跨学科实践活动：科学史话-水的秘密 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 跨学科实践活动：科学史话-水的秘密 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 475.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 科粤版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-31 08:59:37 | ||
图片预览
文档简介
教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 九年级 学期 秋季
课题 跨学科实践活动：科学史话—水的秘密
教科书 书 名：义务教育教科书 化学 九年级 上册 出版社：广东教育出版社
教学目标
1.科学观念 初步认识探究水的组成的科学史，知道科学研究是一项漫长而曲折的探索历程。 2.科学思维 通过“万物源于水”、“四元素论”和“五行说”理论，掌握科学思辨的基本方法。 3.科学探究与实践 分析普里斯特利、卡文迪什以及拉瓦锡对于水的组成的研究历程，形成基本的科学探究能力。 4.科学态度与责任 理解科学是在科学家对实验事实、推理过程及结论的质疑中不断发展的。
教学重难点
1.教学重点： 认识探究水的组成的科学史，知道科学研究是一项漫长而曲折的探索历程。 2.教学难点： 分析普里斯特利、卡文迪什以及拉瓦锡对于水的组成的研究历程。
教学过程
教学环节教师活动学生活动设计意图情境引入【播放视频】 2022 年，我国祝融号火星车发现火星近期水活动迹象 【提出问题】 火星上发现水活动迹象，如何帮助科学家确定发现的物质就是水呢？水的组成又是如何被揭秘的呢？【观看】 学生观看视频，思考这一迹象如何帮助科学家确定该物质就是水。 【思考与讨论】 学生进行思考和讨论，认为需要进一步探究水的组成。用播放视频的方式引入课题，激发学生对于探究水的组成的浓厚兴趣。古代哲学和理论【古希腊哲学理论】 在过去很长的一段时间内，水曾经被看作是组成物质的一种“元素”。 公元前6～7世纪古希腊哲学家泰勒斯认为万物源于水，水是构成万物的唯一元素。 古希腊亚里士多德提出的“四元素论”，认为一切物质都由土、水、空气和火这四种元素组成。例如，一棵破土而出的植物，是石头（土）和水同太阳光中的火的一种结合。树木被砍伐并晒干后，便失去水元素，这样就能燃烧了。而在燃烧后变成了石头（也即灰）和火。 【中国古代哲学】 此外，我国古人也提出五行学说，认为金、木、水、火、土这五种元素，是构成宇宙万物及各种自然现象的基础。 【倾听与思考】 学生倾听古希腊哲学理论，理解“万物源于水”、“四元素论”和“五行说”的具体内容，知道水曾经被看作是组成物质的一种“元素”。 【讨论与交流】 学生进行小组讨论，分析古代哲学理论对于研究水的组成的重要意义。 古代哲学理论虽然未能准确描述水的组成，但它们激发了人们对自然界元素和物质组成的好奇心，为后来的科学探索提供了灵感和基础。 科学实验的先驱【普里斯特利和卡文迪什】 1781 年，英国科学家普里斯特利将“可燃空气”与空气混合后放入干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出了震耳的爆鸣声。但这时，瓶内留下了神秘的物质，在瓶壁上有一些水珠。 在氧元素确认后，卡文迪什用纯氧代替空气，进一步证实了生成的液体是水。然而，“可燃空气”中的元素与氧元素显然是不同的。因此，这也证明了水是由两种或两种以上的元素组成。 【拉瓦锡】 拉瓦锡重复了他们的实验，利用自制装置,将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试管中收集到了“可燃空气”。水的质量减少，铁管的质量增加，经验证，铁转化成了四氧化三铁（Fe3O4）。通过科学分析和归纳，他提出：水不是一种元素，而是由“可燃空气”和氧元素结合而形成的化合物。 1787年，拉瓦锡命名这种“可燃空气”为“氢气”，正式提出水不是由一种元素组成，而是由氢元素和氧元素组成。【思考与讨论】 学生进行小组讨论，思考“可燃空气”到底是什么物质？ 【讨论与交流】 拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？普里斯特利、卡文迪什以及拉瓦锡对于水的组成的实验研究，推动了化学理论的发展，特别是在元素和化合物的理解上。 进一步发展【尼克尔森和卡里斯特尔】 1800年，在意大利物理学家伏特发明电池（“伏打电池”）之后，英国科学家尼克尔森和卡里斯特尔在常温下利用“伏打电池”给水进行了的电解实验，发现水被分解为两种气体：正极相连的一端产生氧气，负极相连的一端产生氢气。并且，他们通过精确测量，得出了电解水产生的氢气和氧气体积比约为2﹕1，进一步证实了拉瓦锡的结论。【思考与讨论】 初步绘制电解水的简易装置，分析电解实验对于水的组成的重要意义。尼克尔森和卡里斯特的电解实验对于理解水的本质有着深远的影响。现代科学的理解【霍夫曼】 1866年，德国科学家霍夫曼发明了水电解器，使得电解水的实验能够更加精确和高效地进行，也为进一步深入研究水的组成以及相关化学原理提供了更好的实验条件。 【X射线衍射实验】 1910年代开始，科学家们就使用X射线衍射实验探究水分子的结构，通过获得其衍射图谱，再通过复杂的数据分析和计算，证明每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的，并且推断出水分子中各原子相对位置和排列方式。【思考与讨论】 初步认识水电解器，简要分析电解水的实验过程。 【思考与倾听】 初步了解X射线衍射实验，认识其对探究水的形成的重大影响。X射线衍射实验揭示了水分子的具体结构，这对于探索水的组成有着深远的影响。
