《學生實驗3氧氣的實驗室制取與性質》教學設計一、教材分析本實驗是魯教版(五四學制)(2024)初中八年級全一冊化學課程中的重要實踐內容。它建立在學生對氧氣的性質和用途等基礎知識有了初步了解的基礎之上，通過親自動手實驗，讓學生深入掌握氧氣的實驗室制取原理、方法以及氧氣的化學性質。教材中對實驗的藥品選擇、儀器組裝、實驗步驟及注意事項等進行了詳細闡述，同時引導學生觀察實驗現象并分析得出結論，旨在培養學生的實踐操作能力、觀察能力、分析歸納能力以及科學探究精神。從知識體系來看，氧氣的制取與性質實驗為后續學習其他氣體的制取和性質奠定了基礎，具有承上啟下的重要作用。它是將理論知識與實踐操作緊密結合的關鍵環節，有助于學生更好地理解化學學科是一門以實驗為基礎的科學，激發學生學習化學的興趣和熱情。二、學情分析八年級的學生正處于對世界充滿好奇、求知欲旺盛的階段，他們對化學實驗有著濃厚的興趣，具有較強的動手意愿。經過一段時間的化學學習，學生已經具備了一定的化學基礎知識，如對常見的儀器名稱、用途有所了解，也掌握了一些基本的實驗操作技能，如固體藥品的取用、液體藥品的傾倒等。然而，他們在實驗操作的規范性、實驗過程中的細節把控以及對實驗現象的準確觀察和分析能力方面還有待提高。部分學生可能在實驗過程中過于關注操作本身，而忽略了對實驗原理和實驗目的的深入思考。同時，學生在團隊合作中可能存在分工不明確、溝通不暢等問題。在進行本實驗時，需要教師加強引導，注重實驗規范的強調和操作細節的指導，鼓勵學生積極思考、認真觀察，培養學生的實驗探究能力和團隊協作精神。三、課標目標1.知識與技能目標學生能夠準確說出實驗室制取氧氣的藥品、反應原理、實驗裝置及操作步驟。熟練掌握氧氣的收集方法、檢驗方法和驗滿方法。清晰描述氧氣與木炭、鐵絲、蠟燭等物質反應的實驗現象，正確書寫相關的化學反應方程式。學會正確使用常見的化學實驗儀器，如酒精燈、試管、鐵架臺、集氣瓶等，提高實驗操作技能。通過親自動手實驗，培養學生的觀察能力、動手操作能力、分析問題和解決問題經歷實驗探究過程，學會運用控制變量法設計實驗，培養學生的科學探究思維。在實驗過程中，引導學生進行小組合作，提高學生的團隊協作能力和溝通能力。激發學生對化學實驗的興趣，培養學生嚴謹認真、實事求是的科學態度。讓學生體會化學與生活的緊密聯系，增強學生對生活和社會的責任感。通過實驗探究，培養學生勇于創新、敢于實踐的精神。四、教學重難點氧氣的實驗室制取原理、實驗裝置及操作步驟。氧氣的化學性質實驗及現象觀察。實驗室制取氧氣裝置的選擇依據及實驗操作中的注意事項。對氧氣化學性質實驗現象的準確分析及相關化學反應方程式的書寫。五、教學法1.講授法：講解實驗原理、儀器使用方法、實驗步驟及注意事項等重要知識點，使學生對實驗有初步的理性認識。例如，在實驗前詳細講解實驗室制取氧氣的反應原理，通過化學方程式讓學生明確反應物、生成物和反應條件。2.演示法：教師在講臺上進行規范的實驗操作演示，如儀器的組裝、藥品的取用等，讓學生直觀地學習正確的操作方法。在演示過程中，邊操作邊強調操作要點和注意事項，如在演示加熱高錳酸鉀制取氧氣時，強調試管口要略向下傾斜，防止冷凝水倒流引起試管炸裂。3.實驗探究法：學生分組進行實驗探究，在實踐中親身體驗氧氣的制取和性質。教師提出問題，引導學生通過實驗去探索答案，培養學生的探究精神和實踐能力。比如，在探究氧氣的性質時，讓學生自己動手將木炭、鐵絲等物質放入氧氣中燃燒，觀察實驗現象，探究氧氣的助燃性等性質。4.