比较吸进的气体和呼出的气体
——湘版《科学》五年级上册第一单元《我们在呼吸》第二课时
设计： 湖北松滋市少年交警学校 李春丽
点评: 湖北松滋市少年交警学校 王军华
【案例背景信息】
1．年级：小学五年级
2．所用教材版本：湖南少年儿童出版社《科学》五年级上册P3～5页，2006年6月出版
3．课时数：1
【教材与学生分析】
《比较吸进的气体和呼出的气体》是湘版《科学》五年级上册第一单元《我们在呼吸》第二课时，本课用到了对比实验，教材的设计比较精巧。教材以图表的方式提供了实验方法，希望孩子们能够注意到对比实验的控制条件等问题，培养学生认真、细致、严谨的科学探究能力。并对实验数据，加以分析，知道人体需要氧气，呼出的气体中二氧化碳增多，氧气减少。
【教学用具】
分组材料：①水槽、容积相同的两个集气瓶、两片毛玻璃、等高的两根蜡烛、火柴、秒表、三根吸管；②大小一致的气球、打气筒、等量的两份澄清石灰水。
CAI：P3排水集气法图片；P3氧气多少的对比实验图示；普里斯特利的发现。
【教学设计与实录】
一、谈话导入：
师：在上一节课我们知道了我们的呼吸离不开周围的空气，可人把空气吸进去又呼出来了，那为什么还要呼吸？
生：不呼吸那人还不就会憋死呀！（笑）
生：吸进的气（体）和呼出的气（体）是不一样的。
师：哦，你是这样认为的。（板书：吸进、呼出、不一样）有什么不一样？
生：因为人体需要氧气。
师：为什么这样想？
生：抢救病人的时候都会给他插氧气。
师：大家也同意他的意见吗？
生：同意。
生：人吸进氧气，呼出二氧化碳。
师：你怎么知道的？
生：从书上看到的。
师：吸进的全是氧气？（板书氧气）
生（纷纷的）：不是，是吸进的（气体）比呼出的（气体）氧气多一些。
生：吸进的是空气。
师：呼出的都是二氧化碳？（板书：二氧化碳）
生：不是，是呼出的气体中（比吸进的气体）二氧化碳多一些。
师：我们吸进的气体和呼出的气体真的不同吗？今天我们就来“比较吸进的气体和呼出的气体”。（补充完整课题）
【点评】为什么要呼吸，教师的这个问题似乎有些傻气，却轻松的调动了学生已有生活经验，学生的猜想有理有据。教师一句轻轻的反问，使孩子从深信不疑到重新思考。这样的对话无疑会对孩子们今后的阅读探究产生积极的影响。
二、新授：
１.求证呼出气体中氧气含量减少
师：刚才同学们都觉得“吸进与呼出的气体是不一样的，而且比起吸进的气体，呼出的气体中氧气被消耗了，二氧化碳多了”，怎样用实验来证明我们的这些猜想呢？
生：分别拿一些吸进和呼出的气体来一比。
师：你是说，先得分别收集这两种气体，然后再进行比较，是吗？
生：是的
师：（板书：收集 比较）怎样收集呢？吸入的气体？
生：吸入的就是空气，随便拿一个空瓶子，里面就装满了空气。
生：拿个塑料袋一兜就可以有了。
师：那怎样收集呼出的气体呢？
生：用嘴巴（往容器里）吹。
生：用个袋子，把口扎紧。
师：怎么确定容器中的一定全是我呼出的气体呢？
生：……
CAI出示：P3排水集气法图片，教师讲解演示排水集气法的操作步骤。
【点评】排水集气法作为一种基本的实验方法和技能，无需由学生去探究发现。教材选择了直接以图片展示，由教师口传身授，切合教学实际。“怎么确定……一定全是……”这让学生犯了难，产生迫切希望找到更加巧妙解决方法的内需，教师的演示讲解无疑成了一场及时雨，可谓不愤不启，不悱不发。
师：气体收集好了，怎样比较它们氧气含量的多少呢？
生：……
师：氧气可以支持燃烧，物体燃烧离不开氧气的支持。根据氧气的这个性质~~
生：我们可以用蜡烛或者火柴来检验哪种气体中的氧气多。
师：不错，这里有一组小朋友用燃烧来检验，看看他们是怎样做的：
CAI出示：P3下图
生（齐读）：将瓶子快速地倒扣在燃烧的蜡烛上，记录蜡烛在瓶内燃烧的时间。
