人教版九年级化学 4.3 水的组成 教学设计的思考与实践

九年级化学-《水的组成》教学设计的思考与实践
化学课程要培养的核心素养，主要包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任，是中国学生发展核心素养在化学课程中的具体化，反映了义务教育化学课程的教育价值与育人功能，体现了化学学科育人的基本要求，全面展现了化学课程学习对学生发展的重要价值。 因此，在化学教学中，教师要根据化学学科的性质和学生的实际情况，坚持核心素养导向，让化学课程理念落地，突出基础性和实践性，通过优化教学设计，合理运用教学策略，让学生感受和体验、探究和发现，提升化学课程在“形成学生适应个人终身发展和社会发展所需要的必备品格、关键能力”的贡献率。
如何利用新课标上好老教材？是很多一线老师感到困惑也在思考的问题，下面以人教版九年级化学教材《水的组成》教学为例，谈设计和几点看法。
教学目标： 　　
1知识与技能： 　　
（1）认识水的组成。 　　
（2）知道氢气的有关性质，能说出氢气验纯的方法。 　　
2过程与方法： 　　
能根据实验现象进行推理、分析、判断。从水的电解的实验探究中，学会对实验现象的分析，进一步得出结论。在合作与讨论中，学会主动与他人合作交流、清楚表达自己的观点。 　　
3情感、态度与价值观： 　　
了解人类认识物质世界的过程和方法，培养勤于思考、勇于创新的科学素养 　　教学重点： 　　
电解水的实验。 　　
教学难点： 　　
通过电解水的实验归纳、分析得出水的组成 　　
教学准备： 　　
直流电源、水电解器、电解用水、火柴、木条、酒精灯等。 　　
教学过程： 　　
一、设置情境，激趣引课由海水燃烧的故事引课。 　　
二、探究新知： 　　
（一）水的生成 　　
1、学生自学课本：完成表格 　　
学生自学后，得出氢气的物理性质：色、味、态、密度、溶解性。 　　
教师小结： 　　
上面表格中主要体现的是氢气的物理性质，那么氢气还有什么化学性质呢？学生回答：氢气具有可燃性。 　　
教师强调：纯净的氢气可以安静的燃烧，不纯的氢气燃烧时可能发生爆炸。如何检验氢气的纯度呢，请同学们认真观察演示实验。 　　
2、演示实验：氢气的验纯方法及氢气的燃烧实验。教师总结：氢气的验纯方法。 　　检验氢气纯度的操作： 　　
氢气燃烧实验： 　　
学生观察演示实验中的实验现象。描述氢气燃烧的实验现象。氢气燃烧的现象： 　　
（1）产生淡蓝色火焰 　　
（2）放出热量 　　
（3）有水滴产生 　　
思考：a.上述实验中有无新物质生成？发生了什么变化b.上述实验中有什么物质生成？属于什么反应类型？ 　　
点燃 　　
C写出文字表达式： 　　
教师：我们知道氢气在空气或氧气里燃烧能生成水之后，就会思考水在一定的条件下会不会分解呢？下面我们就通过实验来试一试。 　　
（二）水的分解。 　　
演示实验，教师接通直流电源，演示水的分解实验。同时观看水电解的录像指导学生观察实验现象。 　　
在实验的过程中，教师介绍水电解器，并强调：（1）是直流电源。（2）水中可加适量的硫酸钠溶液或氢氧化钠溶液，以增强水的导电性。 　　
指导学生观察并记录两个电极附近和玻璃管内发生的现象。提问：两电极产生的气体分别是什么？指导学生阅读课本81页资料卡片，水的组成揭秘。(让学生猜想产生的`气体可能是氢气、氧气。为下一步的验证作铺垫。) 　　
讨论：让学生讨论用什么方法检验氢气、氧气最佳。 　　
验证实验：切断电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体。 　　
学生观察并记录发生的现象： 　　
小结：水电解巧记忆： 　　
给水通上直流电，两级均有气泡现，正氧负氢一比二，助燃可燃来检验。【或者：正氧负氢、氢二氧一（V）】 　　
思考：
a上述实验中有无新的物质生成？发生了什么变化？
b上述实验中有什么物质生成？属于什么反应类型？ 　
