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第二单元 空气、物质的构成与组成 单元教学设计
单元教学主题 学习主题“空气、物质的构成与组成”是《义务教育化学课程标准(2022年版)》五个学习主题里边的两个大概念“物质的组成”以及“物质的性质与应用”。本单元主要涉及的单元大概念：1.空气由多种成分组成，氮气占78% 、氧气占21%等。混合物由多种物质组成，成分含量不固定；纯净物只含一种物质，有固定组成和性质。空气污染危害大，我国建立空气质量日报制度监测大气环境，保护大气环境意义重大。2.物质由分子、原子、离子等微观粒子构成。分子在不断运动，且分子间有间隔，在物理和化学变化中分子改变情况不同。原子由原子核与核外电子构成，原子核含质子和中子。原子得失电子形成离子，微观粒子的特性解释了物质的多种现象。3.元素是具有相同质子数的一类原子的总称，用元素符号表示，元素周期表按原子核电荷数排列元素。单质由一种元素组成，化合物由多种元素组成。物质发生化学变化时，元素种类不变，可据此探究物质组成。4.探究物质组成可通过分解或合成物质，依据化学变化前后元素种类不变来推测。水由氢、氧元素组成，可通过水电解实验验证。制作分子模型、展示情景剧能加深对物质组成与变化的理解，培养实践与合作能力。本单元涉及的主要核心概念:1.空气成分及各成分用途2.混合物与纯净物的区分3.分子、原子、离子的概念4.元素的定义及相关知识5.单质和化合物的不同点6.探究物质组成的思路方法 学科 化学 年级 九年级
单元 第二单元《空气、物质的构成与组成》 授课人 Xxx
单元内容 本单元教学内容：主题1“空气的成分”：教材在本节内容的设计时，首先通过“问题探讨”提出本节探究与学习的3个问题:空气中有哪些成分 科学家是怎样发现空气的成分的 如何保护空气 在“知识视窗”中，通过介绍拉瓦锡、瑞利、拉姆西等科学家对空气成分的发现史，引导学生思考拉瓦锡探究实验的原理以及相关结论。接着通过“观察活动”，在实验室中再现空气中氧气含量的探究实验，以及“讨论与交流”，明晰实验原理、过程和操作注意事项，初步建构定量探究混合物成分的思路与方法。最后再通过“长话短说”和习题进行总结和评价。值得注意的是，本节在信息技术与化学实验中介绍了空气质量监测站，引导学生应用信息技术来进行相关物质含量的检测。主题2“构成物质的微观粒子”：本节内容是学生在化学课上第一次接触微观粒子，教材在“问题探讨”中引用《庄子》中的记载“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”通过古代哲学家对这一问题的思考提出问题:“物质能无限地分吗 ”从而将学生带人微观世界的学习。通过“分子是什么”中的“观察活动”“原子是什么”中的“讨论与交流”、“知识视窗”,“原子的质量有多大”中的“讨论与交流”,“离子怎样形成’中的“观察活动”等寻求解决。这四个部分均在学习之后通过“长话短说”进行总结，利用两个“检查站及课后习题对学习情况进行评价。主题3“辨别物质的组成”：本节是在学习了物质的微观构成的基础上展开的。学生从元素的宏观角度认识物质组成时有一定的难度，并且容易混淆“元素”和“原子”两个概念，需要有意识地启发学生认识元素和原子的区别和联系。教材在“问题探讨”中通过矿泉水瓶上的标签--“饮用天然水特征性指标”提出问题:“什么是元素呀 ”“你知道元素周期表吗 ”“如何依据元素将物质进行分类呢 ”从而将学生带人元素世界的学习。通过“什么是元素”中的“知识视窗”“讨论与交流”,“怎样表示元素的名称和符号”中的提问，“元素周期表简介”中的提问，“单质和化合物有何不同”中的提问等寻求解决。元素、单质、化合物、氧化物等定义均在学习之后通过“长话短说”进行总结，这四个部分均利用教材中的问题及课后习题对学习情况进行评价。