对人体吸入空气和呼出气体成分探究 说课教学设计

对人体吸入空气和呼出气体的成分探究教学设计
一、教材内容和课标分析
根据教材内容和课标要求，本节课通过与生活相关的探究人类吸入空气和呼出气体的成分这一实验，体现化学与生活息息相关，激发学生学习化学的兴趣。通过具体实验形成化学实验探究的一般思路与方法，养成注重实证、严谨求实的科学态度。
二、学情分析
学生首次进行自主探究化学实验，好奇心强，积极性高，但操作能力不强，安全意识和小组合作意识有待加强，需要教师加强实验示范和引导。
三、教学设计思路
本次课程的教学设计思路是以探究吸入空气和呼出气体的主要成分不同为主线，学生自主探究活动为主体，问题驱动为方法，创新实验教学为手段。
四、学生学习目标
1.通过教材实验，认识科学探究的一般思路与方法；
2.运用控制变量思想改进实验方案，发展学生科学探究的好奇心、想象力与探究欲；
3. 通过数字化传感器实验测定实验数据，养成严谨求实的科学态度；
4. 树立合作、交流意识，培养深入探究思考能力，学会批判性思维方法；
五、教学重难点
重点：掌握科学探究的一般步骤方法
难点：培养科学探究的思考能力
六、教学过程
1.新课导入
学生依据生活经验，提出问题：穿防护服的医护人员为什么会出现闷热、缺氧的现象，从而思考人呼出气体的主要成分是什么？
教师提出本节课第一个问题，实验室如何收集呼出气体？
学生小组讨论，分析出三种实验方案分别是排水法、排空气法、吹气法（插入学生实验视频）
学生分析三种收集气体方案的优缺点：排水法虽然较为容易观察到是否收集满气体，但是操作较为复杂，出现实验失误的概率较高；而排空气法操作简单，但是很难把空气排干净；吹气法，简单易得，并保证收集到的气体都是呼出的气体。因此我们得出结论吹气法是本实验最合适的方法。
2.学生自主探究完成教材实验
教师提出本节课的核心问题：如何对两种气体的成分进行探究。学生很快按照教材的指导，自主完成对两种气体中的氧气、二氧化碳、及水蒸气含量比较的实验（插入学生实验视频）
学生完成实验，达成学习目标1。学生总结分析教材实验存在的一些不足：探究氧气含量时，木条燃烧剧烈程度、伸入集气瓶内的深度难以调控；探究水蒸气含量时，两种气体的温度以及与玻璃片的接触面积难以调控；实验操作过程中，集气瓶半敞口时与大气相通，易造成实验误差。
3.运用控制变量思想创新实验方案
教师向学生提供资料卡片（白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝），和一些实验仪器供学生参考，经过师生共同的努力，设计出新的实验方案。展示讲解实验装置
整个装置分为上中下三个部分，上面是装有两种气体的气球，中间的球形干燥管装有沾满无水硫酸铜粉末的棉花，用于比较水蒸气的含量，下面左端集气瓶装有等体积、等浓度的澄清石灰水，用于比较二氧化碳的含量，右端集气瓶中放有大小相同、高度一致的燃着蜡烛，用于比较氧气含量。并用止水阀调控气体的释放体积。
实验操作分为两个步骤，先探究吸入空气的成分，再探究呼出气体的成分，但关键要控制打开止水阀的时间相同，以保证通入集气瓶内气体的体积相同。实验过程如下（插入教师实验视频）
学生总结实验现象，得出实验的结论。分析改进后的实验有三个优点：1.实验装置一体化、操作简单、现象明显、实用性强、容易普及；使用无水硫酸铜粉末检验水蒸气，避免了教材中实验方法因为温差造成的干扰；控制止水阀打开时间，保证了通入的气体的体积相通，控制变量，使实验过程和结果更加严谨，更具有说服力。达成学习目标2。
4.数字化实验探究
实验的创新点燃了学生的激情，发展科学探究的好奇心、想象力与探究欲。学生继续提出问题：我们是否可以定量测的实验数据，更直观地呈现两种气体成分。
教师向学生提供数字传感器实验装置，引导学生进行自主探究。（插入学生操作数字传感器视频）
学生记录数字化实验数据，分析数据传感器的优点主要有：定量测定实验数据，可直观清晰地呈现两种气体的含量区别；实验步骤操作简单，优化实验探究过程，提高课堂效率；体现现代信息技术与化学教学深度融合；
七、教学反思
本课堂采取了讲授、合作、自主探究的教学模式。在问题驱动下，学生小组讨论，各抒己见，使思维的宽度、深度不断加强。
以教材实验存在的不足为出发点，引导学生运用控制变量思想设计创新实验方案，增强实验的对比性和综合性，激发学生探究欲望，体会数字化实验在实验探究过程的魅力，凸显化学学科核心素养。