小学科学冀人版（2024）五年级上册（2024）9 空气的成分教案设计

这是一份小学科学冀人版（2024）五年级上册（2024）9 空气的成分教案设计，共10页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学过程，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
五年级学生已经知道空气无处不在，人、动植物生存离不开空气，具备基础观察实验能力，能够开展小组合作实验，可以描述简单实验现象。但学生普遍存在认知误区，大多认为空气是单一的一种气体，不清楚空气是多种气体混合而成，对于氧气、氮气、二氧化碳各自的性质、占比了解较少。五年级学生抽象推理能力尚在发展，能够看见蜡烛熄灭、水面上升等直观现象，但很难直接由实验现象推理出看不见的气体成分变化，容易把实验现象和科学结论混淆。学生对动手实验兴趣浓厚，但实验操作规范性参差不齐，记录实验数据时容易忽略细节，需要教师设置阶梯式问题逐步引导推理，依托看得见的实验证据建构看不见的气体知识，联系生活实例帮助学生理解不同气体的实际用途。
二、教材分析
本课是2026秋季新教材冀人版五年级上册第三单元《物质的变化》起始课，是单元探究的基础，承接学生对空气的感性认知，开启物质变化主题学习。教材由情境与问题、探究与发现、科学在线、应用与拓展四大板块组成。开篇设置罩住蜡烛的对比实验情境，抛出思考问题；探究板块核心实验为蜡烛燃烧消耗空气实验，引导学生观察集气瓶内水面变化，记录实验现象，思考蜡烛熄灭后瓶内气体发生的改变；科学在线板块给出空气成分饼状图示，明确空气是混合物，氮气、氧气的体积占比，同时介绍二氧化碳、水蒸气等其他气体；应用拓展板块结合潜水、食品保存、医疗、灯泡充气等生活实例介绍氧气、氮气的用途。本课学习为后面《燃烧的秘密》学习燃烧需要氧气打下知识铺垫，帮助学生初步建立混合物的科学观念，学会依据实验现象推理看不见的物质性质，落实物质的变化与化学反应核心概念。
三、核心素养教学目标（依据2022版义务教育科学课程标准）
1.科学观念：知道空气不是单一气体，是氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、水蒸气组成的混合物；知道氧气大约占空气体积的五分之一，支持燃烧供给呼吸；氮气占空气绝大部分，不支持燃烧；能够说出氧气、氮气在生产生活中的常见用途。
2.科学思维：能够观察蜡烛燃烧实验现象，通过水面上升的实验证据，推理瓶内氧气被消耗；能借助饼状图表分析空气各成分占比，对比不同气体的性质，发展分析推理、证据意识。
3.探究实践：能够小组合作完成蜡烛燃烧探究空气成分实验，规范操作器材，如实记录实验现象；能根据教材提示梳理实验步骤，针对实验现象提出探究问题，交流研讨实验结论。
4.态度责任：对空气成分探究产生好奇心，尊重实验事实，如实记录实验现象；认识空气对生命的重要意义，树立保护空气环境的意识，乐于搜集生活中气体应用的资料。
四、教学重难点
教学重点：认识空气由多种气体混合而成，掌握氧气、氮气的性质与主要用途；依托实验现象推理空气成分。
教学难点：理解水面上升的实验原理，推理得出瓶内只是部分气体被消耗，剩余气体不能支持燃烧，区分看得见的现象和看不见的气体变化。
五、教学过程
情境导入，提出探究问题
教师出示两支点燃的蜡烛，一个集气瓶。
师：同学们，我们每天都生活在空气当中，谁来说一说，你知道空气有什么作用？
生：空气可以供我们呼吸，火燃烧也需要空气。
师：大家说得很好。请大家仔细观察，现在桌面上两支蜡烛都在燃烧。如果老师把集气瓶扣在其中一支蜡烛上面，大家预测会发生什么现象？
生1：蜡烛会继续燃烧。
生2：蜡烛过一会儿就会熄灭。
教师演示教材开篇的实验，用集气瓶扣住一支蜡烛，学生观察现象。
师：大家看到了什么？扣上集气瓶之后，瓶中的蜡烛慢慢熄灭，没有扣瓶子的蜡烛依旧燃烧。那请大家思考，蜡烛为什么会熄灭？瓶子里面的空气凭空消失了吗？
生：瓶子里面空气用完了，所以蜡烛灭了。
师：瓶子里面的空气全部都被消耗掉了吗？带着这个疑问，我们一起来学习本节课《空气的成分》，一起揭开空气里面藏着的秘密。
设计意图：依托教材起始情境实验，利用现象冲突激发学生原有认知，抛出驱动性问题，把学生带入探究任务，自然衔接课本学习内容。
研读教材，明确探究实验方案
师：请同学们翻开课本阅读探究与发现板块，看一看课本给我们准备了什么实验材料，实验分为哪几步。大家先默读教材实验内容。
学生阅读教材实验图文，认识实验材料：蜡烛、玻璃水槽、水、集气瓶等。
师：哪位同学给大家梳理课本上的实验步骤？