主题4“跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型”:该跨学科实践活动属于产品设计类与项目展示类融合的项目，聚焦于“物质的组成”学科大概念和“多重表征”“模型”“比例”等跨学科大概念的认识，承载着“水的组成及变化的探究”学生必做实验以及“研究物质组成与结构的一般思路与方法”等核心内容的学习，对学生元素观、微观粒子观、科学本质观的发展具有重要价值。教材在“问题探讨”中以“我国祝融号火星车发现火星近期水活动迹象”提出问题:“水的组成和构成是怎样的 ”引导学生在“项目活动1学习探索物质组成与构成的历程”中学习科学史实，体会科学家探索物质的组成与构成的智慧，根据科学家的探索完成学生必做实验“水的组成及变化的探究”，从而初步掌握探究物质组成的一般思路。在“项目活动2制作分子模型中制作分子模型，拼装模型演示电解水的微观过程，并且将分子模型进行分类，经历通过模型拼装认识物质组成、变化及类别的过程。在“项目活动3 展示'水分子漫游记’情景剧”中以“水分子”为主角编写故事大纲。编写、展示“水分子漫游记”情景剧，从微观视角感受水在各种变化中的经历。通过完成该项目，学生进-步知道可以通过实验、想象、推理、假说、模型等方法探索物质的结构，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和方法。本单元内容的逻辑结构:教材从学生熟悉的空气开始，在探究空气成分的活动中了解空气的组成，引出混合物及纯净物的概念，帮助学生初步建立基于物质的分类观念；安排了空气污染的危害及防治的内容，使学生树立保护大气环境的意识；通过探究包括空气在内的物质构成的奥秘，教材介绍了分子、原子和离子等物质结构的初步知识，使学生从微观的角度去认识物质及其变化的本质；再从宏观的视角学习元素及元素符号，进而从元素的视角认识纯净物可分为单质、化合物、氧化物等。本单元最后一节为跨学科实践活动。教材设计了“制作分子模型，展示'水分子漫游记’的情景剧”的驱动任务，引导学生学习科学家探索物质组成和构成的经历，体会实验探究和模型建构是化学科学研究的基本方法；通过完成必做实验“水的组成及变化的探究”体会探究物质组成的一般思路，进一步理解物质的组成，初步形成从宏观和微观两个视角认识物质，为今后系统学习化学打下基础。本单元内容可开发的教学活动与资源:教学活动1.空气成分探究实验：组织学生分组进行“空气中氧气含量的测定”实验，让学生亲身体验科学探究过程。实验后，引导学生分析实验数据，讨论实验误差原因，加深对空气成分的理解。2.微观粒子模型制作：安排学生用不同颜色的球和小棍制作分子、原子模型，如制作水分子、氧气分子、氧化汞分子等模型。通过模型制作，帮助学生直观理解微观粒子的结构和化学变化的微观实质。3.元素周期表拼图竞赛：将元素周期表制作成拼图，开展拼图竞赛活动。学生在竞赛过程中熟悉元素在周期表中的位置、元素符号及名称，同时培养竞争意识和团队合作精神。教学资源1.实验视频资源：收集或制作与空气成分测定、微观粒子运动、元素相关实验等内容的视频。在课堂上播放，帮助学生更清晰地观察实验现象，理解抽象概念，尤其适合实验条件有限无法亲自动手的情况。2.在线互动平台：利用在线教学平台，发布与第二单元内容相关的练习题、讨论话题。学生可以在线提交作业、参与讨论，教师能及时了解学生的学习情况并给予反馈，增强师生、生生之间的互动交流。3.科普文章与资料：搜集关于空气、微观粒子、元素等方面的科普文章、研究报告，推荐给学生阅读。拓宽学生知识面，让学生了解化学领域的前沿研究成果，培养学生对化学的兴趣 。本单元教学重点：1.空气成分及用途、混合物和纯净物区分；分子、原子、离子概念及性质；元素概念、符号和周期表。2.探究水组成的实验及物质组成探究思路，这些内容构建化学基础认知体系，是后续深入学习的基石。本单元教学难点:1.从微观角度理解物质构成及变化；运用元素周期表知识。2.设计实验探究水的组成并理解其探究思路，学生缺乏微观想象和实验设计经验，理解起来有难度。
