教學目標        

1、知識與技能

通過引導學生分析科學家研究空氣的實驗和自主設計實驗，幫助學生理解定性和定量的概念，理解純凈物和混合物的概念，掌握純凈物和混合物的性質，掌握空氣的組成 。

2、過程與方法

通過分析、對比不同科學家對空氣的研究，讓學生體會科學家的思想并學會科學探究的基本方法，包括控制變量對照實驗的設計方法、定性實驗和定量實驗的設計方法、驗證實驗的設計方法以及比較、分類、歸納和演繹、分析和綜合等基本的邏輯思維方法在化學中的應用，并通過設計實驗驗證空氣的組成親身體驗科學探究的過程。

3、情感態度價值觀

了解人類對事物的曲折的認知過程，認識到科學發現是經過艱難的探索的、任何成功都不是偶然的，培養從前人經驗中獲得知識、方法和經驗教訓的興趣和愿望，體會科學發展和科學研究的'重要性

重點和難點        

1．通過分析、對比不同科學家對空氣的研究，讓學生體會科學家的思想并學會科學探究的基本方法

2． 應用前人的經驗，設計實驗驗證空氣的組成。

教學方法        

情境教學法、“探究的探究”教學法、實驗法、小組合作學習教學法

儀器、藥品        

集氣瓶、橡膠塞、燃燒匙、燒杯、導氣管、止水夾、火柴、氣球、塑料瓶、試管、水杯、紙團；木炭、硫磺、紅磷、鐵絲、蠟燭等

教師活動        

學生活動        

設計意圖        

導入 溫故知新，了解空氣。        

情境：錄象《人與自然》片段

問題：我們知道 沒有空氣就沒有人類，也沒有生機勃勃的地球，請大家說說你所認識的空氣

小結：（板書）        

1． 空氣是一種無色無味、難溶于水的氣體。

2．空氣的成分按體積計算，大約是：氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質0.03%。

講故事：我們對于空氣已經了如指掌了，現在我給大家講一個笑話。

一位化學老師在自己的朋友面前大談氧氣的發現。這位老師說：“氧氣是在18世紀才被發現的……”老師的朋友說：“既然這樣，在此之前，人呼吸什么呢？”

問題：大家為什么覺得這位老師的朋友很可笑呢？

過渡：我們現在所知道的關于空氣的這點看起來很簡單的知識，但事實上是經過許多科學家經過幾百年的研究才獲得的。

發言：        

1． 1.空氣由氮氣和氧氣組成的，氧氣占1/5

2.空氣是無色、無味的氣體。

議論：空氣原本就存在，只是人們沒發現，而不是人們沒發現之前，空氣就不存在。

使用頭腦風暴法調動學生回憶已有的有關空氣的知識，擴充學生對于空氣組成和性質的知識。

重走科學路，空探究氣組成的歷史        

情境：動畫《拉瓦錫的實驗》（旁白：二百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。他把少量汞放在密閉容器里連續加熱12天，發現有一部分銀白色的液態汞變成了紅色粉末，同時容器里的空氣的體積差不多減少了1/5。他研究了剩余的氣體，發現這部分氣體既不能供給呼吸，又不能支持燃燒。

拉瓦錫又把紅色粉末收集起來，放在另一個容器內加強熱，得到了汞和可供給呼吸、可助燃的氣體。

通過這些實驗，拉瓦錫得出空氣是由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5。）

問題：“拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分”，是否只有拉瓦錫在研究空氣，并且在十二天之內就研究成功了呢？

閱讀資料，組內討論，分別匯報本組的想法和結論，并相互補充。分析并推測出表格空白的地方應該填寫什么？（見表1）

通過抓取和多角度分析科學家實驗的細節，探究其中的科學方法，培養學生的分析思維。通過對科學史的研究，了解化學的生動具體的創造過程認識到任何重要的定理，都是前人通過實踐 認識 到實踐，多次反復甚至多次失敗，最后才得出的結果。

表1：

講解：同學們對科學家的研究都進行了自己的評價，并從科學家的實驗中獲得了一些啟示和結論，現在我們就一起來看一看科學家們分別從自己的實驗中獲得了什么，以及科學史對他們的評價。

投影：如表2

觀看投影，對比自己與科學家的結論。

表2

學生對空氣組成的實驗探究。        

問題：我們回顧了空氣探索的艱難。現在請大家想想拉瓦錫比其他人高明在什么地方？在探索空氣的過程中最艱難的是什么？

小結：（板書）        

1．純凈物：只由一種物質組成是純凈物。純凈物可以用專門的化學符號表示。如氧氣O₂，氮氣N₂        

2．混合物：由兩種或多種物質混合而成的，這些物質之間沒有發生反應，各自保持各自的性質。如空氣。

鼓勁：同學們是否想自己親自來探索一下看不見、摸不著的空氣？

情境： 設計實驗

1、證明空氣的存在；2、確定空氣的組成。

集氣瓶、橡膠塞、燃燒匙、燒杯、導氣管、止水夾、火柴、氣球、塑料瓶、試管、水杯、紙團；木炭、硫磺、紅磷、鐵絲、蠟燭（若需其他儀器和藥品，請提出）

發言：拉瓦錫的高明在于做了一個逆向實驗，證明了氧化x分解的氣體存在于空氣中，還在于他總結了前人的所有了發現，而且測定了準確組成——氧氣占空氣大約1/5。（教師：也就是說其他人所進行的測定是定性的，即知道是什么，而拉瓦錫進行的是定量的測定，不但知道是什么，而且要知道有多少）

發言：拉瓦錫最高明的是他不相信空氣“只有一種氣體”組成，不相信燃素學說，這應該是探索空氣中最艱難的。（教師：也就是說空氣是純凈物還是混合物，是研究的關鍵）

分小組討論方案：        

1、塑料瓶口上套氣球，捏塑料瓶，氣球鼓

2、試管連接單孔塞和導氣管，導氣管另一端放入水槽，手捂試管，水槽中有氣泡。

3、團一個紙團塞到水杯里，向下插入水槽里，再迅速拿出，紙不濕

梅猷的實驗，提示學生選擇儀器，并組裝。

盧瑟福的實驗，提示學生選擇白磷作為將氧氣消耗完全的藥品，但教師沒有提供白磷，所以不同組有不同的選擇。

實驗：檢驗自己的設計        

應用從科學史中所獲得的啟示解決問題，建構自己的知識體系，培養學生的實用思維。

學生的實踐上升為理論        

問題：1、我們的實驗中，為什么氣體減少的體積不等于1/5？

2、剩余的氣體是否都是氮氣？

3、實驗中空氣表現出了哪些性質，是哪種物質的性質？

作業1：完成空氣存在和組成的探究報告

作業2：設計實驗研究氮氣和氧氣的性質，并推測氮氣和氧氣的性質，根據氮氣和氧氣的性質得出用途。

作業3：科學家們發現土衛六與40億年前的地球很相似，土衛六也擁有大氣，如果你是科學家，打算怎樣研究土衛六的大氣？

完善自己的知識體系，培養學生分析思維。

將學習到的經驗應用于未知事物的探索，為學生的創造提供空間。

板書設計        

課題1 空氣

一、空氣

1． 性質：空氣是一種無色無味、難溶于水的氣體。

2．組成：按體積計算，大約是：氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質0.03%。

3．純凈物和混合物

（1）純凈物：只由一種物質組成是純凈物。純凈物可以用專門的化學符號表示。如氧氣O₂，氮氣N₂        

（2）混合物：由兩種或多種物質混合而成的，這些物質之間沒有發生反應，各自保持各自的性質。如空氣。