师：这些小朋友真聪明，把瓶子倒扣在蜡烛上，而不是把点燃的蜡烛伸到瓶子里，这样可以避免手颤动或是速度过快使蜡烛熄灭。我们呆会儿做的时候，还该注意些什么呢？
生：瓶子不能离蜡烛太远，免得扣上去的时候，气体跑掉了。
生：还不能太猛了，那如果有风，也会把蜡烛吹灭。
师：你是说要注意不能把瓶子扣上去太快，产生的风可能使蜡烛熄灭？
生：是的。
师：指南车提示：实验时蜡烛的火焰高度要保持一致。这是为什么？
生：这样才公平。
师：那么要想更加公平，还应该注意些什么呢？
生：气体要一样多，他们就是用两个一样大的瓶子来收集气体的。
生：还要同样把两瓶气扣在蜡烛上，测量比较蜡烛燃烧的时间。
生：都不能乱动。
师：好呐，下面我们分组收集吸进和呼出的气体，并检验哪种气体中的氧气多。我们要做几次呢？一次可以吗？
生：可以了。
生：不行吧，如果你在实验的时候出现了错误呢？或者，一次实验就能证明吗？
师：那怎么办？
生：多做几次。
师：好吧，我们课堂的时间有限，这样吧，我们每个小组做三次，求出平均值，再把各组的实验结果汇集起来进行分析，怎么样？
生：好。
师：搜集人体呼出气体，如果只采集一个同学呼出气体，得出的结论不太全面。我们重复实验时，最好能分别采集三个同学呼出气体，这里我给每个小组准备了三根吸管。
下面请同学们商量一下，实验时小组内怎样分工。决定好了，就请材料员到前面来领取材料。
学生分组领取材料①进行实验，教师来回巡视指导。
汇报中，学生的数据充分说明：同样体积的两种气体，但蜡烛在人体呼出的气体中的燃烧时间明显比在空气（人体吸入的气体）中的燃烧时间大大缩短。证明人体呼出的气体中氧气大大减少了。
【点评】教材直接以图表的方式提供实验方法：不是将燃烧着的火柴梗伸进集气瓶，而选择了把瓶子倒扣在燃烧的蜡烛上，控制了火焰大小、高度，减少了人为因素带来的误差。既保护了学生的好奇心，又给学生今后的实验设计提供了范例。教师的讲解和层层追问，促使学生不断深入思考，关注探究过程的每个细节，从而从分体会到对比实验的必要性、严谨性。
2.求证呼出气体中二氧化碳增多
师：看来，呼出气体比起吸进气体中的氧气确实减少了。那么这能不能说明，呼出气体中的二氧化碳就比吸进空气多呢？
生：不能。
师：科学家们对空气也做过很多研究，我们来看一看：
CAI：指南车信箱中科技史资料（普里斯特利和拉瓦锡等的发现），学生朗读。
师：吖，不支持燃烧的气体除了二氧化碳，还有氮气呢。我们呼出的气体中二氧化碳到底增加没有？
生：……
师：二氧化碳也有一个特殊的性质，它可以使澄清的石灰水变浑浊。
生：那就把两种气体分别放进澄清的石灰水里。
师：这次我用气球收集气体好不好？怎样做才会更公平?
生：两个球要一样大。
师：气体的体积相等。
生：都放到同样多的石灰水中。
生：也要多做几次。
师：嗯，这样获得的数据更可靠。下面我就按照大家说的来做一做。
为节约课时，教师临时将这个实验换成演示实验。演示结果：空气不会使澄清的石灰水变浑浊，呼出的气体则会使之变浑浊。
师：这个现象说明？
生：呼出的气体中有较多二氧化碳！
【点评】当学生思维再次受阻时，教材提供了普里斯特利和拉瓦锡的研究成果，使学生在了解科技史的同时，拓宽了知识面。由于有了前面实验中的深入思考，这里我们欣喜的看到，学生已能较全面的考虑对比实验中的控制条件。成功的完成了从搀扶到牵引的转变，放手指日可待。
三、总结
通过今天的学习，现在我们可以肯定的说：人体呼出的气体中二氧化碳增多了，氧气减少了，这也说明人体需要氧气。这节课就上到这里，下节课我们继续探讨关于人体的呼吸。
【总评】本课教材构思精巧，尤其是在探究人体呼出的气体中氧气含量的变化上，与以往的传统方法大有不同。更加注重了对比实验的严谨性，并且以多次实验后的数据再求平均数，有力地说明了“人体呼出的气体中氧气含量减少”。这种精心设计，充分体现了湘版科学教材在内容选择和剪裁和组织上的趣味性、适切性、系统性、发展性、探究性。