水的組成再設(shè)計(jì)

探尋水的秘密——《水的組成》教學(xué)目標(biāo)通過電解水的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析水的宏觀元素組成，結(jié)合定量分析水分子的微觀構(gòu)成，從宏觀辨識(shí)到微觀探析發(fā)展對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)文字表述、微觀模型、符號(hào)表示這三重表征的統(tǒng)一性認(rèn)識(shí)。以研究水的組成為例，體驗(yàn)并初步了解研究物質(zhì)組成的一般方法（“分法”和“合法”），初步建構(gòu)研究物質(zhì)組成的思維模型。建立元素守恒的思想和物質(zhì)分類的思想，形成從多角度認(rèn)識(shí)身邊物質(zhì)的思維。在體驗(yàn)人類認(rèn)識(shí)水的漫長(zhǎng)歷史過程中，形成敢于質(zhì)疑、崇尚科學(xué)、不迷信權(quán)威、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。教學(xué)過程創(chuàng)設(shè)情境【師】（播放視頻）如何確定未知液體是否是水呢？要確定發(fā)現(xiàn)的未知物質(zhì)是否是水，我們需要從物質(zhì)的組成及微觀結(jié)構(gòu)上來分析，是否是水，我們需要先知道水的組成及微觀結(jié)構(gòu)，今天，我們一起來探尋水的秘密，進(jìn)入第四單元課題三水的組成學(xué)習(xí)?；顒?dòng)主題一：水的元素組成【師】在古希臘的哲學(xué)中，水被認(rèn)為是組成世間萬物的基本元素之一，這種思想根深蒂固，一代又一代的流傳，直到18世紀(jì)末，事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，請(qǐng)大家閱讀教材81頁的資料卡片。【生】閱讀資料卡片【師】水是一種元素嗎？對(duì)于這個(gè)問題，我們今天要跟隨18世紀(jì)科學(xué)家的腳步，通過科學(xué)的探究，用證據(jù)和事實(shí)說話?？茖W(xué)探究的一般步驟是：【生】提出問題、做出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、反思交流?！編煛克且环N元素嗎？對(duì)于這個(gè)問題，18世紀(jì)科學(xué)家的猜想是（水是一種元素）?？茖W(xué)家們對(duì)水的探秘是從氫氣的燃燒開始的，這是一瓶課前老師用排水法收集的氫氣，請(qǐng)你認(rèn)真觀察，說說氫氣具有哪些物理性質(zhì)？【生】認(rèn)真觀察，總結(jié)出氫氣的物理性質(zhì)：無色無臭氣體，難溶于水，密度比空氣小。（期間師追問得出難溶于水及密度比空氣小的依據(jù)）【師】氫氣能直接點(diǎn)燃嗎？播放點(diǎn)燃不純氫氣時(shí)的爆炸視頻?！旧坎荒?，要驗(yàn)純?！編煛繛槭裁匆?yàn)純？怎樣驗(yàn)純？什么樣的物質(zhì)點(diǎn)燃前需驗(yàn)純？（生答）【演示實(shí)驗(yàn)：氫氣驗(yàn)純，點(diǎn)燃?xì)錃狻浚▽W(xué)生觀察現(xiàn)象，填寫學(xué)案）你觀察到什么現(xiàn)象？通過本實(shí)驗(yàn)?zāi)愕玫绞裁唇Y(jié)論？【生】水不是一種元素，是由氫元素及氧元素組成的?！編煛磕阍趺粗浪蓺湓睾脱踉亟M成？【生】在化學(xué)變化中，元素種類保持不變?！編煛恳簿褪歉鶕?jù)在化學(xué)變化中元素守恒這一原理我們推知水不是一種元素，而是由氫元素和氧元素組成的。為了進(jìn)一步證明水是由氫元素和氧元素組成的，拉瓦錫做了一個(gè)相反的實(shí)驗(yàn)：分解水。今天我們用水電解器來電解水。（出示電解器）電解器中已注滿水，但這個(gè)水中老師加入了一些氫氧化鈉，大家知道為什么嗎？（生答增強(qiáng)導(dǎo)電性）打開電源開關(guān)，（請(qǐng)兩位學(xué)生代表觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）你觀察到什么現(xiàn)象？