討論法：組織學生進行小組討論，對實驗過程中出現的問題、觀察到的現象以及得出的結論進行交流和討論。通過討論，激發學生的思維，促進學生之間的合作與交流，培養學生的團隊協作能力和批判性思維。例如，在實驗結束后，組織學生討論在制取氧氣過程中如果收集到的氧氣不純可能的原因有哪些。六、教學準備1.實驗儀器：大試管、試管夾、單孔橡膠塞、膠皮管、玻璃導管、集氣瓶、水槽、鐵架臺(帶鐵夾)、酒精燈、藥匙、鑷子、燃燒匙、火柴、玻璃片。2.實驗藥品：高錳酸鉀、過氧化氫溶液、二氧化錳、木炭、鐵絲、蠟燭、澄清石3.其他材料：多媒體課件、實驗報告冊。七、教學過程1.導入新課(5分鐘)教師活動：播放一段關于氧氣在生活中廣泛應用的視頻，如醫院里病人吸氧、潛水員攜帶氧氣瓶潛水、火箭發射中液氧作為助燃劑等場景。提問學生：“氧氣在我們生活中如此重要，那大家知道實驗室中是如何制取氧氣的嗎?這節課我們就通過親自動手實驗來揭開氧氣制取與性質的神秘面紗?！睂W生活動：認真觀看視頻，積極思考教師提出的問題，對本節課的實驗內容充滿設計意圖：通過生動形象的視頻展示，激發學生的學習興趣，讓學生感受到化學與生活的緊密聯系，從而自然地引入本節課的主題——氧氣的實驗室制取與性質實驗。同時，提問引導學生思考，調動學生的學習積極性，為后續實驗教學做好鋪墊。2.知識回顧(5分鐘)教師活動：利用多媒體課件展示以下問題：氧氣有哪些物理性質和化學性質?我們之前學過哪些能產生氧氣的化學反應?實驗室制取氣體需要考慮哪些因素?請幾位學生回答問題，對學生的回答進行點評和補充，強調重點知識。學生活動：回憶所學知識，積極舉手回答問題。設計意圖：通過回顧氧氣的性質和相關化學反應，幫助學生鞏固已有的知識基礎，為順利開展實驗做好知識儲備。同時，引導學生思考實驗室制取氣體的一般思路，培養學生的知識遷移能力和歸納總結能力，為學習氧氣的實驗室制取做好鋪墊。3.實驗原理講解(5分鐘)教師活動：講解實驗室制取氧氣的兩種常用方法：加熱高錳酸鉀制取氧氣：化學方程式為2KMnO?△K?MnO?+MnO?+O?個。詳細解釋反應原理，強調高錳酸鉀受熱分解產生氧氣，同時生成錳酸鉀和二氧化錳。過氧化氫在二氧化錳催化下分解制取氧氣：化學方程式為2H?O?MnO?2H?O+O?個。向學生說明二氧化錳在這個反應中起催化作用，它能加快過氧化氫的分解速率，但自身的質量和化學性質在反應前后不變。學生活動：認真聽講，做好筆記，理解實驗原理。設計意圖：讓學生明確實驗的化學反應原理，知道為什么選擇這些藥品來制取氧氣，這是進行實驗的基礎。只有理解了原理，學生才能更好地掌握實驗操作和分析實4.實驗裝置介紹與組裝演示(10分鐘)展示實驗室制取氧氣的兩種實驗裝置圖(加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置和過氧化氫分解制取氧氣的裝置),對比兩種裝置的特點，講解裝置中各儀器的名稱和作用。例如，在加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置中，大試管用于盛裝高錳酸鉀固體，鐵架臺用于固定試管，酒精燈用于加熱，集氣瓶用于收集氧氣等。強調裝置選擇的依據：根據反應物的狀態和反應條件來選擇發生裝置。加熱高錳酸鉀制取氧氣，反應物是固體，反應需要加熱，所以選擇固體加熱型發生裝置；過氧化氫分解制取氧氣，反應物是液體，二氧化錳是固體催化劑，反應不需要加熱，所以選擇固液不加熱型發生裝置。根據氣體的密度和溶解性來選擇收集裝置。氧氣不易溶于水，密度比空氣大，所以既可以用排水法收集，也可以用向上排空氣法收集。