“水的组成”探究教学设计

缪 晶

（南京市二十九中致远校区 江苏南京 210029）

“水的组成”探究教学设计

缪 晶

（南京市二十九中致远校区 江苏南京 210029）

探究教学过程中，知识的获取、科学过程的体验和科学思想方法的学习融为一体，教育内涵丰富，学习情景生动，有利于激发学生持续的学习积极性。

水的组成；探究；教学设计

教学目标

认识水的组成，知道单质化合物的区别及氧化物的含义。

了解并体验人类认识水的组成的过程和方法。

教学过程

1．活动一：水的组成揭秘

［引入］世界上几千万种物质都是由什么组成的？

［学生回答］元素。

［讲述］是的，世界万物，组成它们的基本成分就是元素，今天我们一起来探究水的组成，其实就是要探究水是由哪些元素所组成的。

［过渡］历史上水的组成的揭秘可谓一波三折，18世纪末有三位伟大的科学家：普利斯特里、卡文迪许及拉瓦锡为此付出了许多努力。

［讲述］介绍英国科学家普利斯特里和卡文迪许发现水的组成的史实。

［评价］但是他们当时受错误观点的束缚，始终认为水是一种元素，没有做出正确解释。

［过渡］那到底水是不是一种元素呢？我们如何模仿普利斯特里和卡文迪许的实验过程来探究水的组成呢？

在设计实验前，需要提醒大家注意，前面学过的很多化学反应，有一个共同规律：化学反应前后元素种类不变。这将会对我们设计实验有所启发。

［学生讨论汇报］可以设计出一个生成水的化合反应。

教师以讲故事的方式简洁介绍了历史上人类对水的组成的认识过程，让学生在轻松的氛围中进入了本节课的主题，同时激发了学生的探究欲望。

2．活动二：从水的生成实验研究水的组成

［过渡］研究氢气的燃烧实验是我们认识水的组成的开始，让我们先来学习下氢气的相关性质。请大家来谈谈你所了解的氢气的一些性质。

［学生畅所欲言］

［评价］看来大家对氢气的了解还真不少。

展示一瓶课前用排水法收集的一瓶氢气，瓶口向下放置。请学生观察归纳氢气的相关物理性质。

?

［过渡］大家刚才的回答中提到了氢气的可燃性，这属于它的化学性质。那么这瓶氢气能直接点燃吗？

［讲述］实验测定，空气里如混有氢气的体积达总体积的4%～74．2%，点火就会发生爆炸，这个范围叫爆炸极限。所以使用氢气时，要特别注意安全，点燃氢气前一定要验纯。只有较纯净的氢气才能直接点燃。

［实验演示］验纯操作。

操作：用排水法收集一小试管的氢气，试管口向下，拇指堵住管口，移近火焰。

现象：尖锐的爆鸣声——氢气不纯，需要重新收集，重新检验。若声音很小——氢气较纯。

［实验4-5］点燃氢气，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察现象。

［学生回答］有白雾生成。

［讨论］1．上述实验中有无新物质生成？发生了什么变化？

2．上述实验中是否有水滴生成？

［分组讨论汇报交流］

（H2） （O2） （？）

可见：水不是一种元素，而是由氢、氧元素组成的。

［过渡］可惜18世纪末的普利斯特里和卡文迪许两位科学家虽然通过氢气的燃烧实验发现了水的真面目，但由于当时没有正确的思想观念作指导，即使真相就摆在眼前，也与它失之交臂，但是紧接着拉瓦锡却抓住了这个机会。

［讲述］介绍拉瓦锡发现水的组成的实验过程。

［评价］正是因为拉瓦锡坚持正确观点，并多方面思考验证，使得水的组成正式确定。这被认为是18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。

［过渡］我们今天在实验室中也可以模仿拉瓦锡的实验，设计一个水分解的反应研究水的组成。

3．活动三：从水的分解实验研究水的组成

［过渡］下面请同学们通过一个趣味实验来亲身体验下水的分解。

［趣味实验］

实验：在培养皿中倒入一半容积的水（水中可加入少量硫酸钠溶液以增强导电性），将两根回形针分别连接在电池组的正极（红色导线）和负极（蓝色导线）上，然后将两根回形针同时插入水中，仔细观察两根回形针周围的现象。

［学生汇报实验现象］回形针周围都产生了气泡，与电源负极相连的一根周围气泡更多。

［提问］产生的气体如何收集呢？

［学生回答］排水集气法。

［提问］如何检验产物呢？

［过渡］为了收集、检验水分解产生的气体，我们采用这套霍夫曼电解器（简单介绍书P80页霍夫曼电解器的构造）。打开电源观察现象。一段时间后关闭电源，用燃着的木条在两个玻璃管的尖嘴口检验生成的产物，观察现象，记录在书上表格中。

