教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 九年级 学期 秋季
课题 2.2构成物质的微观粒子 第二课时
教学目标
1. 借助原子学说发展的化学史,引导学生再次进入微观视角认识物质。 2. 通过分析氧化汞分解的微观过程,认识物质可由分子、原子构成的化学观念,认识原子是化学变化中的最小微观粒子。 3.通过模型推演氧化汞分解的过程,认识化学变化的实质,能说明分子、原子的区别和联系。4.通过真实的分子与原子图片对比推理原子的性质。
教学内容
教学重点: 1. 原子的概念。
2. 分子与原子的相互转化关系。
教学难点: 1. 推论分子与原子的区别和联系的过程。
2. 初步建立宏观、微观、符号相结合的物质认识视角。
教学过程
教学环节教师活动学生活动设计意图环节一: 初识原子新课导入:科学原子论提出的化学史 上节课的学习我们认识了分子,知道了分子是构成物质的一种微观粒子。其实在分子学说提出前首先提出的是原子学说。 【呈现】墨子和德谟克利特图片。 【讲解化学史】我国古代哲学家墨子曾提出“非半弗斫,则不动,说在端”,意思是物质不会无限分割下去,到达最后就会得到一个“端”,古希腊哲学家德谟克利特也认为物质由微小的不可分割的粒子组成,将其命名为原子,创立“原子唯物论学说”。然而,这些只是一种猜想,一种推理,没有实验依据,因而对物质结构的认识是朦胧的、幼稚的,处于萌芽时期。 【呈现】波意耳图片。 【讲解化学史】到了17世纪的1661年,玻意耳第一次明确了化学的研究对象、方法及物质观,把化学确定为科学。他以实验为基础建立了科学的元素论,他认为只有那些不能用化学方法再分解的物质才是元素。但是受实验条件的限制和思想上的局限性,错误地把火、气、水视为元素。此后的100多年里科学家在化学实验和化学分析中不断发现了新的元素,也有了新的认识,但是对于元素的质量未能进行测量和确认,因而“科学论”尚未成为准确、清晰、科学的概念,有待进一步发展。 【呈现】道尔顿图片。 【讲解化学史】19世纪初道尔顿从气象学转入研究大气物理学,在研究混合气体的扩散和分压测定过程中,新发现氮气轻、氧气重、二氧化碳更重(已经发现的),但是它们混合后并没有分层而是混合得很均匀,引发了他的思考并进行了实验验证。 道尔顿认为物质的微观粒子性是真实存在的,只是由于其太小了,即使显微镜也无法看见,他将其命名为“原子”。之后他又进一步思考,既然原子是微观粒子,是质点,是物质的基本构成,那么它必然存在质量,于是便开始了测量原子的相对质量的工作。在研究过程中他还发现了一些规律,再结合前人的科学经验在1803年提出了科学的原子论。 【呈现】PPT展示内容。 如他分析氢气和氧气化合生成水的过程如下: 【呈现】道尔顿推测氢气与氧气的形成过程图片。 然而在同一时期法国化学家盖-吕萨克在研究各种气体的反应时发现:气体物质在化合时气体之间的体积普遍存在最简整数比关系,他研究氢气和氧气化合的过程如下。 【呈现】盖-吕萨克推断氢气与氧气生成水图片。 他非常希望道尔顿能够帮他说明气体体积和微粒之间有没有必然联系。顺便提出思考问题1:如果你是道尔顿,如何对这一现象做出解释呢? 点评学生的思考结果。 【讲解】化学史:第一,道尔顿承认在水分解反应中氢气和氧气的体积会存在不同,因为他认为物质的体积大小取决于原子的大小,不同物质原子的大小不同,因此在相同体积内,不同气体物质不可能含有相等数目的原子。然而,他并不认为氢气和氧气存在体积比关系,认为可能是定量实验出现了误差。