2.1空气的存在 教案

第二章第一节 《空气的存在》教学设计
教学目标：
学会用现有器材设计实验证明空气有质量，能仔细观察和思考如何改进、完善实验。
知道大气压的存在，学会用实验证明大气压存在。
提高小组合作意识，学会用团队合作的方式解决问题。
了解科学历史，知道证明空气的存在，科学界经历过曲折的历程，同时坚定大家尊重科学、相信科学的信念。
教学重难点:
能解释从小学课本有关“空气有质量”的实验改进到初中课本实验的原因。
学会用实验证明大气压存在。
知道空气有质量、大气压的存在都能证明空气的存在。
教材分析：
本课内容为华师大版七年级下册第二章第一节，共有两个课时，本节课为第一课时。本次课是《空气》章节的引入课，同时在小学课本章节中也出现过类似内容。课本中的设计以演示实验为引入，结合几个学生实验，说明空气有质量和空气的存在。教材中文字内容较少，需要学生在演示实验和活动中领悟。
学情分析：
学生对于本课内容并不陌生，但在小学科学课堂中并未做证明空气有质量的实验，那么在课堂中演示此实验是有必要的。当地学生的基础知识较为薄弱，实验设计中常不严谨，实验改进环节需要引导，实验操作需要步骤解析分明。学生易以由易到难，由简到繁的方式接受教学内容。
教学过程：
教师活动 学生活动 设计意图
实验引入，导入新课 展示实验①——不会变色的PH试纸
介绍：该纸条叫做PH试纸，放入酸碱性溶液内会变色。
2、现在把PH试纸粘于洁净干燥的小烧杯底部，小烧杯口竖直向下扣入水槽直至浸没底部。
3、提问：PH试纸为什么不变色？
结论：空气的存在
提问：你能设计简单的实验，感受空气的存在吗？
用洁净的玻棒蘸取水槽内的酸性溶液，滴于PH试纸，请学生观察PH试纸的颜色变化
继续观察PH试纸颜色变化
回答：烧杯倒扣入水槽时，充满了空气，阻止PH试纸接触溶液
请学生简述实验过程
将小学课本实验“不会湿的纸”进行改进，从PH试纸“变色”——“不变色”，这样的实验现象更让学生直观感受空气的存在。
让学生意识到空气在我们生活中无处不在。
二、交流合作，学习新知 、空气有质量
提问：质量是物质的一种属性，那么，空气这种物质是否也具有质量？如何证明？
过渡：我们一起来做一个科学探究——空气是否有质量
提问：如果需要用实验的方式搜集证据，你能否根据现有器材（简易天平、两个瘪气球、一个鼓足气的气球）设计实验方案吗？
1、设计实验
（以4人为一小组讨论方案）
请某一组阐述实验方案，其余学生观察实验现象：
①调平
②在简易天平两端“20”刻度处
各挂上一个瘪气球
③将其中一个瘪气球换成鼓足气的气球
2、改进实验
提问：实验中天平两端挂上两个规格型号一样的气球，是为了控制变量——质量，但请你仔细思考，实验中有没有出现其他变量？
提问：如何控制变量？
出示：两个带气嘴的气密性良好的塑料瓶和打气筒
提问：如何改进实验？
请学生小结
大气压的存在
展示实验②：出示一中空的直玻璃管，竖直放置，下端用手指堵住并倒入适量红色液体
猜测并观察：将玻璃管倒置或随意改动位置后，液体是否流出
提问：为什么会产生此现象？
解释：是由于大气压的作用，且可以是各个方向。
感受大气压实验①
提供：广口瓶、水、纸片、水槽
学生实验：覆杯
a.广口瓶内注满水；
b..纸片覆于瓶口；
c.平稳的拿起广口瓶，并将它倒置于水槽上方
提问：请你解释现象
感受大气压实验②
出示器材：锥形瓶、鸡蛋、酒精灯、酒精棉、坩埚钳
演示：瓶吞鸡蛋
a.鸡蛋放于锥形瓶口，鸡蛋不能进入瓶内
b.拿掉鸡蛋，点燃酒精棉，放入瓶内
c.将鸡蛋放于锥形瓶口
提问：请你解释现象
感受大气压实验③
提供：热水、塑料瓶
学生实验：塑料瓶变瘪
倒少许热水于塑料瓶
片刻后拧紧瓶盖
提问：请你解释现象
回答问题
回忆科学探究过程：
①提出问题
②作出假设
③搜集证据
④得出结论
4人小组讨论
一位学生阐述实验方案，另一位学生按照实验步骤操作演示并回答实验现象并解释：
鼓足空气的气球一侧横梁下倾，说明鼓足空气的气球质量大于另一侧未鼓足空气气球的质量
学生回答：第三步中，天平一端是瘪气球，另一端是鼓足气的气球，同时出现了新变量——体积
学生回答：控制体积
学生回答并操作演示：将气球换成塑料瓶重新实验
小结：鼓足空气塑料瓶的质量大于另一侧未鼓足空气塑料瓶的质量，说明空气有质量
学生回答并观察
小组实验
学生回答：大气压的作用
学生观察现象
学生回答：大气压的作用
小组实验
学生回答：大气压的作用

此处需要学生学会用科学探究的方式解决问题。
用小组合作的方式，利用大家的智慧设计实验。在设计实验的过程中回忆天平的使用步骤，巩固以前的知识，并能多方面考虑，让实验步骤增强严谨性。
学生对此实验比较熟悉，可是为什么初中课本针对同一问题，却摒弃小学课本中的实验呢？但当我提示“该实验中控制了质量这个变量”时，引导他们想到气球的体积也是变量时，突然理解到了改进实验的必要性，同时增强实验的严谨性。本段改进实验，是本堂课的重点。
用直玻璃管内的红色液体不会流出这个现象，让同学们知道这是由于空气的原因，从而引入大气压。用实验或者一些看起来不可思议的事件联系科学原理，让学生能透过现象看本质，学会用科学原理解释那些“不可思议”的事件。
通过两个学生实验和一个演示实验，由简到难，让学生进一步生动直观的感受大气压的存在。通过每一次实验的现象解释，认识到实验结论的严谨性，从而去一番三，用自己的语言总结实验现象和实验结论。
三、情感升华 过渡：我们已经感受到了大气压的存在，300多年的人们是怎样发现证明大气压的存在？
介绍马德堡半球实验发生的背景，并要求学生阅读后发表感想
阅读：
课本P48小资料《马德堡半球实验》
发表感想
在科技不发达的古代，人们没有用科学解释现象的意识，新生事物不断受到质疑，大众对有关空气的认识、接受过程异常曲折。通过此段设计，让学生能尊重科学，坚定相信科学的新年。
课堂小结，布置任务 我们用不同的实验证明空气有质量和大气压的存在，而空气有质量和大气压的存在也正是空气存在的最好证据。
动动脑，动动手：
怎么样才能把感受大气压的存在实验②中，锥形瓶内的空气拿出来
操作之前思考，并能联想到大气压在现实场景中的应用
巩固本课知识点，加深印象。
影响大气压大小的因素有：温度和一定空气的体积，通过这个课后任务，让学生提前认识，并为下节课大气压的应用做铺垫