初中化学开放性科学实践活动课“吸入和呼出气体的研究”教学设计

马骥

摘 要： 开设开放性科学实践活动课程，能使七年级和八年级学生通过亲身实践了解化学等学科知识，提高科学探究能力。

关键词： 初中化学 开放性科学实践活动课 吸入和呼出气体 教学设计

一、设计思想

本节课的内容是北京市开放性科学实践活动手册八年级的内容，主要内容是让学生用传感器直观、准确认识吸入和呼出气体等体系。通过问卷、访谈等方式调查，笔者发现很多学生对于吸入和呼出气体存在错误认识，他们认为“吸入的气体是氧气，呼出的气体是二氧化碳”。本节课从评析这一错误认识出发，激发学生的探究欲望。任务一：了解吸入和呼出气体。任务二：探究蜡烛在密闭容器中燃烧一段时间后熄灭，氧气是否还有剩余及剩余含量。以上两个任务均由学生先提出猜想再进行探究，这样能够使学生体会科学探究的基本环节，感受科学探究的快乐。

二、活动目标

1.知识与技能目标。

与吸入的空气相比，知道呼出的气体中氧气含量减少，二氧化碳含量增多；知道氧气支持燃烧需要达到一定浓度。

2.过程与方法目标。

体验科学探究的基本过程；初步了解使用传感器进行定量测量的方法；培养学生的动手能力和小组合作意识。

3.情感态度与价值观目标。

感受化学与生活的密切联系，感受科学探究的快乐，感受学科价值。

三、教学的主要过程

1.提出问题，有据评析。

教师：欢迎同学们来到开放性科学实践活动课堂，今天我们活动的主题是“吸入和呼出气体的研究”，上课之前老师做了一些调查，发现很多同学认为在日常生活中，我们吸入的气体是氧气，呼出的气体是二氧化碳，你们是否赞同这样的说法呢？

生1：同意！

生2：不同意！我们吸入的气体不全是氧气，是空气。呼出的气体也不全是二氧化碳。

提出任务一：比较吸入和呼出气体中氧气和二氧化碳的浓度。

2.解决问题，实证猜想。

教师：请同学们将猜想以图像的方式在坐标系中表示出来。

学生猜想示例：

设计实验：利用氧气传感器、二氧化碳传感器、烧杯、保鲜膜等实验用品测定吸入和呼出气体中氧气和二氧化碳的含量。

学生思考、讨论：将氧气传感器、二氧化碳传感器同时放置在一个大烧杯中，用保鲜膜将烧杯和传感器覆盖，测空气中氧气、二氧化碳的含量，记录数据。掀开保鲜膜，往烧杯中吹出一大口气后立即盖好保鲜膜，观察数据的变化[1]。

学生两人一组进行实验，教师巡视指导。

数据分析：

人体呼出的气体中，氧气明显少于吸入的气体；而二氧化碳气体明显多于吸入的气体；不论是吸入还是呼出的气体中，氧气都远远比二氧化碳多。

得出结论、修正图像：

3.收获方法，类比应用。

演示实验：蜡烛在倒扣的玻璃杯中燃烧，一段时间后熄灭。提出问题：蜡烛为什么熄灭了？

学生：氧气没了。

教师：氧气真的一点都没有了吗？请同学们再次利用氧气传感器进行测量。

设计实验：利用双面胶将氧气传感器固定在玻璃杯中上部，点燃蜡烛，将玻璃杯倒扣，观察数据变化。

学生两人一组进行实验，教师巡视指导，关注学生实验操作是否合理、安全。

数据分析：

得出结论：氧气不足，蜡烛熄灭，即蜡烛燃烧需要一定浓度的氧气。

4.经历感受，建立辩证思维。

教师：本节课我们学会了使用传感器进行定量测量，同学们还想利用传感器探究我们身边的哪些混合气体体系呢？

生1：汽车尾气。

生2：教室。

生3：公园。

生4：卧室。

生5：电脑排风口排出的气体。

……

四、活动总结与反思

1.教师应有效指导。

教师既不能“教”科学实践活动，又不能放任学生，应把有效指导和鼓励学生主动实践、合作探究有机结合起来，课堂形散神不散，放手不放羊[2]。课程开始前教师要制订好指导学生活动的具体方案，可多名教师共同参与活动指导。

2.关注学生差异，激发有效参与。

对于不同学情的学生，可以提出与之能力匹配的实践活动，提高活动课的包容度，让每位学生都能参与其中。

3.拓展学生实践空间。

活动课旨在培养学生科学探究的兴趣，为提升课程价值，帮助学生形成探究方法，应集中教师、家长、学校、社会力量，充分利用各方资源，拓展学生实践空间。

参考文献：

[1]方中雄.北京市初中开放性科学实践活动项目手册.人民文学出版社，2015.

[2]林蕾.化学综合实践活动“服装和化学”案例设计与实施[J].中学化学教学参考，2012（1～2）：33-34.