2022新课标要求 1.能依据物质的组成对物质进行分类，并能识别纯净物和混合物、单质和化合物；能依据物质的类别列举-些简单的单质、氧化物。2.能对元素进行简单分类，能识记并正确书写常见元素的名称和符号，能从组成物质的元素的角度判断物质的类别，能根据原子的核电荷数判断核内质子数和核外电子数，能根据元素的原子序数在元素周期表中查到该元素的名称、符号、相对原子质量等信息。3.能说明分子、原子、离子的区别和联系，能用分子的观点解释生活中的某些变化或现象:能依据化学反应过程中元素种类不变的规律，推断反应物或生成物的元素组成。
单元学情 1.学生已有知识能力学生在学习本单元之前，已对生活中的一些物质和现象有一定认识，知晓空气、水等物质与生活密切相关，具备初步观察和描述实验现象的能力。在数学和物理学科的学习中，学生掌握了基本的测量、数据处理方法以及简单的微观概念，如分子热运动等，这为理解物质的微观构成奠定了基础。同时，学生在之前的课程学习中，也积累了一些基本的科学探究方法，如简单的对比实验，能够进行初步的观察、提问和假设。2.学生学习障碍点本单元涉及微观粒子的知识，如分子、原子、离子的概念及原子结构等，这些内容抽象，学生难以建立起微观粒子的直观模型，理解其性质和行为存在困难。此外，混合物和纯净物、单质和化合物等概念容易混淆，学生难以准确依据物质组成进行区分。在探究物质组成实验的学习中，实验原理、操作步骤及数据分析较为复杂，学生在理解和应用上存在障碍，难以把握实验设计的逻辑和关键要点。3.学生学习的发展点通过本单元学习，学生能进一步提升观察和分析实验现象的能力，学会从实验现象深入探究物质的性质和变化规律。在微观粒子知识的学习中，学生的抽象思维能力将得到锻炼，学会用微观视角解释宏观现象，构建起宏观与微观的联系。在物质分类的学习中，学生的归纳总结和逻辑思维能力会得到发展，能够更系统地认识物质世界。此外，在探究物质组成的实验学习中，学生的科学探究能力将得到全面提升，包括实验设计、操作、数据处理和结论推导等方面，为今后的化学学习和科学探究奠定坚实基础。
单元目标 化学观念：形成“物质是由元素组成的，具有多样性，可以分为不同的类别；物质是由分子、原子等微观粒子构成的，其结构决定性质”等化学观念，初步发展从元素、分子、原子的视角分析和解释有关物质及其变化等实际问题的能力。科学思维：逐渐形成从“宏观-微观-符号”相结合的视角探究物质及其变化规律的认识方式；发展证据推理能力以及探究物质组成的基本思路和方法等科学思维，能够基于实验事实进行证据推理、建构模型并推测物质及其变化。科学探究与实践：通过“水的组成及其变化的探究”必做实验及“制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程”等跨学科实践活动的开展，发展科学探究能力，形成运用简单的技术与工程方法设计、制作与使用模型和作品的能力，以及沟通交流、合作解决问题的能力。科学态度与责任：通过了解人类对物质的组成与结构的探索历程，增强对物质世界的好奇心、想象力和探究欲，逐步形成严谨求实的科学态度，敢于提出并坚持自己的见解、勇于修正或放弃错误观点、反对伪科学的科学精神。
达成评价表 探索溶解现象大单元学习评价总表
知识点 评价要点 教师评价
空气的成分 学生课堂状态 优秀 良好 一般
课堂知识点掌握情况 优秀 良好 一般
课堂任务完成情况 优秀 良好 一般
课堂练习成果 优秀 良好 一般
课后作业完成情况 优秀 良好 一般
构成物质的微观粒子 学生课堂状态 优秀 良好 一般
课堂知识点掌握情况 优秀 良好 一般
课堂任务完成情况 优秀 良好 一般
课堂练习成果 优秀 良好 一般
课后作业完成情况 优秀 良好 一般
辨别物质的组成 学生课堂状态 优秀 良好 一般
课堂知识点掌握情况 优秀 良好 一般
课堂任务完成情况 优秀 良好 一般
课堂练习成果 优秀 良好 一般
课后作业完成情况 优秀 良好 一般
跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 学生课堂状态 优秀 良好 一般
课堂知识点掌握情况 优秀 良好 一般
课堂任务完成情况 优秀 良好 一般
课堂练习成果 优秀 良好 一般
课后作业完成情况 优秀 良好 一般
单元课时规划
课题 学习目标 主要知识 课时
