1.1 空气的成分 第3课时 教学设计 2026-2027学年浙教版八年级下册科学

教学设计

课程基本信息学科初中科学年级八年级学期春季课题1.1空气的成分第三课时教科书书名：义务教育教科书科学八年级上册（浙教版）出版社：浙江教育出版社出版日期：2026年01月教学目标（一）科学观念1.知道氧气的两种工业制取方法，能判断工业制氧属于物理变化；2.掌握过氧化氢分解制取氧气的反应原理，理解催化剂“一变二不变”的特点，分清催化剂、反应物、反应条件；3.认识固液常温型气体发生装置，掌握排水法、向上排空气法收集氧气的原理，学会氧气的验满操作，区分氧气检验与验满；4.掌握装置气密性检查的原理与两种操作方法，熟悉过氧化氢制氧气完整实验步骤。（二）科学思维1.结合高原供氧真实情境，学会根据使用需求对比、选择制氧方案，建立方案评价思维；2.通过三组对比实验，归纳二氧化锰对过氧化氢分解的作用，归纳催化剂概念，训练对比归纳思维；3.能够依据反应物状态、反应条件选择发生装置；依据气体密度、溶解性选择收集装置，建立气体制取的装置选择模型；4.能分析实验装置优缺点，发现装置缺陷并提出改进思路。（三）探究实践1.能够完整梳理过氧化氢制取氧气的实验流程，会检查装置气密性，区分检验与验满；2.会分析分液漏斗、长颈漏斗的使用要点，理解实验各项操作细节的目的；3.能利用生活简易材料，小组合作设计简易制氧机，完成方案设计。（四）态度责任1.体会氧气制取技术对高原出行、生产生活的价值，感受科学技术服务生活；2.树立实验安全意识，养成严谨规范的实验操作习惯；3.在简易制氧机设计活动中，关注装置的安全性、便携性，培养工程实践意识。教学内容教学重点1.工业制氧的原理与变化类型；2.过氧化氢制取氧气的反应原理；催化剂的概念以及“一变二不变”特点；3.固液常温型发生装置、两种收集方法；氧气的验满；气密性检查；完整实验步骤。教学难点1.理解催化剂“一变二不变”，区分催化剂与反应物；2.根据反应条件、反应物状态、气体性质自主选择实验装置；3.理解气密性检查的底层逻辑：构建密闭空间，制造内外气压差；4.简易制氧机的方案设计与改进。教学过程（一）新课导入：情境创设，高原缺氧难题教师活动：展示高原反应图片、户外便携氧气瓶图片。创设情境：教师计划前往西藏旅游，担心高原缺氧引发头痛、头晕、气短。抛出问题：如何在高原地区避免缺氧？怎样持续、安全、经济地获取足量氧气？瓶装氧气瓶容量有限、成本高，我们能不能设计一台简易制氧机随用随制？由此引出本节课氧气制取的学习。学生活动：阅读情境，思考高原供氧现实困难，带着真实生活问题进入新课学习。设计意图：以真实生活情境导入，激发学习兴趣，为本课末尾简易制氧机设计任务做好铺垫，体现科学服务生活。（二）新知探究一：氧气的工业制法教师活动：讲解工业大规模制取氧气的两种方式。第一种空气冷冻分离法：空气经过多次压缩、降温得到液态空气；利用氮气沸点‑196℃、液氧沸点‑183℃的差异，低温蒸发，氮气先汽化分离，剩余得到液氧。第二种膜分离技术：空气在一定压力下，通过富集氧功能薄膜，得到富氧空气。提出思考：这两个过程有没有生成新物质？属于物理变化还是化学变化？总结：工业制氧只是分离空气组分，无新物质生成，属于物理变化。过渡提问：工业制法适合大规模生产，实验室需要少量氧气该如何制取？学生活动：聆听工业制氧原理，思考变化类型，明确工业制氧为物理变化，区分工业制取与实验室制取的不同需求。设计意图：建立大规模工业生产和实验室小量制备的对比，理解分离空气制取氧气的原理。（三）新知探究二：实验室制取氧气的原理，探究催化剂教师活动：介绍实验室分解含氧化合物制氧气两种原理：①过氧化氢；②氯酸钾。组织学生思考：哪一种更适合便携制氧机？点拨得出：过氧化氢常温即可反应，不需要加热，操作安全简便，适合制氧机，为本节课重点。介绍药品：过氧化氢水溶液俗称双氧水，无色透明液体，生活中用于伤口消毒、鱼浮灵供氧剂。演示三组实验：实验一：只取过氧化氢溶液，观察气泡，伸入带火星木条。现象：气泡极少，木条不复燃。结论：常温下过氧化氢分解速率极慢，不能快速制氧气。实验二：向过氧化氢溶液加入二氧化锰固体，伸入带火星木条。现象：产生大量气泡，木条复燃。结论：二氧化锰可以显著加快过氧化氢分解速率。实验三：反应结束后，继续添加过氧化氢溶液，木条再次复燃；将固体过滤、洗涤、干燥称量，固体质量不变。