在講臺上進行實驗裝置的組裝演示，邊組裝邊強調操作要點和注意事項。如在組裝加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置時，要注意試管口略向下傾斜，鐵夾應夾在試管的中上部，導管稍微露出橡膠塞即可；在連接儀器時，要先將玻璃導管用水濕潤，然后輕輕轉動插入橡膠塞或膠皮管等。學生活動：認真觀察教師的演示，聆聽講解，記錄實驗裝置的組裝要點和注意事設計意圖：通過直觀展示實驗裝置圖和實際組裝演示，讓學生清楚地了解實驗所需的儀器和裝置，掌握正確的組裝方法和操作要點。強調裝置選擇的依據，培養學生的科學思維能力，使學生學會根據具體情況選擇合適的實驗裝置，為學生獨立進行實驗操作奠定基礎。5.實驗步驟與注意事項講解(10分鐘)以加熱高錳酸鉀制取氧氣為例，詳細講解實驗步驟：查：檢查裝置的氣密性。將導管的一端放入水中，用手緊握試管外壁，如果導管口有氣泡冒出，松開手后，導管內形成一段水柱，說明裝置氣密性良好。裝：將高錳酸鉀裝入試管中，在試管口放一團棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進定：將試管固定在鐵架臺上，鐵夾應夾在試管的中上部，試管口略向下傾斜。點：點燃酒精燈，先對試管進行預熱，然后用外焰集中加熱藥品部位。收：當導管口有連續均勻的氣泡冒出時開始收集氧氣。用排水法收集時，集氣瓶中要裝滿水，不能有氣泡；用向上排空氣法收集時，導管要伸到集氣瓶底部。離：實驗結束后，先將導管從水槽中移出。熄：最后熄滅酒精燈。強調每個步驟的重要性以及操作不當可能帶來的后果。例如，如果不檢查裝置氣密性，可能導致收集不到氧氣；試管口沒有放棉花，高錳酸鉀粉末可能堵塞導管；實驗結束后先熄滅酒精燈，后移出導管，會導致水槽中的水倒吸進入試管，使試管炸裂對于過氧化氫分解制取氧氣的實驗步驟，簡要說明與加熱高錳酸鉀制取氧氣的不同之處，如不需要加熱，先在錐形瓶中加入二氧化錳，然后通過長頸漏斗或分液漏斗加入過氧化氫溶液等。學生活動：認真聽講，理解實驗步驟和注意事項，提出自己的疑問，與教師進行設計意圖：讓學生清楚地了解實驗的具體操作步驟和每個步驟的注意事項，這是保證實驗成功和學生安全的關鍵。通過強調操作不當的后果，引起學生的重視，培養學生嚴謹認真的實驗態度。6.分組實驗(25分鐘)將學生分成若干小組，每組4-5人，明確小組內成員的分工，如實驗操作員、記錄員、觀察員等。為每個小組發放實驗儀器和藥品，提醒學生檢查儀器是否齊全、完好，藥品是否巡視各小組的實驗情況，及時給予指導和幫助。發現學生操作不規范時，及時糾正，并再次強調正確的操作方法；當學生遇到問題時，引導學生思考分析，鼓勵學生嘗試自己解決問題。例如，當學生發現收集到的氧氣不純時，引導學生從裝置氣密性、收集時機等方面去分析原因。小組內成員按照分工，密切協作，共同完成實驗。實驗操作員規范地進行實驗操作，如組裝裝置、添加藥品、加熱、收集氧氣等；記錄員認真記錄實驗過程中的現象和數據；觀察員仔細觀察實驗現象，及時向記錄員報告。在實驗過程中，積極思考，嘗試對實驗現象進行分析和解釋。如果遇到問題，及時向教師或小組內其他成員請教。完成氧氣的制取后，進行氧氣的性質實驗。