课题1空气的成分 1.能准确说出空气的主要成分及其体积分数，清晰区分混合物和纯净物，能对常见物质进行正确分类。2.了解氮气和稀有气体的性质及用途，依据性质理解其在生活、生产中的应用，如氮气用于食品保鲜等。3.认识空气污染的危害，熟悉常见大气污染物，知道保护大气环境的措施及空气质量日报的相关内容。 空气有哪些成分、氮气和稀有气体有用吗、怎样区分混合物和纯净物、空气污染危害大、保护大气环境 1课时
课题2 构成物质的微观粒子 1.粒子概念：理解分子、原子、离子的概念，通过实验现象（如香水扩散）认识分子的运动等性质，明确分子由原子构成。2.原子结构：了解原子的结构，知道原子核、质子、中子、电子的构成及带电情况，掌握相对原子质量的概念及计算方法。3.离子形成：掌握离子的形成过程，通过钠与氯气反应的实验，理解原子得失电子形成离子的原理及离子化合物的形成。 分子是什么、原子是什么、原子的质量有多大、离子怎样形成 1课时
课题3辨别物质的组成 1.理解元素的概念，掌握元素符号的书写和意义，能根据元素符号判断元素类别，了解元素在地壳中的含量。2.认识元素周期表的结构，知道周期和族的划分，能根据元素在周期表中的位置推测其性质。3.准确区分单质和化合物，通过实例理解二者的区别，能判断常见物质属于单质还是化合物。 什么是元素、怎样表示元素的名称和符号、元素周期表简介、单质和化合物有何不同 1课时
课题4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型 1.科学史探究：了解水的组成的探究历程，理解科学家的研究方法和思路，能依据实验事实推理水的元素组成。2.实验操作：掌握电解水实验的操作方法，能正确检验水分解的产物，通过实验得出水由氢、氧元素组成的结论。3.模型制作与应用：学会制作水分子等分子模型，从微观角度理解物质的构成，能运用模型解释化学变化的实质。 项目活动 1 学习探索物质组成与构成的历程、项目活动2 制作分子模型、项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧
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2.4 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型教学设计（科粤版）
课时设计（课题4）
课题 跨学科实践活动：学习探究水的组成的科学史并制作分子模型
课型 新授课 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 “2.4跨学科实践活动:学习探究水的组成的科学史并制作分子模型”是科粤版(2024)九年级上册化学第二单元的重要内容。在知识体系上，它承接了本单元前几节关于空气成分物质微观构成以及物质组成辨别的内容，是对物质研究的进一步深化。通过对水组成的科学史学习，学生能了解科学家们探索物质组成的艰辛历程与科学方法，体会科学研究的严谨性与创新性。制作分子模型则是将抽象的微观粒子知识具象化，帮助学生更好地理解分子的结构和构成方式。这一跨学科实践活动，融合了化学、物理、历史、美术多学科知识，打破学科界限，培养学生的综合素养。同时，水作为生活中常见且重要的物质，对其组成的探究也紧密联系生活实际，让学生认识到化学知识在解决实际问题中的重要作用，为后续学习化学变化、化学反应方程式内容奠定基础。
2.学习者分析 学习者具备一定基础但也面临挑战。从知识储备看，学生已初步了解化学基本概念，对元素、物质组成有简单认知，为理解水的组成探究历程奠定基础。他们知晓常见化学反应，能初步运用质量守恒定律等知识，有助于剖析科学史中的实验原理。从能力层面讲，学生具备一定观察和实验操作能力，能在教师引导下完成简单实验及现象记录。但对跨学科知识的综合运用能力较弱，在关联物理、生物知识解释水的性质和应用时会有困难。同时，抽象思维能力尚在发展中，对于微观分子模型的构建与想象存在不足，难以精准把握分子、原子在化学变化中的行为。不过，学生好奇心强，对新颖的模型制作等实践活动兴趣浓厚，这有利于激发他们深入探究的热情。