　c水电解的文字表达式：水通电氢气+氧气→播放：水分子分解的flash。 　
　让学生感受化学变化过程中，微观粒子的变化，体会化学变化中，原子不变，而是分子分裂成原子，原子再重新组合成新分子的过程。 　　
讨论：通过水的分解实验以及水的分解微观示意图我们获得了哪些信息呢？
教师总结：
1通过水的生成以及水的分解我们知道了水是由氢元素、氧元素组成的。
2揭秘：海水燃烧的秘密。 　　
三、课堂小结： 　　
通过本节课的学习，有哪些收获，让学生发表一下的看法：
1、我知道了水是由氢元素、氧元素组成的。
2、水通电能分解，生成氢气和氧气。······· 　　
四、在本节课的学习过程中学生还有哪些困惑呢？让学生经过讨论后发表自己的看法。 　　
预设可能有：
1、为什么水的化学符号为H2O 　　
让学生知道在下面即将学习的化合价和有关相对分子质量的计算可以得到解决。 　　
2、为什么在刚才的实验过程中氢气、氧气的体积比大于2:1引导学生从两方面分析： 　　
（1）氧气不易溶于水，氢气难溶于水。 　　
（2）氧气可能与电极反应、而氢气没有与电极反应。致使氧气的量减少，所以氢气与氧气的体积比大于2:1 　　
五、随堂检测： 　　
1、阿伏加德罗曾经总结出一条定律：在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同的分子数，下图是电解水的简易装置 　　
（１）电源的Ａ为 极，Ｂ为 极，事先向水中加入少量氢氧化钠的目的是 ． 　　
（２）Ｃ试管中收集到的气体是 ，用 检验；Ｄ试管中收集到的气体是 ，可用检验；Ｃ、Ｄ中两种气体的分子个数比为 . 　　
（３）根据上述实验事实可以得出，水是由 组成．
2、下列说法不正确的是（） 　　
A.水是由氢气和氧气组成的，属于混合物
B.检验氢气纯度时，听到尖锐的爆鸣声证明不纯 　　
C.氢气是无色、无气味，难溶于水的气体，实验室可以用排水法收集氢气
D.氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物——水，该反应也能证明水的组成 　　
板书设计： 　　
课题3水的组成 　　
一、水的生成 　　
二、水的分解 　　
（一）氢气的物理性质
1.现象
2.检验
（二）氢气的纯度
1.检验
2.氢气的可燃性
3.表达式： 　　
水是由氢、氧两种元素组成的。
反思与看法
一、把握教材，坚持核心素养导向
水的组成内容的呈现是模拟史实的研究过程，分水的生成和水的分解两步展开。
水生成的部分由氢气燃烧实验和相关讨论组成，这里的氢气燃烧实验既是对前面氢气燃烧性质介绍的验证，又是探究水组成的开始。它本身并不是一个探究实验，但与讨论组合并放在模拟水组成研究的背景下，使其具有了探究的意味。
水电解的实验是探究水的元素组成的另一条途径，为探究水的组成提供了又一个视角。
经过水生成和水分解两部分的实验与分析，认识水的组成已是水到渠成。整个过程将知识的获取，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，有利于激发学生学习的积极性。
在认识了水的组成的基础上，教材结合前面所学的元素、氧气等知识，从它们组成上的区别归纳出单质、化合物、氧化物的概念。
在处理教材时，要注意以下几点：
1.对教材进行整体把握
很多教师在教学中，把教材内容分为以下三部分：（1）氢气的物理性质和氢气的可燃性；（2）电解水研究水的组成；（3）区别归纳出单质、化合物、氧化物的概念。其实这是对教材的错误解读，仔细研读就会发现，其实教材内容应该只分为两部分：（1）通过氢气燃烧、电解水研究水的组成；（2）区别归纳出单质、化合物、氧化物的概念。
2.教材首先简要介绍了氢气的性质和验纯，但这并不是本节课的核心知识，只是为后续学习提供必要的知识支撑。
