《对人体吸入空气和呼出气体的探究》说课稿(全国化学实验说课大赛获奖案例)

《对人体吸入空气和呼出气体的探究》说课稿
一、使用教材
人教版义务教育教科书九年级上册第一单元走进化学世界课题二的第二课时对人体吸入空气和呼出气体的探究
二、实验器材
（一）问题一：集气瓶、水槽、塑料袋、吸管、橡皮筋。

（二）问题二：火柴、木条、镊子、塑料瓶、蜡烛、集气瓶、塑料袋。

（三）问题三：注射器、胶头滴管、集气瓶、小烧杯、大试剂瓶、塑料袋、吸管、打气筒。

（四）问题四：塑料袋、表面皿、塑料瓶、玻璃管。

三、实验创新要点
在收集呼出的气体时，采用了塑料袋收集法，排空气法收集。

在比较收集方法的优劣时，使用了数字化传感器，完善学生认知的多维视角。

在比较两种气体氧气含量不同时，用塑料袋法收集气体，采用了两个矿泉水瓶和塑料袋，可以形成密闭的空间，避免外界气体的干扰，减少变量，利用身边随手可得的器材进行实验，操作简单，现象明显。

在比较两种气体二氧化碳含量不同时，提供注射器等实验器材，让学生自行设计创新实验方案。

并根据学生思路设计同时并等量储气的装置。

在比较两种气体中水蒸气含量不同时，采用了无水硫酸铜粉末，用塑料胶带粘取薄薄一层，增大与气体的接触面积。

用时较短，颜色变化明显。

四、设计思路
以对人体吸入的空气与呼出的气体的不同的研究过程为主线，以问题驱动为方法，以学生活动为主体，以创新实验教学为手段，构建以科学探究的一般思路的形成为目标的一种教学思路。

五、实验教学目标
（一）探究出空气和呼出气体各成分含量的不同。

（二）认识科学探究的一般过程和方法，会进行初步的探究活动。

（三）对比及控制变量的化学思维得到启发。

（四）体会严谨的科学精神，激发探究实验的兴趣。

六、实验教学内容
遵循科学探究的一般步骤。

即提出问题、猜想假设、制定计划、实验与记录、解释与结论。

重点介绍制定计划和创新实验部分。

七、实验教学过程
（一）问题一：如何收集呼出的气体？
除了教材中排水集气法所用的器材外，我还提供了塑料袋、塑料吸管等实验器材。

经过讨论，学生们采用了多种方法收集呼出的气体，比如排水法收集（图1），吹塑料袋收集（图2），排空气法收集（图3）。

图1 图2 图3
接着我提出问题：这些收集方法各有什么利弊呢？经讨论，学生们认为用排水集气法收
集很容易观察是否已收集满，但是呼出气体中的二氧化碳可能会溶于水。

塑料袋收集简单易得，并且收集的都是呼出的气体，排空气法操作简单，但不能保证空气是否排净。

综上，认为塑料袋法收集为最优方案。

为了验证这一结论，教师组织学生用二氧化碳传感器分别对每种收集方法收集到的呼出气体进行检测，发现用塑料袋收集的呼出气体中二氧化碳的含量最接近向探头直接吹气法。

通过这一探究及探究之后的讨论评价，活跃了学生的思维，完善了学生认知的多维视角，并为以后的探究打下基础。

（二）问题二：两种气体中氧气含量有什么不同？
学生在做教材中的实验探究时，有的小组观察到在呼出气体中燃着的木条先熄灭了，有的组两支木条同时熄灭了，同学们分析原因可能是木条粗细不同，深入集气瓶的高度或深入的时间不一致导致的。

通过这个过程，让学生们体会对比及控制变量的化学思维。

同时提出自己的创新实验，先收集等量的两种气体，再探究不同气体中氧气含量有什么不同（图4）。

用塑料袋法收集呼出的气体，采用密闭的塑料袋排除外界环境的干扰，控制变量，操作简单且现象明显。

图4
（三）问题三：两种气体中二氧化碳气体含量有什么不同？
教师首先提出方案：向在空气中放置一段时间的澄清石灰水中通入呼出气体，然后观察浑浊变化情况，之一方案可行吗？经过上一问题的探究，同学们马上回答不可以，因为没有控制两种气体与澄清石灰水接触的量不同。

这时教师给出注射器等实验器材，请同学们自行
设计实验方案。

这时学生已经有了对比意识。

不但设计出了教材上的实验，更令人惊喜地设计了创新方案，即用注射器取等量的不同气体，将其缓慢注入少量相同体积的澄清石灰水中（图5）。

观察现象，呼出的气体使澄清石灰水更浑浊。

用注射器先抽取等量的澄清石灰水，再分别抽取等量的两种气体（图6），观察，抽取呼出气体的注射器中澄清石灰水更浑浊。

新方案的产生是课堂上师生交往与互动的产物，预设加生成是促进学生发展的重要途径。

在设计实验过程中学生提出想法，能不能同时收集两种等量的气体，使之与澄清石灰水反应呢？根据这一思路，我们设计了创新实验方案（图7）。

从右侧吹气，右侧试管和右侧试剂瓶的塑料袋中盛装的是呼出的气体。

左侧试管和左侧试剂瓶中盛装的是空气，向两个试管中同时注入等量的澄清石灰水。

从左侧用打气筒打气，使等量的两种气体同时注入澄清石灰水中。

图5 图6 图7
（四）问题四：两种气体中水蒸气的含量有什么不同？
学生们通过前三个任务的学习，已经懂得用化学的思维考虑问题。

为此，他们很快地分析出教材中向玻璃片上哈气这一实验设计存在的问题：气体温度不同，气体运动速率不同导致与玻璃片接触的面积不同。

没有很好的控制变量。

这时，我向学生们提供了遇水能变成蓝色的无水硫酸铜白色粉末。

学生们很快给出实验方案，把两份相同的无水硫酸铜粉末放入盛有两种气体的相同塑料袋中（图8），一段时间后，观察到呼出气体中的无水硫酸铜粉末先变成蓝色（图9）。

在实际操作过程中，我发现变色时间太长，变色不是十分的明显，所以我又改进了实验方案，用塑料胶条粘一层薄薄的无水硫酸铜粉末，卷成卷放在两种气体中，
大大缩短了变色时间，而且现象非常明显（图10）。

图8 图9 图10
八、实验效果评价
在问题-探究-建构的教学模式下，教师从问题入手，并通过为解决问题所进行的实验分析和创新设计，使同学们从任务二到任务四逐步经历了体验控制变量-运用控制变量-评价控制变量的由低到高的科学方法发展过程，符合学生的认知发展规律，较好地突破了本节课的教学难点。

并在整个过程中建构了科学探究的一般步骤和方法，落实学习目标。

在实验中运用了传感器这一现代技术手段，使定性实验延伸为定量化探究，完善学生认知的多维视角。

并利用身边随手可得的物品进行实验，拉近化学与生活的联系，增强学生学习化学的兴趣。

除了体会成功的喜悦，还明白科学探究要有严谨的科学精神，希望学生们提高对自己的要求，在化学学习路上走得更远！。