3.核心素养 【化学观念】：通过探究水的组成科学史，使学生建立起物质可分性的观念，理解水是由元素和氧元素组成的这一基本化学事实，明确元素在化学反应中的守恒性，认识到化学变化的本质是原子的重新组合，从而形成从元素和原子层面认识物质及其变化的化学观念。在制作分子模型的过程中，进一步强化学生对分子结构、分子中原子的连接方式以及分子与物质性质关系的理解，建立起微观结构决定宏观性质的化学观念，例水分子的极性结构导致水具有独特的物理和化学性质。【科学思维】：引导学生沿着科学家探究水组成的历史足迹，分析不同科学家实验设计的思路、方法和结论培养学生批判性思维能力，能够对实验数据和结论进行合理质疑与评价，思考普利斯特里和卡文迪许实验的局限性以及拉瓦锡实验的创新性与科学性。在制作分子模型时，要求学生根据所学的分子结构知识进行模型设计与构建，这一过程培养学使其能够运用空间想象力和数学思维(比例、对称等)将抽象的分子结构转化生的逻辑思维能力，为具体的实物模型，同时锻炼学生的创新思维能力，鼓励学生在遵循化学原理的基础上对模型进行个性化设计与优化。【科学探究与实践】：以探究水的组成科学史为背景，让学生模拟科学家的实验探究过程，提出问题(古代对水组成的猜测)、作出假设(水电解可能产生新物质)、设计实验(简易水电解装置)、进行实验操作(果条件允许可进行简单的水电解实验演示)、收集证据(观察实验现象、分析实验数据)、解释与结论(得出水的组成结论)以及反思与评价(总结实验的优缺点)，全面培养学生的科学探究能力。在制作分子模型的实践活动中，学生亲自参与材料选择、模型构建、结构调整等环节，提高学生的动手实践能力和解决实际问题的能力，在制作过程中遇到模型稳定性、原子连接准确性等问题时，能够自主探索解决方案，同时培养学生团队协作能力，通过小组合作完成分子模型的制作任务促进学生之间的交流与合作。【科学态度与责任】：在学习水的组成科学史过程中，让学生感受到科学家们在追求真理过程中所表现出的严谨、执着、勇于创新的科学态度，拉瓦锡敢于质疑传统观念并通过精确实验建立新理论，使学生认识到科学研究需要长期的努力和不懈的追求，培养学生尊重科学事实、不迷信权威的科学精神。通过对水资源相关知识的拓展以及水在日常生活、生命活动、工业生产等方面重要性的讨论使学生树立珍惜水资源、保护环境的社会责任感，认识到化学科学在解决水资源问题以及可持续发展中的重要作用，培养学生关注社会、关注环境的科学情怀。
4.教学重难点 教学重点：理解水的组成探究科学史，明晰实验原理与方法；掌握水分子及相关分子模型制作，能从微观角度解释化学变化；体会跨学科知识在化学研究中的融合应用。
教学难点：深度剖析科学史中实验设计逻辑与证据推理；精准构建分子模型并阐释其在化学变化中的本质，实现跨学科知识的灵活迁移。
5.评价量表知识点“实验操作”的评价量表任务列表评价标准（总分40分）学生自评生生互评教师评价任务一：引入新课水的构成和组成是怎样的？（5分）任务二：项目活动1 学习探索物质组成与构成的历程①探索物质组成与构成的历史是怎样的？（5分）②道尔顿、盖－吕萨克、阿伏伽德罗对“氢气和氧气反应” 实验做出了不同的解释。你更赞成哪一位科学家的观点，为什么？（5分）任务三：项目活动2 制作分子模型①根据流程制作分子模型。（5分）②请你将所制作和拼装后得到的模型进行分类，分成单质、化合物、氧化物。（5分）任务四：项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧同学们分成小组表演情景剧。（5分）6.学习活动设计
任务一：创设问题情境，引入新课
教师活动 学生活动 学习评价
【本节聚焦】探索物质组成与构成的历程；水的组成；探究物质组成的一般思路；动手实践和动脑思考的能力；批判性思维。【问题探讨】2022年，我国祝融号火星车发现火星近期水活动迹象。【项目任务】 制作分子模型，展示“水分子漫游记”的情景剧。【项目任务】 ◆ 探索物质组成与构成的历程：学习科学家探索物质组成与构成的历程，设计实验方案探究水的组成及变化。◆ 制作分子模型：选取适合的材料制作分子模型，拆分和组合模型演示电解水的微观过程。◆ 展示“水分子漫游记”情景剧：编写、展示“水分子漫游记”情景剧。 【小组讨论】 同学们分成小组探讨问题。 导入新课，有效地引起学生的好奇心和思考。引发学生对后续知识点的探索欲望。
