一、教學目標
湖北省宜都市王畈中學 楊大華
認知目標：通過實驗及實驗分析，探究人體吸入的空氣和呼出的氣體成分有何異同。
能力目標：學習科學探究的方法，初步形成科學探究的能力。
情感目標：學生通過親身參與和經(jīng)歷科學探究活動，激發(fā)化學學習的興趣，體驗發(fā)現(xiàn)的樂趣，增強熱愛科學的情感，理解科學的本質(zhì)。
二、教學重點
科學探究的一般思路與方法的初步形成和探索。
三、教學難點
科學探究的一般思路與方法的初步形成。
四、教學用具
火柴、燒杯、集氣瓶、水槽、玻璃片、玻璃管等。
五、教學過程
師：在生物知識里我們了解了我們離不開周圍的空氣，你們猜想人體吸入和呼出的空氣成分一樣嗎?
生：不一樣，吸入的是氧氣，呼出的是二氧化碳。我猜想呼出氣體中可能還有別的物質(zhì)!
師：你們能不能收集一瓶空氣來研究?準備如何收集呢?
生：(演示)將燒杯上蓋一塊玻璃片即可!
師：有這樣的燒杯嗎?
生：(笑)這是集氣瓶。
師：如何將寢室里的空氣移到實驗室來研究?
生：在寢室里用玻璃片蓋好集氣瓶，帶回實驗室。
師：同學們一起分析一下，有沒有什么不嚴密的地方?
生：寢室里的空氣不一定進入集氣瓶。
生：集氣瓶里的原來的空氣不一定都出來。
師：如何使收集到的空氣全部為寢室里的空氣?
生：集氣瓶要抽成真空。
生：我們好像沒辦法將集氣瓶抽成真空。
師：那如何將集氣瓶里的空氣“趕”走呢?
(學生討論。)
生：(演示)使集氣瓶里裝滿水，后到寢室里將水倒掉，再用玻璃片蓋好集氣瓶，帶回實驗室。
師：很好。還有沒有辦法可以將寢室里的空氣移到實驗室來研究?
生：用方便袋。
師：很好。你能不能演示一下?
(生演示。)
師：好!大家分析一下，她的操作有沒有不嚴密的地方?
生：收集空氣是對的，但不能這樣“倒”進集氣瓶。
師：你們能不能分析一下原因呢?
生：袋子里的空氣不一定全部進入集氣瓶。
生：集氣瓶里原有的空氣還在里面。
師：如何操作才能克服這一問題?
(學生討論。)
生：(邊講邊演示)集氣瓶里裝滿水，放在水槽中，用玻璃管將袋子里的空氣引出來，捏住袋子，使氣體進入集氣瓶，將水排除，后用玻璃片蓋住集氣瓶。
師：非常好，以上同學們收集氣體的方法叫排水集氣法，收集的氣體比較純凈。我們今天來探究人體吸入的空氣和呼出的氣體的異同，就用這種方法來收集呼出的氣體。下面分組按步驟1進行操作，看哪組收集氣體最快。
(教師巡回指導。)
師：(各小組示意收集好。)你們認為收集時要注意什么操作?
生：開始水要裝滿。
生：吹氣時集氣瓶要拿穩(wěn)。
生：取出集氣瓶之前要蓋好玻璃片，取出之后要將集氣瓶正放在實驗桌上。
生：“塑料盒子”里的水要多一點。
(學生笑說“塑料盒子”應為“水槽”。)
師：很好，下面按步驟2操作，注意觀察有何現(xiàn)象!
(巡回指導。)
生：呼出氣體中滴入澄清石灰水后不那么透明了!
生：兩瓶的透明度不同。
生：好像有“煙霧”在下沉。
師：你們得出什么結(jié)論呢?
生：呼出氣體中含二氧化碳。
生：空氣中不含二氧化碳。
生：只能說空氣中含二氧化碳少，因為我們呼出的氣體消失在空氣里。
生：澄清石灰水遇二氧化碳會變渾濁。
生：我們這組的現(xiàn)象不明顯，可能變質(zhì)的石灰水會影響觀察。
生：二氧化碳密度比空氣大。
師：你如何知道二氧化碳密度比空氣大?
生：瓶中有“霧氣”下沉，而瓶中的氣體主要為二氧化碳。
師：你觀察相當仔細。下面按步驟3操作，注意觀察有何現(xiàn)象!