用坩堝鉗夾取一小塊木炭，在酒精燈上加熱至發紅，然后緩慢伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察木炭在氧氣中燃燒的現象；將打磨好的鐵絲繞成螺旋狀，下端系一根火柴，點燃火柴，待火柴快燃盡時，插入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察鐵絲在氧氣中燃燒的現象；將蠟燭固定在燃燒匙上，點燃后伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察蠟燭在氧氣中燃燒的現象。分別向反應后的集氣瓶中倒入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現象。設計意圖：通過分組實驗，讓學生親身體驗氧氣的制取和性質實驗過程，提高學生的動手操作能力、觀察能力和團隊協作能力。在實驗過程中，培養學生的問題解決能力和科學探究精神，讓學生在實踐中加深對知識的理解和掌握。7.實驗現象分析與總結(10分鐘)組織學生進行小組討論，交流各自在實驗中觀察到的現象。請各小組代表發言，描述本小組觀察到的氧氣制取和性質實驗的現象。對學生的發言進行點評和補充，引導學生正確分析實驗現象，得出相應的結論。例如，木炭在氧氣中燃燒發出白光，放出熱量，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，說明木炭與氧氣反應生成了二氧化碳；鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體，說明鐵絲與氧氣反應生成了四氧化三鐵等。引導學生根據實驗現象，正確書寫相關的化學反應方程式，并強調化學方程式的積極參與小組討論，分享自己的實驗觀察和思考。小組代表發言，清晰準確地描述實驗現象。認真聆聽教師的分析和講解，理解實驗現象背后的化學原理，正確書寫化學反應設計意圖：通過實驗現象的分析和總結，培養學生的觀察能力、分析歸納能力和語言表達能力。讓學生從實驗現象上升到理論認識，加深對氧氣化學性質的理解，同時強化化學方程式的書寫技能。8課堂小結(5分鐘)教師活動：引導學生回顧本節課的主要內容，包括氧氣的實驗室制取原理、實驗裝置、實驗步驟、注意事項以及氧氣的化學性質等。強調實驗操作的規范性和重要性，總結實驗過程中的關鍵知識點和易錯點。對學生在實驗中的表現進行評價，肯定學生的優點和進步，同時指出存在的不足之處，鼓勵學生在今后的實驗中不斷提高自己的實驗能力和科學素養。學生活動：跟隨教師的引導，回顧本節課的學習內容，反思自己在實驗中的表現，明確自己的優點和不足。設計意圖：通過課堂小結，幫助學生梳理本節課的知識框架，強化重點知識，加深學生對實驗內容的理解和記憶。通過對學生表現的評價，激發學生的學習積極性，促進學生不斷改進和提高。9.布置作業(5分鐘)教師活動：布置課后作業：完成實驗報告冊上關于氧氣的實驗室制取與性質實驗的相關內容，包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗現象、實驗結論以及實驗反思等。要求學生認真書寫，詳細描述實驗過程和自己的思考。思考并回答問題：實驗室制取氧氣時，如果用向上排空氣法收集氧氣，如何檢驗氧氣是否收集滿?收集滿氧氣的集氣瓶應如何放置?為什么?學生活動：記錄作業內容，明確作業要求。設計意圖：通過完成實驗報告，讓學生對本節課的實驗內容進行系統的總結和反思，鞏固所學知識，提高學生的實驗報告書寫能力。布置思考問題，進一步拓展學生的思維，加深學生對氧氣收集方法和性質的理解。八、板書設計學生實驗3氧氣的實驗室制取與性質加熱高錳酸鉀：2KMnO?△K?MnO?+MnO?+O?