设计意图：旨在激发学生的好奇心和求知欲，引发他们主动思考。通过巧妙设置问题，能够创造认知冲突，让学生迅速进入学习状态。
任务二：项目活动 1 学习探索物质组成与构成的历程
教师活动 学生活动 学习评价
【教师讲解】物质是由原子、分子等微观粒子构成的。查阅资料，通过学习科学史实可以体会科学家探索物质的组成与构成的智慧。公元前10世纪前后： 中国：阴阳说、五行说等 古印度：朴素元素论公元前 5世纪前后：古希腊：德谟克利特（约公元前 460—约公元前 370）创立“原子论”18 世纪末：法国：拉瓦锡“分解水”获得“可燃空气”。19 世纪初：英国：道尔顿建立原子学说法国：盖－吕萨克（J.L. Gay-Lussac，1778—1850）提出气体化合体积定律意大利：阿伏伽德罗（A. Avogadro，1776—1856）提出分子学说。1781年，英国科学家普里斯特利（J.J. Priestley，1733—1804）、卡文迪什（H. Cavendish，1731—1810）分别将“可燃空气（氢气）”与空气或“脱燃素空气（氧气）”混合后点燃爆炸，发现有水生成。拉瓦锡听说这一发现后，认为水不可能是由一种元素组成的。他利用自制的装置，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（氢气）”。【讨论与交流】1. 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？ 2. 图中道尔顿、盖－吕萨克、阿伏伽德罗对“氢气和氧气反应” 实验做出了不同的解释。你更赞成哪一位科学家的观点，为什么？他们运用了什么方法探索物质的组成与构成？分享你的看法。【学生实验探究】水的组成及变化的探究 ● 提出问题 水由什么元素组成呢？● 设计实验 1. 实验装置设计 方案一、方案二是两种电解水装置，请你仔细阅读并画出方案三的简易电解水装置图，所需仪器如下：水槽1个、试管2支、胶塞2个（中间打孔插入电极），电极2个，电源1个，导线2根。2. 检验生成物的方法 根据下面的框架图，设计检验产物的方法。● 进行实验 利用方案一的水电解器进行实验，实验步骤是：①电解水；②检验产物，注意每一步骤的具体操作方式，观察并记录现象与数据。● 撰写实验报告 水的组成及变化的探究实验姓名： 班级： 日期： 实验目的：探究水的组成及变化。 实验原理：水在直流电的作用下，会分解生成氢气和氧气：水(H2O)→氢气(H2) + 氧气(O2)实验用品：水电解器、直流电源、导线、烧杯、酒精灯、火柴、小 木条、蒸馏水、氢氧化钠溶液（或稀硫酸）等。实验结果与讨论： 1. 收集证据 正极上产生的气体是氧气，负极上产生的气体是氢气， V正∶ V负 ≈1:2 。 2. 分析证据3. 得出结论根据电解水生成氢气和氧气，同时结合氢气和氧气反应生成水的实验事实，得出水是由氢元素和氧元素组成的。● 反思与评价1. 电解水和煮沸水时都有气泡产生，产生气泡的原因有何不同？2. 以上实验中有哪些现象和数据能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的？● 表达与交流根据这一实验，你认为探究物质的组成可以采用什么样的思路？【思路与方法导引】 探究物质组成的一般思路 探究化合物的元素组成时，根据“化学变化前后，元素的种类不会发生变 化”这一规律，若能将化合物分解为已知组成的物质，就可通过分析生成物的元素组成来推测该化合物的组成；反之，若能用已知组成的物质合成化合物， 我们也可以通过分析反应物的元素组成来推测该化合物的组成。在现代化学研究中，科学家还会借助元素分析仪、红外光谱仪、X 射线衍射仪等仪器来测定物质的组成与构成。【板书】项目活动 1 学习探索物质组成与构成的历程 【观看图片】古希腊亚里士多德的“四元素论(冷、热、干、湿)中国“五行之说”(金、木、水、火、土)铁和水蒸气的反应装置【小组讨论】1.