［讨论］

（1）上述实验中水是否发生了分解反应？生成了几种新物质？

（2）分析水的生成和分解实验，说明其中的哪些现象和事实能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的。

［分组讨论汇报交流］

［得出结论］水是由氢元素和氧元素组成的。

［过渡］根据精确的实验测定，每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，因此水可以表示为H2O，回忆前面学过的原子论分子学说，化学反应的本质是什么？

［学生回答］分子分成原子，原子重新结合成新的分子。

［过渡］如何从微观上来分析水分解的反应呢？

水的组成内容的呈现则是模拟史实的探究过程，从水的生成和分解一正一反两个环节展开，水的生成部分先介绍了氢气的相关性质，从而揭开了模拟探究水组成的序幕，也为后续学习打下基础。在教师介绍霍夫曼电解器探究水的分解实验前，创新设计了一个学生自主探究的趣味实验：利用回形针做电极，利用干电池组作为电源，让学生亲身体验水的电解实验，该实验操作简单，现象明显，有利于学生在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，形成持续学习化学的兴趣。经过水生成和水分解两部分的实验与分析，学生认识水的组成已经是水到渠成。

4．活动四：反应的微观过程

［PPT模拟动画］展示水的分解反应的微观过程。

［微观解释］

［趣味体验］请同学将一枚一元硬币作为一个氧原子，两枚壹角硬币作为两个氢原子。每组在课桌上演示水的生成反应的微观过程。

从宏观进入微观，教师利用动画模拟了水分解的微观过程，在此基础上，引导学生利用给定的一元和五角的硬币，自己动手在课桌上反过来模拟水生成的微观过程，这样设计不仅使抽象的内容形象化，更有利于学生进一步认识化学反应的微观本质，也为本节课最后环节物质分类的教学做好微观上的铺垫。

5．活动五：物质分类

［过渡］讨论：H2、O2、H2O属于纯净物还是混合物？

［讲述］它们都属于纯净物，只有纯净物才有固定的组成，才能用专门的化学符号来表示。

［提问］H2、O2和H2O虽然都属于纯净物，但是它们在组成元素的种类上有什么不同？

［自主学习］阅读教材P81页第三自然段，自学“单质”、“化合物”的概念。

［讲述］水由不同种元素组成，它属于化合物。氢气和氧气是由同种元素组成，属于单质。请同学们回忆，我们学过的纯净物中哪些物质是单质？哪些物质是化合物？请大家把它们的化学符号写在下发的修正贴上。两人一组，合作完成。

［投影展示］学生自主书写的情况。

［提问］如果我们对这些化合物从组成元素的种类上再进行分类，你会怎么分呢？

［学生活动］指导学生在投影上通过张贴修正贴进行分类，相同类别贴在一起。

［投影展示，学生汇报］同桌讨论完成化合物分类活动。

［讲述］氧化物概念。

［提问］我们今天学过H2O应该属于纯净物中的哪种类别呢？请同学们给它找到自己的“家”。

［学生回答］水属于纯净物中的化合物中的氧化物。

［归纳小结］最后请同学们将纯净物、单质、化合物、氧化物四个概念间相关的并列、包含关系用圆圈图示表示出来。

物质分类环节的教学从前面接触过的多种纯净物的化学符号入手，要求学生自己回忆、归纳、书写，接着引导学生分析它们在组成元素种类上的差异，并自主进行分类，从而自然引出了单质、化合物及氧化物的概念。最后为了巩固概念加深理解，设计活动：请学生将纯净物、单质、化合物、氧化物四个概念间的关系用圆圈图示表示出来。

本节课的探究教学集知识、情境、化学史、动手实验为一体，教学环节流畅，教学效果好，让学生沿着知识的发展轨迹自主前进，有利于激发学生的学习热情，培养学生探究精神。

［1］ 王晶，李俊主编．义务教育教科书教师教学用书［M］．北京：人民教育出版社，2012，120-123

［2］ 钱勤．初中化学实验改进与创新现状的调查研究 ［J］．化学教与学，2015，（5）：62-64

［3］ 朱鹏飞．适合学生探究的微型电解实验设计再研究［J］．化学教与学，2015，（6）：94-95

［4］ 刘春风．初中化学教学中实验创新的途径及意义 ［J］．中学化学教学参考，2014，（7）：24-26

1008-0546（2015）11-0066-03

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10.3969/j．issn．1008-0546．2015．11．021