蒸气

（1）二氧化碳可以使澄清石灰水呼出的气体中也有：氧系在一起。

变成白色浑浊，在一定范围内，白气、二氧化碳、水蒸气。

色浑浊越多，说明气体中二氧化碳

学习越多。

新知（2）氧气可以使带火星的木条复在交流的过程中各小

活动

燃，木条燃烧越旺，说明氧气越多。

组间能取长补短，在学生进行小组讨论。

1

（3）二氧化碳可以使燃着的木条资源共享中锻炼了学

熄灭。

生的语言表达能力

3、介绍用排水法收集呼出气体的

方法

为后面氧气的制取奠（1）集气瓶、水槽两种仪器的简学生作简单的操作练定基础。

单介绍

习：用排水法收集两瓶

（2）教师介绍用排水法收集呼出呼出的气体。

气体的具体操作方法及注意事项

【实验探究科学对比】

1、探究吸入的空气和呼出的气体

中氧气的多少

1、进行分组探究

1、只有知道了我们吸入和呼出的气体中有什么，才能进一步探问题二：我们呼出的气体中有什考。

究其含量的不同，所么，你是怎样知道的？（或举出一2、学生分组讨论，各以应该先组织学生讨些你这样说的依据）。

组间进行交流。

论

搜集资料提供信息

问题一：你知道我们吸入的空气中

有哪些气体，你的依据是什么？

1、回答问题,认真思在对问题的提出、作（将燃着的小木条分别插入空气（1）学生作出猜想

出猜想、设计并进行和呼出的气体中）

实验、得出结论的过

很多同学习

（这是本节课的一个难点，（2）学生分组设计实程中让学生熟悉了科新知

学可能都会象课本上的方法一样验（引导学生从实验用学探究的基本步骤，但此实验有一些变量不活动

设计实验，品、实验步骤等方面设培养了他们的探究能力

2

容易控制，例如木条的粗细得一计实验）

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（3）各小组内进行公了，也容易出现在呼出气体中伸入开交流并针对自己或培养了学生对实验方燃着的木条时木条立即熄灭这样其他小组成员的设计案的评价能力。

的现象，好象呼出的气体中没有氧方案进行评价

4

用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

气一样。因此要引导学生自己解释

这些“意外”现象。）

（4）各小组选择自己落实化学学科核心素适合的实验用品，分小养的实验探究与创新

2、探究吸入的空气和呼出的气体组进行实验

意识方面的内容。 中二氧化碳的多少

（向一瓶空气中和一瓶呼出的气（5）记录实验现象，

体中各滴入澄清的石灰水振荡）

得出初步结论

（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（6）填写实验报告（包

验现象，教师不要急于解释原因，括实验现象和结论）

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，

2、各小组之间进行公或所加石灰水的量不一样等等，从开交流并针对自己或

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）

其他小组的设计方案

进行评价。

3、探究吸入的空气和呼出的气体

中水蒸气的多少

（向干燥透明的玻璃片上呼气）

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，窗户上直接哈气。

若条件允许，可用无水硫酸铜来检验水。

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？

5、教师引导：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、数据等加以证明。

教师出示空气和呼出的气体中各成分的体积分数

5

用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

气体成分

氮气

氧气

二氧化碳

水蒸气

其它气体

空气中的

呼出的

培养学生的数据分析能力。

使学生进一步了解科学探究的途径。

气体（%）

气体（%）

78 21 0.03 0.07 0.9 78 16 4 1.1 0.9 首尾呼应，使学生了解研究问题是为了解如何对某处气体进行取样？

决问题，为了我们能拓展

科学地学习生活。 延伸 2、我们能否给冬天在教室上课的树立学生的环保意提高

同学一个科学的建议？

学生思考、讨论、交流。

识。为第二单元课题升华

1空气做铺垫。落实

化学学科核心素养的3、对改善空气质量提出自己的看科学精神与社会责任法，结合自身说说可行的建议。

方面的内容。

启发思维，引起思辨

1、实验设计

课后巩固，加深理解。课后拓展，提高学生作业 解决问题的能力。使1、整理本课题的探究活动记录。

巩固

课后巩固，加深理解。

学生能主动构建自身2、完成本节课的作业小单。

提升

发展所需的化学基础

知识和基本技能。

布置

教学流程

创设情境

作出猜想

实验探究

科学

探

究

氧气含量

二氧化碳含量

水蒸气含量

得出结论

交流反思

拓展延伸

归纳小结

巩固提高

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用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

板书设计

对人体吸入的空气和呼出气体的探究

氧气

二氧化碳

水蒸气

科学探究的环节：

提出问题→猜想与假设

→

设计实验

→进行实验

→得出结论

→反思与评价→表达与交流

形成性检测

知识点

学习目

编

号

标层次

操作

现象

结论

检测题的主要内容

①氧气含量多少的检验

②二氧化碳气体的检验

了解

填空：能使带火星木条复燃的气体是 。

选择：

了解

填空：能使澄清石灰水变浑浊的气体是 。

选择：

③吸入空气与填空：人体呼出的气体中， 的含量比空气多， 的呼出气了解

含量比空气少。

体成分选择：

的不同

教学反思

7

用探究性实验培育初中学生化学核心素养的课例研究

由远及近，层层推进，从学生平时在学校的情景入手，引出问题，引发学生的思考，激活学生的思维。激发学生的兴趣和求知欲探究欲，在整个教学过程中，我主要起引导作用，引导学生进行猜想，进行实验探究，通过自己的探究来解决心里的疑惑。因此学生兴趣浓，参与度高。后面给冬天在教室上课的同学一个科学的建议，与开始的情景首尾呼应，体现了课程的完整性。对改善空气质量提出自己的看法，结合自身说说可行的建议。树立学生的环保意识同时为第二单元课题1空气做铺垫。作业的布置，实现课后拓展，加深理解，提高学生解决问题的能力。对化学学科核心素养的科学探究与创新意识、科学精神与社会责任两个方面内容落实较好。

不足：学生的探究方案较为单一，三步探究相对也比较简单，探究时间相对较短，在今后的教学中还需做科学的调整。还要加强对化学学科核心素养中的五个维度的落实。

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