不认同。虽然拉瓦锡等科学家通过一系列实验为水的组成研究奠定了基础，但仅通过“铁和水蒸气反应”收集到氢气，结合普里斯特利、卡文迪什的实验结果，不能直接得出水由氢、氧两种元素组成的结论。铁和水蒸气反应只能说明水参与反应后有氢气生成，普里斯特利、卡文迪什的实验可能涉及到氢气的性质及燃烧等，但这些实验没有直接证明水的组成元素。要得出水由氢、氧两种元素组成的结论，还需要更多定量实验，如精确测量水分解后生成氢气和氧气的质量，以及氢气燃烧生成水的质量关系等，来确定氢和氧的质量比，从而证明水的组成。2.阿伏伽德罗的观点更合理。道尔顿认为原子是不可分割的实心球体，这一观点无法解释化学反应中原子的组合方式；盖－吕萨克提出同温同压下，相同体积的不同气体含有相同数目的原子，这与一些实验结果不符，例如氢气和氧气反应生成水的实验，根据他的观点会得出不符合实际的结论。而阿伏伽德罗提出同温同压下，相同体积的不同气体含有相同数目的分子，很好地解释了氢气和氧气反应的体积关系，即2体积氢气和1体积氧气反应生成2体积水蒸气，符合实验事实。他们运用了多种方法探索物质的组成与构成。道尔顿运用了逻辑推理和假设的方法，根据一些实验现象和思考提出原子学说；盖－吕萨克通过实验测量气体体积关系来研究物质反应的规律；阿伏伽德罗则在前面科学家的基础上，综合实验事实和理论分析，提出了分子的概念，运用了科学的推理和假设，并通过对实验结果的合理解释来建立理论。这些方法体现了科学研究中不断探索、修正和完善理论的过程。【小组学习】①刻度管内不可留有空气，以免点燃气体时造成爆炸。②控制活塞的开启速度，使气体缓慢放出，点燃气体时必须注意安全，防止爆炸。反思与评价：1.电解水时，水发生分解反应生成氢气和氧气，这是化学变化，有新物质氢气和氧气生成，所以有气泡产生；煮沸水时，温度升高，气体在水中的溶解度减小，水中溶解的气体（如空气等）逸出，从而产生气泡，这是物理变化。2.电解水实验中，水通电分解生成了氢气和氧气两种不同的物质，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，且生成的氢气和氧气体积比约为2:1 ，这些现象和数据能够说明水不是一种元素，而是由氢、氧两种元素组成的。【观看视频】学生观看电解水视频表达与交流：可以通过化学反应，将物质分解或转化为其他物质，分析生成的新物质的元素组成，再根据化学反应前后元素种类不变的原理，来探究物质的组成。例如电解水实验就是将水通过电解反应转化为氢气和氧气，通过分析氢气和氧气的元素组成，从而确定水的元素组成。 学生能梳理化学发展脉络，掌握从古代元素说到现代原子结构模型的演变，理解科学探究方法。能结合模型解释物质构成，完成实验探究，展现出良好的逻辑思维与实践能力，对科学史与化学核心知识的融合理解到位，达成预期学习目标。
设计意图：通过项目活动知识点，让学生回溯科学发展脉络，理解科学家探究物质本质的思维与方法，从古代哲学猜想至现代科学理论，感悟科学认知的渐进性，培养科学思维与探究精神，增强对物质微观世界知识的系统性理解 。
任务三：项目活动2 制作分子模型
【教师讲解】 模型建构是化学科学研究的基本方法。通过模型拼装可以从微观视角认识物质的组成与构成。跟着老师一起来学习制作分子模型吧~1.制作模型 请你用橡皮泥或黏土等材料制作6种分子模型(如图)，各分子模型的制作数量要求如表所示。2.拼装模型演示电解水的微观过程，请你将制作好的水分子模型按照方案二或三进行拼装，然后根据演示结果画出相应的微观示意图。【讨论与交流】 1. 方案一、二、三中水分子模型拆分后分别得到多少个氢原子和氧原子？氢原子和氧原子的个数比是多少？2. 方案一、二、三中氢原子和氧原子重新组合后分别得到多少个氢分子和氧分子？水分子、氢分子和氧分子的个数比是多少？3. 化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？结合该实验说说化学变化的微观实质是什么。最后，请你将所制作和拼装后得到的模型进行分类，分别放进右边的三个筐中。