引导学生归纳：反应前后二氧化锰质量、化学性质均不变。引出催化剂定义：能改变其他物质反应速率，自身质量和化学性质反应前后不变的物质，特点“一变二不变”。讲解注意要点：改变速率包含加快、减慢；催化剂不能增加生成物质量；属于反应条件，不是反应物；物理性质可能改变；同一个反应可以有多种催化剂。学生活动：观察三组对比实验现象，记录实验结论；理解催化剂“一变二不变”；能区分反应物与催化剂。设计意图：通过递进式对比实验，建构催化剂概念，训练对比归纳的科学思维；理解过氧化氢制氧的反应原理。（四）新知探究三：实验装置选择——发生装置教师活动：提出任务，选择过氧化氢制氧气的发生装置。引导学生分析两个判断依据：反应物状态（固体+液体）、反应条件（常温，不需要加热），确定属于固液常温型。展示试管、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗等仪器，介绍多种可行组合。重点对比分液漏斗和长颈漏斗：分液漏斗可以控制液体滴加，控制反应速率；长颈漏斗使用时下端管口必须液封，防止气体逸出。学生活动：依据反应物状态、反应条件分析装置选择理由，分清分液漏斗、长颈漏斗使用注意事项。设计意图：建立发生装置选择模型：看反应物状态、反应条件。（五）新知探究四：实验装置选择——收集装置与验满教师活动：给出氧气性质：氧气不易溶于水；氧气密度略大于空气。引导学生确定两种收集方法。①排水集气法：优点收集气体纯净；缺点气体潮湿。②向上排空气法：优点收集气体干燥；缺点纯度较低。重点区分验满和检验：排水法验满：瓶口外侧冒出大量气泡；向上排空气法验满：带火星木条放在集气瓶口，木条复燃；检验氧气需要把木条伸入瓶内。学生活动：根据气体的溶解性、密度选择收集装置，牢记两种验满操作，分清检验与验满的不同。设计意图：建立收集装置选择模型：看气体溶解性、气体密度；厘清容易混淆的验满、检验操作。（六）新知探究五：实验步骤与气密性检查教师活动：梳理整套实验操作步骤：①连接仪器；②检查装置气密性；③加药品（先固后液）；④制取收集气体。强调收集时机：导管刚开始冒出气泡是装置内空气，要等气泡连续均匀冒出再收集，才能收集较纯净氧气。重点讲解气密性检查的核心逻辑：构建密闭空间，制造内外气压差，观察现象。演示两种方法：手捂法；液封法，分别说明操作要点与合格现象。抛出系列讨论问题，组织学生思考作答：1.分液漏斗优势；长颈漏斗使用注意事项；2.排水法、排空气法优缺点；3.集气瓶灌满水的目的；4.锥形瓶加水稀释双氧水的作用；5.为什么实验室不用电解水制取氧气。教师对学生答案进行总结点拨。学生活动：熟记实验操作顺序，理解气密性检查原理；小组讨论实验细节，明白每一步操作背后的原因。设计意图：强化实验操作规范，理解操作细节原理，培养严谨实验习惯。（七）新知探究六：迁移应用，设计简易制氧机教师活动：回归开课高原制氧的任务，展示利用塑料瓶、软管等生活材料组装的简易制氧机。布置小组任务：结合过氧化氢制氧原理，利用身边材料，设计简易便携制氧机。引导学生思考装置现存缺陷，从安全性、便携性角度提出改进方向。学生活动：小组交流构思简易制氧机，思考装置不足，思考优化方案。设计意图：把化学原理迁移到真实工程设计，落实探究实践，呼应开篇情境。（八）课堂小结与布置实践作业教师活动：梳理本节课知识框架：工业制氧→过氧化氢制氧原理与催化剂→发生装置、收集装置选择→气密性检查、实验步骤→简易制氧机设计。布置实践作业：1.查阅资料：过氧化氢不方便携带，选择更容易携带的制氧剂。2.改进设计：优化小组简易制氧机设计，使其在安全性、便携性上得到提升，可以文字描述、也可以手绘（最好能制作出实物）。学生活动：跟随教师回顾本节课重难点，记录实践作业，课后完成查阅与设计任务。设计意图：巩固课堂知识，将科学探究延伸到课外，锻炼工程设计能力。主板书1.1空气的成分（第三课时）

情境：高原供氧简易制氧机

工业制氧物理变化

空气冷冻分离法｜膜分离技术

过氧化氢制取氧气

反应原理：过氧化氢→水+氧气

催化剂：一变二不变

加快速率｜反应前后质量化学性质不变

发生装置选择：看反应物状态和反应条件

固液常温型

收集装置选择：看密度和溶解性

排水法：纯净潮湿

向上排空气法：干燥纯度低

实验步骤：连→查→加→