人教版第四单元课题3《水的组成》在教学中渗透元素观的案例—以“水的组成”一课为例

人教版第四单元课题3《水的组成》在教学中渗透元素观的案例—以“水的组成”一课

为例

海口九中陈翠

一、“水的组成”的分析

人教版第四单元课题3《水的组成》一课中主干知识包括通过观察分析电解水实验认识到水是由氢元素和氧元素组成的；在认识了水的组成的基础上，掌握描述物质组成的表达方法，并通过比较水、氢气、氧气的组成，归纳得出了单质、化合物、氧化物的概念。而本课这些主要知识的背后隐藏着的化学思想是：水，学生从化学视角研究的第一种化合物、其学习的过程承载着通过水组成的研究获得研究纯净物组成的一般方法和思路，即根据化学变化前后元素种类不变，由已知元素组成的反应物可以推导出生成物的元素组成，或由已知元素组成的生成物推出反应物的元素组成。因此该课在目标达成上要作到是渗透元素观，培养学生认识纯净物的组成并非臆造而是根据实验结果所得，培养实事求是的科学态度和保持对生活中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。

二、渗透元素观的过程

【导入】以水的组成揭秘的化学史实、感受科学研究推动人类认识物质世界、感知元素在化学变化前后不变的思想。

师：水我们熟悉的物质，但对于水是由什么元素组成的历史上科学家对水组成的探究经历了漫长曲折的历程。18世纪末英国的科学家普利斯特里研究氢气的燃烧实验时发现，把氢气和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，用电火花点火，发出爆鸣声，且玻璃瓶内出现了液滴。不久，另一位英国科学家卡文迪许用纯氧

代替空气进行上述实验，多次实验后他确认实验产生的液滴是水，而且大约2份体积的氢气与1份体积的氧气恰好化合成水。但很遗憾这两位科学家受当时盛行的燃素学说思想的束缚，认为氢气燃烧是与火元素有关，不能正视他们的实验中是氢气与氧气反应生成水的事实，并依据化学变化前后元素不变来推出水的组成元素。

学生们课堂表现：竖起耳朵认真倾听、两眼放光芒，被这有趣的史实吸引、想亲自体验以上实验。

师：科学家们研究氢气燃烧是揭秘水组成的开端，下面老师演示氢气燃烧实验，请同学们仔细观察现象、试着分析水是由什么元素组成的，你分析的依据是什么？

学生活动：观察课桌上的两瓶氢气。（课前老师分别用排水法收集和向下排空气法收集好的氢气两瓶，要求学生通过观察归纳氢气相关知识并完成学案中“对氢气的认识”。）

学生活动：首先观察、填写学案、组内交流，然后组间展示。

师：这两瓶氢气，能直接燃烧吗？实验测定，空气里如混有氢气的体积达总体积的4％－74.2％，点火都会发生爆炸，这个范围叫爆炸极限。所以点燃氢气时，要特别注意安全，点燃氢气前一定要验纯。只有较纯净的氢气才能直接点燃。老师实验演示：验纯操作

操作：用排水法收集一小试管的氢气，试管口向下，拇指堵住管口，移近火焰。现象：尖锐的爆鸣声－－氢气不纯，需要重新收集，重新检验。声音很小－-氢气较纯。

老师演示实验：点燃氢气，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，观察现象。

学生（番晓宇）：我看到氢气燃烧火焰呈淡蓝色。

学生（唐文惠）：我发现氢气燃烧火焰后来变成了黄色，火焰上方罩的烧杯内壁出现水雾。

师：这两位同学观察的都很仔细，描述现象准确，氢气燃烧火焰是淡蓝色的，实验中我们看到黄色火焰是因为导出氢气的玻璃管中含有钠元素，钠元素燃烧产生黄色火焰，因此氢气燃烧的淡蓝色火焰就看不清晰了。依据实验你们能推出水的组成吗？

学生（云柯瑞）：因为化学变化前后元素种类不变，所以水是由氢元素和氧元素组成的。

师：云柯瑞的观点怎样？你们的想法是什么？能讲的具体一些吗？

学生（田甜）：我认同云柯瑞的说法，因为氢气是由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学变化前后元素种类是不变的，氢气和氧气反应生成的水中就含有氢元素和氧元素。