【生】有氣泡產(chǎn)生?！編煛?jī)蛇吷傻臍怏w一樣多嗎？【生】不是，負(fù)極產(chǎn)生的氣體更多?！編煛?jī)蛇叺臍怏w是同種氣體嗎？【生】不是?！編煛磕悴孪霑?huì)生成什么氣體？【生】氫氣和氧氣?！編煛磕愕囊罁?jù)是？【生】因?yàn)樗兄缓袣湓睾脱踉??！編煛楷F(xiàn)在我們來看看兩端玻璃管內(nèi)各產(chǎn)生了多少毫升的氣體？【生】讀數(shù)【師】正極產(chǎn)生的氣體體積與負(fù)極產(chǎn)生的氣體體積之比約等于多少？【1：2】【師】怎么檢驗(yàn)生成的氣體？【生】用燃著的木條?！編煛楷F(xiàn)在，我請(qǐng)兩位學(xué)生代表來檢驗(yàn)正極和負(fù)極所產(chǎn)生的氣體?！旧坎僮鳈z驗(yàn)氣體?！編煛磕阌^察到什么現(xiàn)象？這些現(xiàn)象說明什么？【生】負(fù)極的氣體能燃燒，是氫氣，正極產(chǎn)生的氣體能使木條燃燒的更旺盛，是氧氣?！編煛空?qǐng)將現(xiàn)象都填到導(dǎo)學(xué)案相應(yīng)的表格中，并以小組合作的方式完成導(dǎo)學(xué)案中實(shí)驗(yàn)2中5個(gè)小點(diǎn)的所有內(nèi)容，時(shí)間6分鐘。分析水的合成和分解實(shí)驗(yàn)，說明其中哪些現(xiàn)象和事實(shí)能夠說明水不是一種元素，而是由氫、氧兩種元素組成的？（生答）經(jīng)過對(duì)“水是一種元素嗎？”這個(gè)問題的科學(xué)探究，你得出的結(jié)論是：（生答：水不是一種元素，而是由氫元素和氧元素組成的）根據(jù)你對(duì)水的組成元素的探究經(jīng)驗(yàn)，說說如果要探究一種物質(zhì)的元素組成，有什么方法可循？活動(dòng)主題二：水的微觀構(gòu)成【師】只含有氫元素和氧元素的物質(zhì)一定是水嗎？【生】不一定，還有過氧化氫?！編煛靠磥硪_定一種物質(zhì)是不是水，光確定其組成元素還不夠，還需要探秘水分子的構(gòu)成，水分子的微觀構(gòu)成是怎樣的？曾經(jīng)有位科學(xué)家蓋-呂薩克做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將兩體積的氫氣在一體積的氧氣中點(diǎn)燃，結(jié)果測(cè)定生成了兩體積的水蒸氣，已知在同溫同壓下，氣體的體積比等于分子的個(gè)數(shù)比，一個(gè)氫分子由兩個(gè)氫原子構(gòu)成，一個(gè)氧分子由兩個(gè)氧原子構(gòu)成。請(qǐng)你幫他推理出水分子的微觀構(gòu)成吧！【生】（小組討論）兩體積的氫氣與一體積的氧氣生成了兩體積的水蒸氣，說明他們的分子個(gè)數(shù)比是2：1：2，假設(shè)有2個(gè)氫氣分子參與了反應(yīng)，氧氣分子就是一個(gè)，生成了2個(gè)水分子，反應(yīng)前就有4個(gè)氫原子和2個(gè)氧原子，反應(yīng)后也應(yīng)該有4個(gè)氫原子和2個(gè)氧原子。（師追問）為什么呢？根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子不發(fā)生變化，而生成的水分子有2個(gè)，因此每個(gè)水分子中含有兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子?！編煛筷P(guān)于電解水這個(gè)化學(xué)變化，我們?cè)诤暧^上觀察到的物質(zhì)變化是水在通電的條件下分解產(chǎn)生了氫氣和氧氣，你能用大圓圈表示氧原子、小圓圈表示氫原子，從微觀上來描述一下水分子的分解過程嗎？（請(qǐng)生操作畫圖）如果我們結(jié)合水分解的微觀示意圖，加上定量的描述的話，就能用更具體形象的符號(hào)來表征電解水這個(gè)化學(xué)變化：即每?jī)蓚€(gè)水分子通電分解可產(chǎn)生兩個(gè)氫氣分子和1個(gè)氧氣分子，也就是我們后面要學(xué)習(xí)的化學(xué)方程式。以后，我們研究物質(zhì)的變化，老師也希望同學(xué)們能從宏觀——微觀——符號(hào)這三個(gè)方面來表征。這