总结升华
课程基本信息
学科 化学 年级 九年级 学期 秋季
课题 跨学科实践活动：科学史话—水的秘密
教科书 书 名：义务教育教科书 化学 九年级 上册 出版社：广东教育出版社
教学目标
1.科学观念 初步认识探究水的组成的科学史，知道科学研究是一项漫长而曲折的探索历程。 2.科学思维 通过“万物源于水”、“四元素论”和“五行说”理论，掌握科学思辨的基本方法。 3.科学探究与实践 分析普里斯特利、卡文迪什以及拉瓦锡对于水的组成的研究历程，形成基本的科学探究能力。 4.科学态度与责任 理解科学是在科学家对实验事实、推理过程及结论的质疑中不断发展的。
教学重难点
1.教学重点： 认识探究水的组成的科学史，知道科学研究是一项漫长而曲折的探索历程。 2.教学难点： 分析普里斯特利、卡文迪什以及拉瓦锡对于水的组成的研究历程。
教学过程
教学环节教师活动学生活动设计意图情境引入【播放视频】 2022 年，我国祝融号火星车发现火星近期水活动迹象 【提出问题】 火星上发现水活动迹象，如何帮助科学家确定发现的物质就是水呢？水的组成又是如何被揭秘的呢？【观看】 学生观看视频，思考这一迹象如何帮助科学家确定该物质就是水。 【思考与讨论】 学生进行思考和讨论，认为需要进一步探究水的组成。用播放视频的方式引入课题，激发学生对于探究水的组成的浓厚兴趣。古代哲学和理论【古希腊哲学理论】 在过去很长的一段时间内，水曾经被看作是组成物质的一种“元素”。 公元前6～7世纪古希腊哲学家泰勒斯认为万物源于水，水是构成万物的唯一元素。 古希腊亚里士多德提出的“四元素论”，认为一切物质都由土、水、空气和火这四种元素组成。例如，一棵破土而出的植物，是石头（土）和水同太阳光中的火的一种结合。树木被砍伐并晒干后，便失去水元素，这样就能燃烧了。而在燃烧后变成了石头（也即灰）和火。 【中国古代哲学】 此外，我国古人也提出五行学说，认为金、木、水、火、土这五种元素，是构成宇宙万物及各种自然现象的基础。 【倾听与思考】 学生倾听古希腊哲学理论，理解“万物源于水”、“四元素论”和“五行说”的具体内容，知道水曾经被看作是组成物质的一种“元素”。 【讨论与交流】 学生进行小组讨论，分析古代哲学理论对于研究水的组成的重要意义。 古代哲学理论虽然未能准确描述水的组成，但它们激发了人们对自然界元素和物质组成的好奇心，为后来的科学探索提供了灵感和基础。 科学实验的先驱【普里斯特利和卡文迪什】 1781 年，英国科学家普里斯特利将“可燃空气”与空气混合后放入干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出了震耳的爆鸣声。但这时，瓶内留下了神秘的物质，在瓶壁上有一些水珠。 在氧元素确认后，卡文迪什用纯氧代替空气，进一步证实了生成的液体是水。然而，“可燃空气”中的元素与氧元素显然是不同的。因此，这也证明了水是由两种或两种以上的元素组成。 【拉瓦锡】 拉瓦锡重复了他们的实验，利用自制装置,将玻璃曲颈甑中的蒸馏水加热，水蒸气进入用陶瓷密封的红热铁管后，在试管中收集到了“可燃空气”。水的质量减少，铁管的质量增加，经验证，铁转化成了四氧化三铁（Fe3O4）。通过科学分析和归纳，他提出：水不是一种元素，而是由“可燃空气”和氧元素结合而形成的化合物。 1787年，拉瓦锡命名这种“可燃空气”为“氢气”，正式提出水不是由一种元素组成，而是由氢元素和氧元素组成。【思考与讨论】 学生进行小组讨论，思考“可燃空气”到底是什么物质？ 【讨论与交流】 拉瓦锡通过“铁和水蒸气反应”实验收集到了“可燃空气（氢气）”，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，推理得出结论：水由氢、氧两种元素组成。你认同吗？为什么？普里斯特利、卡文迪什以及拉瓦锡对于水的组成的实验研究，推动了化学理论的发展，特别是在元素和化合物的理解上。 进一步发展【尼克尔森和卡里斯特尔】 1800年，在意大利物理学家伏特发明电池（“伏打电池”）之后，英国科学家尼克尔森和卡里斯特尔在常温下利用“伏打电池”给水进行了的电解实验，发现水被分解为两种气体：正极相连的一端产生氧气，负极相连的一端产生氢气。并且，他们通过精确测量，得出了电解水产生的氢气和氧气体积比约为2﹕1，进一步证实了拉瓦锡的结论。【思考与讨论】 初步绘制电解水的简易装置，分析电解实验对于水的组成的重要意义。尼克尔森和卡里斯特的电解实验对于理解水的本质有着深远的影响。现代科学的理解【霍夫曼】 1866年，德国科学家霍夫曼发明了水电解器，使得电解水的实验能够更加精确和高效地进行，也为进一步深入研究水的组成以及相关化学原理提供了更好的实验条件。 【X射线衍射实验】 1910年代开始，科学家们就使用X射线衍射实验探究水分子的结构，通过获得其衍射图谱，再通过复杂的数据分析和计算，证明每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的，并且推断出水分子中各原子相对位置和排列方式。【思考与讨论】 初步认识水电解器，简要分析电解水的实验过程。 【思考与倾听】 初步了解X射线衍射实验，认识其对探究水的形成的重大影响。X射线衍射实验揭示了水分子的具体结构，这对于探索水的组成有着深远的影响。
总结升华
同课章节目录