(巡回指導。)
生：小木條在盛空氣的集氣瓶里能燃燒，在盛呼出氣體的集氣瓶里不能燃燒。
生：在盛呼出氣體的集氣瓶里能燃燒，不過時間短。
生：伸入兩個瓶中的木條過一會兒都熄滅了。
師：你們得出什么結(jié)論呢?
生：在呼出氣體中二氧化碳多一些。
生：在空氣中氧氣多一些。
生：說明氧氣能支持燃料，二氧化碳不能支持燃燒。
生：木條在呼出的氣體中熄滅，說明二氧化碳中含氧氣少。
師：同學們回答得相當好，但要注意二氧化碳和氧氣是兩種不同的物質(zhì)，你可以說“呼出的氣體中含氧氣少”。
生：還可以說明木條等物質(zhì)燃燒需要氧氣。
師：你們的結(jié)論太妙了!下面按步驟4操作，注意觀察有何現(xiàn)象!
(巡回指導。)
生：我看到玻璃片上有水蒸氣。
生：我也看到玻璃上片有水蒸氣，但同時感到氣流吹到手上是熱的。
師：還有沒有什么現(xiàn)象?
生：哇! 我還看到玻璃片上水蒸氣過一會兒沒有了!
師：就要像這樣仔細觀察!由此你們得出什么結(jié)論呢?
生：呼出氣體熱量高。
生：呼出氣體含有水蒸氣。
生：玻璃片本身溫度比呼出氣體的溫度低。
生：水分會在玻璃片上蒸發(fā)。
師：非常好!通過今天的實驗探究，你們能否說一說，我們?nèi)梭w吸入的空氣與呼出的氣體到底有何不同呢?
生：呼出的氣體含二氧化碳多，含氧氣少。
生：吸入的氣體中氧氣多，二氧化碳少。
生：呼出的氣體的熱量高。
生：呼出的氣體所含水分比空氣中要多。
師：下面請同學們討論交流今天的實驗探究活動有什么收獲，可以暢所欲言。
生：我知道實驗探究要仔細觀察，多思考，才能發(fā)現(xiàn)問題。
生：化學與生活息息相關(guān)，很多生活中的問題值得我們?nèi)ヌ骄俊?/p>
生：做完實驗后得出的結(jié)論好多好多，必須動腦子!
生：我學會了探究的一般方法，就是發(fā)現(xiàn)問題后要大膽猜想，然后設計實驗加以驗證。
師：在日常的學習和生活中，我們要多觀察、多思考，發(fā)現(xiàn)問題要大膽質(zhì)疑，針對問題我們要敢于猜想，并設計實驗加以驗證，通過實驗證明我們的猜想可能是正確的，也可能是錯誤的，及時總結(jié)成功的經(jīng)驗和教訓，記錄在《成長記錄本》上，再繼續(xù)探究，一定會有新的發(fā)現(xiàn)和收獲。
六、小結(jié)
本節(jié)課的設計思路：先從“捕捉空氣”和“轉(zhuǎn)移空氣”的方法上入手，得出“排水集氣法”的操作要點，后根據(jù)實驗步驟，一步步引導學生探究，并在不斷地應用中讓學生初步接觸科學探究的一般思路和方法。
教學過程：首先引導學生得出收集氣體的方法，后讓學生嘗試用排水集氣法收集呼出的氣體，按步驟進行實驗，引導學生觀察現(xiàn)象，描述現(xiàn)象，并分析現(xiàn)象，進而討論小結(jié)實驗結(jié)論，激發(fā)學生認識事物的熱情。
教學結(jié)果與體會：一節(jié)課的探究性學習，并不一定能得出準確的實驗現(xiàn)象。有科學的結(jié)論。但學生初步學會探究的一般思路與方法，并能在以后的學習中加以應用。因為參與，所以學生的學習積極性很高，探究性學習能促使學生積極主動地獲取化學知識的學習，激發(fā)學習興趣， 培養(yǎng)創(chuàng)新精神與實踐能力。在教學中充分挖掘探究性學習的素材，讓學生有更多的機會主動的體驗探究過程，在知識的形成、聯(lián)系、應用過程中養(yǎng)成科學的態(tài)度，獲得科學的方法，使學生在做“科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力，有利于學生的發(fā)展。