生：第一步，把蜡烛固定在水槽底部；第二步，向水槽加水；第三步，点燃蜡烛；第四步，用集气瓶倒扣住蜡烛。
师：课本实验提示我们，要仔细观察集气瓶内部水面发生的变化，并且把现象记录在实验记录表。大家思考，做这个实验，我们小组要注意哪些安全事项？
生：蜡烛点燃之后小心烫手，不要打碎玻璃集气瓶。
师：说得很到位。实验的时候，小组分工合作，有人操作，有人观察，有人记录，重点观察两件事：第一蜡烛发生了什么变化，第二集气瓶里面水位发生怎样的改变。
设计意图：直接对接教材课文实验文本，培养学生阅读科学课本获取实验方案的能力，提前明确观察要点，规避课堂实验盲目操作。
小组开展探究实验，研讨实验现象
各小组领取器材，开展课本蜡烛燃烧实验，教师巡视各组，指导学生规范操作，提醒及时记录实验现象。实验结束后组织小组汇报。
师：哪个小组分享你们观察到的实验现象？
生：蜡烛点燃之后，扣上集气瓶，蜡烛燃烧一会之后熄灭，集气瓶里面的水往上升起来一小截。
师：集气瓶内水面上升大约占到瓶子空间多少？
生：大概瓶子的五分之一。
师：结合课本上的两个思考问题，我们来展开讨论。第一个思考问题：蜡烛熄灭之后，集气瓶里面水面上升，这说明了什么？请大家结合课本内容想一想。
生：蜡烛燃烧用掉了瓶子里一部分空气，所以水跑进去填补这部分空间。
师：非常好，燃烧消耗掉的这一部分气体，就是我们所说的氧气。氧气可以支持蜡烛燃烧。那第二个课本思考题：蜡烛熄灭之后，集气瓶剩下的气体，还能不能支持燃烧？
生：剩下的气体不能支持燃烧，如果还能燃烧蜡烛就不会熄灭。
师：没错。燃烧仅仅消耗掉瓶内一小部分气体，瓶中大部分气体还留在瓶子里面，只是这部分气体不再支持燃烧。课本提示我们，剩下大部分气体主要是氮气。
教师出示教材当中的空气成分饼状示意图，投影展示课本插图。
师：大家看课本饼图，我们一起来解读图表信息。饼图的每一块代表空气中不同气体所占体积。请大家看图说一说空气中占比最大的气体是什么？
生：氮气，占78%。
师：排在第二位的氧气占多少？
生：氧气占21%，大约五分之一。
师：剩下很小一部分，是二氧化碳、水蒸气、稀有气体。读到这里，大家能不能总结一句话，空气是一种什么样的物质？
生：空气是多种气体混合到一起的混合物。
师：这就是课本科学在线板块给到我们的核心结论，空气不是单一气体，是多种气体组成的混合物，氮气最多，氧气大约占五分之一，氧气支持燃烧，氮气不支持燃烧。
教师板书核心知识点，同时引导学生把课本重点内容勾画标记。
设计意图：以师问生答推进课堂，结合教材图表解读，把实验现象、课本文本、图示三者结合，突破本课难点，引导学生基于证据推理，避免直接灌输结论。
应用与拓展，学习气体在生活中的用途
师：我们学习完空气的组成，课本进入应用与拓展板块，一起来认识氧气和氮气的用途。请大家看课本插图，看一看图片分别展示氧气、氮气用在什么地方。
师：第一张图潜水员背着钢瓶，钢瓶里面装的是什么气体？发挥什么作用？
生：氧气，供给潜水员呼吸。
师：医院急救病人也会用到氧气，这是利用氧气可以供给呼吸的特点。再看，食品包装袋里面充入氮气，有什么作用？
生：氮气可以保存食物，让食物不容易坏掉。
师：灯泡里面充氮气，航天火箭也会用到氮气。氮气性质稳定，不支持燃烧，所以适合保存食品、填充灯泡。
师：请同学们小组简短交流，生活当中还有哪些地方会用到氧气、氮气？
学生小组交流之后发言分享。
师：老师总结，氧气两大用途，供给呼吸、支持燃烧；氮气化学性质稳定，可以保存食品、填充灯泡，医疗化工也广泛使用。
设计意图：充分利用教材应用拓展板块图文，联系现实生活，实现知识迁移，落实科学技术与生活的联系。
辨析易混淆问题，巩固新知
师：老师这里有两个问题，大家结合课本知识判断。第一，空气中氮气占比最大，那氮气能不能帮助我们燃烧？
生：不能，氮气不支持燃烧。
师：第二，蜡烛扣集气瓶熄灭之后，瓶子里面空气全部消耗完了吗？
生：没有，只是消耗了氧气，大部分氮气还留在瓶内。
师：很好，很多同学容易误以为瓶子里面空气全部用光，我们一定要记住，只是消耗掉约五分之一的氧气。
六、课堂小结
师：我们一起来回顾本节课的学习内容。通过蜡烛燃烧实验，我们知道空气是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等多种气体组成的混合物。其中氮气约占空气体积78%，不支持燃烧；氧气约占21%，可以支持燃烧、供给呼吸，剩余少量是二氧化碳、稀有气体等。我们还了解氧气和氮气在潜水、医疗、食品保存、照明等场景的广泛用途。空气是宝贵的资源，我们要爱护空气环境。课后大家可以搜集更多关于空气成分的生活资料，完善自己的科学笔记。