基于手持技术的“空气中氧气含量测定的”教学设计

摘 要：手持技术是现代科学技术的产物，因其具有便携、实时、准确等特点，备受教育领域青睐，本文将利用手持技对空气中氧气含量进行测定

关键词：手持技术、氧气含量

一、问题的提出

化学是一门重要的学科，人类进步离不开化学，研究化学最重要的两种方法：定性研究和定量研究。空气中氧气含量测定是人教版九年级化学上册第二单元课题1的内容，学生第一次接触研究化学的重要方法之一―定量研究。教科书上氧气含量测定主要是利用红磷燃烧消耗集气瓶内氧气，造成瓶内压强减小，打开止水夹时大气压将烧杯内水压入集气瓶内，通过测量进水量达到测定空气中氧气的含量。

二、教学背景分析

本节内容位于九年级化学（人教版）上册第二单元课题1空气，化学来源于生活，从学生身边熟悉的物质出发去研究化学，能够激发学生的学习兴趣。课题1包含三个内容，各部分内容之间衔接密切。在“空气是由什么组成的”这部分内容里，学生首次接触从定量的角度来认识化学，通过空气中氧气含量的测定实验，知道空气是由什么组成的，各个组分的含量是多少。

三、教学目标设计

（一）知识与技能目标：1、了解空气是一种混合物，含有氧气、氮气等气体，知道各个气体的含量。2、了解手持技术作为一种实验手段在化学实验中的作用

（二）过程与方法目标：通过红磷燃烧实验，学生清晰的观察到燃烧过程中氧气含量的改变，还原了实验的本来面目

（三）情感态度价值观目标：1.通过利用手持技术，让学生体会现代科学技术带来的变化，增强学生的社会使命感。2、通过实验测定燃烧过程中氧气含量，培养学生数据获取、分析及处理能力培养学生之间的交流与合作的能力。

教学设计过程：

新课导入

在我们的周围存在一种物质，它就是空气。

板书：第二单元 我们周围的空气

课题1 空气

过度：空气是一种无色、无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚。直至1777年，拉瓦锡才发现了空气的成分，认识到空气是氧气和氮气两种气体的混合物。本堂课我们将沿着前人的足迹，当一回科学家，体会科学实验所带来的快乐，去发现空气成分的奥秘。

板书：一、空气的发现

讲述拉瓦锡发现空气的历史

交流与思考一：

1、拉瓦锡利用什么什么方法研究了空气的成分？2、从拉瓦锡的试验中你能获取哪些信息？3、拉瓦锡测定空气成分，利用了什么原理？4、你觉得拉瓦锡实验成功的关键在哪里？

学生思考交流讨论

讲述：拉瓦锡并不是最早研究空气成分的人，此之前也有很多科学家从事空气成分的研究，例如瑞典化学家舍勒、英国化学家普利斯特里也对空气进行过研究。

过渡：仿照这个历史上著名的实验原理，我们利用红磷燃烧及手持技术仪器来测定空气中氧气含量。

板书：二、空气中氧气含量测定

演示实验：红磷燃烧

1、如图组装试验装置，打开数字探究实验室界面，设置频率为1S，采集数据1000；2、将白磷放入集气瓶内，塞上橡皮塞后一同放进盛有热水的烧杯内；3、按下采集器上的“运行”按钮，开始采集数据；4、数据采集结束，打开止水夹

结果展示：

投影：思考交流二：

1、实验过程中，你观察到了什么？结论是什么？2、随着燃烧的进行，从图像上你能获取那些信息？3，、实验测得氧气含量小于五分之一，你觉得是那些因素造成的？

学生思考交流

师生总结：1、白磷燃烧过程中产生大量白烟，并放热；当打开止水夹，烧杯中的水流进集气瓶，但是水的体积小于集气瓶体积的五分之一。氧气的体积约占空气体积的五分之一。2、横坐标代表时间，纵坐标代表氧气含量；随着反应的进行集气瓶内氧气含量逐渐降低直至降低到某个点后不在下降，说明白磷燃烧过程并没有完全的把氧气消耗掉。3、白磷没有过量；装置漏气；没有等装置冷却到室温就打开止水夹等

讲述：白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，这一反应可用文字表达式来表示

板书：1、文字表达式：白磷+氧气五氧化二磷

过渡：19世纪前，人们一直深信空气中仅有氮气与氧气。后来人们陆续发现了氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气外还有其它气体。目前，人们已能精确测量空气成分。

板书：三、空气成分

空气的成分按体积计算，大约是：氮气：78% 氧气：21% 二氧化碳：0.03% 稀有气体：0.94%，其他气体和杂质：0.03%

讲述：像空气这样有两种或两个以上的物质混合而成的物质叫混合物，像氧气、氮气等只由一种物质组成的物质叫纯净物

板书：四、纯净物与混合物

1、纯净物：只由一种物质组成的物质，可用化学符号表示如二氧化碳CO2 氧气：O2

2、混合物：由两种或两种以上的物质组成的物质，如空气、食醋等

课堂小结：这节课我们主要学习了空气组成，知道空气是一种混合物及组成成分的含量，拉瓦锡用定量的方法测定了空气中氧气的含量，受实验条件的影响，比较麻烦。

教学反思：

本堂课利用拉瓦锡发现空气成分的化学史引入，在了解拉瓦锡的实验后，同学们积极思考，踊跃发言，课堂气氛十分活跃。当一听说可以在课堂上借助好科技仪器来测定空气中氧气含量时，学生兴趣大增，课堂氛围再次高涨，在红磷燃烧过程中，氧气传感器把燃烧过程中氧气含量及时地在“数字化实验探究实验室”界面上自动生成图像，学生更加好奇、更加感兴趣现代科学技术所带来的巨大变化，增强学生学习化学的兴趣。

参考文献：

[1] 孙卫中.中学化学复杂性实验的手持技术应用与教学研究[D].华东师范大学 2009

[2] 邓峰.基于手持技术的高中化学教学模式（HBCIM）的构建及其研究[D].华南师范大学 2007