【板书】项目活动2 制作分子模型 【小组学习】讨论与交流：（1）拆分后均得到2个氢原子和1个氧原子，氢原子和氧原子个数比为2:1。（2）重新组合后分别得到2个氢分子和1个氧分子，水分子、氢分子和氧分子的个数比是2:2:1。（3）原子的种类和数目、元素的种类都不发生变化，分子的种类发生变化，分子的数目可能变化。化学变化的微观实质是分子分裂为原子，原子重新组合成新的分子。单质模型如H2、O2；化合物模型如H2O；氧化物模型如H2O。分类： 可从模型制作的准确性、创新性，能否清晰阐述分子结构与性质的关系，团队协作参与度及问题解决能力等方面考量。依据完成质量、课堂表现进行分层评价，肯定进步，指出不足，激发学生对微观化学世界的学习热情。
设计意图：旨在引导学生将抽象的分子结构知识转化为直观的实体模型。通过动手实践，帮助学生理解分子的空间构型、原子连接方式等核心知识点，强化对化学结构的空间想象力，提升实践操作能力，同时激发学习兴趣，深化对微观化学世界的认知。
任务四：项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧
【教师提示】水在生活中无处不在，请同学们演一部“水分子漫游记”情景剧，体会水分子在变化中的经历。 内容：“水分子漫游记”情景剧 时间：5 分钟 主角：水分子形式：现场表演 / 视频展示提示：在进行展示前，每个小组需要以“水分子”为主角编写故事大纲。 小组成员可以通过头脑风暴，充分挖掘生活中见过的水的状态、运动途径及变化情况（漫游地点尽量含自然环境、动植物体内），写好剧本后，小组成员共同制作道具，分配角色并做好预演或拍摄。【板书】项目活动3 展示“水分子漫游记”情景剧 【小组排练】项目评价： 最后，请你对自己在制作模型、展示“水分子漫游记”情景剧等活动中的表现进行反思与评价：你的表现如何？有哪些收获？还有哪些需要改进的地方？ 教师从知识掌握看学生能否准确呈现水三态变化、分子运动等原理；从表演能力观察角色塑造、舞台表现；从团队协作考量分工配合；从创新创意评判剧情设计独特性。综合多方表现，全面评估学生知识运用与综合素养。
设计意图：“水分子漫游记”情景剧展示活动，以趣味化表演形式，将水分子在自然界的循环、物理化学变化等知识融入剧情。通过角色扮演与情景演绎，让学生在创作与观赏中，直观理解水的三态变化、分子运动等原理，增强知识记忆，培养团队协作与表达能力，提升化学学习的趣味性与参与感。
7.板书设计
8.教学反思与改进一、教学反思1. 目标达成情况：通过引导学生学习水组成的科学史，学生能理解科学家探究物质组成的思路，如拉瓦锡通过实验推断水由氢、氧元素组成，初步建立宏观与微观结合的思维。制作分子模型活动中，多数学生能正确拼出水分子、氢分子等模型，掌握分子的空间构型和原子连接方式。2. 优点：科学史的引入激发了学生的探究兴趣，让学生体会科学发展的曲折与严谨。模型制作培养了学生的动手能力和空间想象力，小组合作增强了学生的交流与协作意识。3. 不足：科学史讲解稍显枯燥，部分学生参与度不高；模型制作时，部分学生对复杂分子模型的构建存在困难，且对模型所代表的化学意义理解不够深入。 二、改进措施1. 科学史教学优化：采用故事化、情境化的方式呈现科学史，如播放关于拉瓦锡等科学家探究水组成的动画短片，设置问题情境，引导学生像科学家一样思考，提高学生的参与度和兴趣。2. 模型制作指导加强：在制作分子模型前，详细讲解模型构建的方法和要点，展示标准的分子模型示例。在学生制作过程中，加强巡视指导，及时帮助学生解决遇到的问题，引导学生思考模型与化学结构的对应关系，加深对分子结构的理解。3. 拓展与延伸：开展小组讨论，让学生分享制作模型的心得和对科学史的感悟，拓展学生的思维。布置课后任务，让学生查阅其他物质分子模型的资料，进一步巩固所学知识，提高学生的自主学习能力。 通过以上反思与改进，期望在后续教学中，让学生更积极地参与到学习中，更好地掌握知识和技能，提升科学素养。
电解
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