师：其他同学还有补充的吗？

学生（陈华庚）：化学变化的本质是分子破裂成原子，原子重组成新的分子，氢气在空气中燃烧是和氧气反应，原来的氢分子、氧分子破裂为氢原子、氧原子，它们再重组成水分子，所以水中有氢元素、氧元素。

师鼓掌：陈华庚同学能回到化学变化的实质去思考问题、而且剖析透切；云柯瑞、田甜两位同学抓住实验的现象结合化学变化中元素不变的思想进行解释也值得大家学习。

过度：通过氢气燃烧实验我们认识到了水的组成，历史上揭开水组成的科学家是法国的拉瓦锡，他不仅重复了普利斯特里和卡文迪许的实验，还做了一个相反的

实验——水的电解实验，通过分析、归纳发现了水的组成。下面我们模仿拉瓦锡的电解水实验，看看有什么新的收获。

师：演示电解水实验，边操作边讲解实验步骤和观察要点、要求学生记录实验现象。

师：为了增强水的导电性，我向水中加入少量的氢氧化钠，往水电解器里装满水，注意两支玻璃管中装满水不能有气泡，用导线将玻璃管与直流电源的正负级连接，红色导线连接电源的正极，黑色导线连接电源的负极，打开电源开关。

师：为了让全体学生都能清楚的看到实验，我运用airplay同频技术将实验过程同时上穿到多媒体频幕上。

学生活动：倾听实验步奏、观察实验现象、记录，汇报实验现象。

学生（陈宽册）：我看到装水的两支玻璃里冒气泡。

师：其他同学有补充的吗？

学生（王亮）：确切的说是两个电极处冒气泡，而且负极上冒气泡的速率比正极上冒气泡的速率快。

师：其他同学还有补充的吗？

没有人举手，我说道：同学们再仔细看看，实验停止了，两支玻璃管内收集到气体的体积有啥区别？

生（柯依曼）立马站起来回答：两支玻璃管内收集到气体的体积不等，负极内得到气体的体积大约是正极内气体的两倍。

师：通过这几位同学的层层回答，同学们对水电解实验的现象有了清晰的认知，为他们细致的观察、准确的描述点赞。请猜想水通电后分解成了的气体可能是什么气体呢？猜想的依据是什么？怎样验证你的猜想？

学生活动：思考、交流

生(左雅琪）：我认为水通电后分解成了氢气和氧气两种气体，因为化学变化前后元素种类不变，水由氢氧元素组成，所以水分解后可能产生氢气、氧气。氢气的检验方法是看能否燃烧，而氧气用带火星的小木条检验。

师：那其他同学的想法呢？

生（竺正帆）：我觉得左雅琪讲的氢气的检验方法是看能否燃烧来确定是不是氢气不妥，因为能燃烧的气体不只是氢气，还要看其燃烧产物是否只有水。

师：左雅琪分析问题有理有据，竺正帆的补充使得对氢气的检验更加严谨。其他同学还有补充回答的吗？

生（云柯瑞）：我觉得验证氧气的方法也可以用燃着的小木条，将燃着的小木条靠近气体，若燃烧更旺了就证明是氧气了。

师：大家觉得呢？

学生纷纷说：可以可以。

师：同学们能运用物质的性质设想出不同的验证方案，很棒。老师就运用大家认可的方案验证水电解的产物，请用心观看、记录现象。

师：演示用带火星的小木条检验正极的气体，然后点燃负极的气体并在火焰上方罩一个干冷的小烧杯。

学生齐答：正极的气体使带火星的小木条复燃了是氧气，负极的气体能燃烧而且产物只有水说明是氢气，水电解得到氧气与氢气的体积比大约是1:2。

三、教学效果分析

本课元素观渗透的策略：化学史启迪思维——氢气燃烧实验初步体验元素守恒思想——猜想、设计方案验证水电解产物运用元素守恒。

在教学中以发展学生的化学观念为主旨，找准本课学生应发展的化学观念元素观并将其揉进教学情境、教学问题中，富有鼓励的点评激励学生参与学习、留足时间空间给学生思考交流激活思维，促进学生广泛又深入的思考，在问题的解决过程中学生达成了元素观的构建，使学生不仅获得知识更是生成了方法和化学思想。