3.检验两个电极产生的气体检验均是用燃着的木条。为什么要这样设计？这与化学课程培养学生的核心素养的课程理念是相契合的，因为从学习者的角度看，学生事先并不知道负极产生氢气，正极产生氧气，两个电极的气体均用燃着的木条检验就具有探究的意味。有的老师在教学中，没有领会出教材背后的“曲中之意”，而是用燃着的木条检验负极产生的气体，用带火星的木条检验正极产生的气体，这种有针对性的改变，把具有探究性质的实验变成了验证性实验，与课程标准所倡导的探究式教学背道而驰。
二、跨越时空，为学科核心素养寻找历史的接口
当我们从历史的视角认识化学的时候，化学就像久违的朋友，会张开双臂与我们热情拥抱，在与化学互诉衷肠的过程中感受到快乐。从蕴含科学、人文和审美的化学史中去寻找知识的源头，对学生核心素养的形成有其独特作用。
课程标准指出：“可以利用化学实验、科学史实等多种形式创设学习情境。”本节教材以人类认识水的组成的简要史实引人，在实际教学中可以以此为情境主线，作为模拟水组成研究的背景。
首先让学生了解史实，18世纪末，英国科学家普利斯特里把一种称为“易燃空气”的气体和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁上出现了液滴，原来这种“易燃空气”其实就是氢气。然后教师顺势提出：“纯净的氢气在空气中燃烧有什么现象呢？”接着我们进行氢气燃烧实验。
学生知道了氢气在空气或氧气中燃烧生成水，教师继续呈现史实，拉瓦锡在前人探索的基础上做了一个相反实验，让水蒸气通过一根烧红的枪管，让其发生反应，得到了氢气和氧气。然后提出：“我们来做水分解的实验，只不过条件是通电。”
利用化学史串联知识内容，在这种精心建构的课堂教学中，学生体会科学家探索物质组成的智慧，对学生科学态度与责任、勇于修正或放弃错误观点、反对伪科学的科学精神的形成起到了潜移默化的作用。另外，化学史的故事也使得抽象的课堂教学变得更加形象、真实，从而吸引学生、感动学生。
三、发展思维，形成认识物质组成的思路与方法
课程标准指出：“在教学中，教师根据教学目标、教学内容、学生的已有经验，以及学校的实际条件，有针对性地选择学习情境素材，引导学生从真实的学习情境中发现问题，展开讨论，在解决化学问题的同时，形成和发展认识化学知识的思路与方法。”
根据课程标准我们不难领会到，教材的无非是以“水的组成”为例，让学生初步学习利用物质的性质和化学反应探究物质组成的基本思路与方法。
为此，我进行了如下设计：
首先给学生提出如下问题：拉瓦锡在研究空气成分的实验中，发生了如下两个反应，请同学们根据这两个反应分析氧化汞是由哪些元素组成的？
学生很容易发现并得出如下结论：在生成氧化汞的实验中有汞参加和氧化汞分解的实验中有汞生成，说明氧化汞中含有汞元素；在生成氧化汞的实验中有氧气参加和氧化汞分解的实验中有氧气生成，说明氧化汞中含有氧元素。所以氧化汞是由汞元素和氧元素组成的。
紧接着进一步提出：“由此我们得到启示，探究物质的组成的一般思路和方法是什么？”
学生讨论得出如下思路与方法：要探究某物质的组成，可以通过生成该物质的化合反应，由反应物中元素的组成推断该物质的元素组成；也可以让该物质发生分解反应，由生成物中元素的组成推断该物质的元素组成 。
最后提出：“按照这样的思路和方法，如何探究水的组成？”
学生讨论得出思路与方法：探究水的组成，可以通过生成水的化合反应，由化合反应中反应物元素的组成推断水的元素组成；也可以让水发生分解反应，由生成物中元素的组成推断水的元素组成。
基本思路与方法是每个学习主题的内容维度之一，把这节课放到学生整个学习化学的历程来看，不外乎是以“水的组成”为例形成研究物质组成的思路与方法，这无疑是一个良好的开端，对发展学生的科学思维具有积极意义。
结束语：本节课深度挖掘教材的核心素养内涵，以科学史实为情境主线，运用化学反应前后元素种类不变的思想，通过氢气的燃烧实验和水的分解实验得出水由氢元素和氧元素组成，形成认识物质组成的思路与方法，在观察现象的基础上进行讨论，达到发展科学思维、养成科学态度的作用，是一次利用新课标上好老教材的有益尝试。