第二,如果在相同体积中不同气体含有相同的原子数目,那么每个水原子中就只含有半个氧原子,这与原子不可分割性基本观点是对立的,所以不认同该观点。 【过渡】此后,他们二人的争论一直持续着,其他的科学家也参与其中并进行了相关的实验和研究,这个僵局持续到1811年。这一年意大利科学家阿伏伽德罗提出了一种新的假说: 【呈现】PPT展示图片内容。 【提出问题】1:阿伏伽德罗的观点与前两位有什么异同点? 点评学生的思考结果,结合学生的回答进行化学史讲解。 【讲解】阿伏伽德罗认为盖-吕萨克的实验是不容否认的事实,而对道尔顿的观点提出了修正意见。主要是将“单质气体如氢气、氧气等必定是由单个原子构成”这一观点修正为“单质气体如氢气、氧气等可能由两个相同的原子构成一个分子”。首次提出“分子”的说法,他认为一切物质都是由分子构成的,道尔顿说的复杂原子就是由不同种原子构成的分子,原子是化学反应中的最小微粒,分子则是物质独立存在的最小微粒。 提出思考2:分子与原子之间是否存在关系,原子能否直接构成物质呢?在认真听讲的过程中认识到人类认识物质世界所经历的过程,提出思路和方法。在老师提出的思考问题下进行思考,感受科学家的探究过程。 根据道尔顿的观点进行思考,回答。违背了原子是不可分割的性质,认为是不合理的;根据不同原子质量不同进行思考,相同体积内不可能含有相同数目的原子。 结合图片中的信息进行分析,二人都认为原子是不可再分的,但是对于构成物质的微观粒子存在争议,盖-吕萨克和阿伏伽德罗的观点区别在于分子个数还是原子个数与体积存在比例关系…… 通过了解科学原子论提出的发展史,了解人类认识物质世界的思路和方法。在探索物质世界的过程中伟大的哲学家们建立了重要的思想意识,伟大的科学家在不同的时代背景下和有限的实验环境下进行着科学研究,后辈科学家们又在这些研究成果影响下不断地验证和提出新的发现和假说,一代代的科学家在不断探索中形成了勇于探索、求真务实、创新进取、无私奉献、合作共赢的科学家精神。 在不断地思考问题中参与到探究的过程中来,体会科学家们探寻真理时科学的思路和方法的重要性,让学生们在科学家精神的影响下,形成坚持真理、敢于质疑、勇于创新的优秀品质。 环节二:再识原子 请大家观看一个实验视频。 【视频】播放氧化汞受热分解实验视频,提示学生注意记录实验现象。 组织学生现象的回顾,设问:这一宏观现象又该如何用微观知识解释呢?请大家结合课本中的氧化汞受热分解的示意图进行分析填空并讨论完成下列问题。 【PPT】展示图片和问题。 对刚才讨论交流的内容进行小结。 学习任务二:每组同学手里有不同颜色、不同大小的不同种卡片,进行氧化汞微观分解的过程演示。 【呈现】学生的模拟推演结果图片,学生之间进行评价。 根据上述过程相信你对该反应有了更深刻的认识,请思考并回答以下几个问题: 【问题】2:原子比分子小吗? 【问题】3:为什么要拼出两个氧化汞分子? 【问题】4:在该反应中是只有两个氧化汞分子分解吗? 学习任务三:经历上述过程,以表格的形式总结出分子和原子的区别和联系。 点评上述结果,解答问题。 【呈现】道尔顿、盖-吕萨克、阿伏伽德罗三人对于氢气与氧气生成水的过程推测图片。 道尔顿和阿伏伽德罗的原子、分子论为后续的研究奠定了重要的理论基础,但是阿伏伽德罗的分子学说当时并没有被世人接受,除了科学界存在其他理论的干扰外,最重要的原因是他的假说是建立在“相同的条件下,气体的体积比等于分子数目之比”这种猜想的基础上提出的,而这一假说在时隔了近半个世纪才被后人所证实,分子学说才得到科学界普遍认可。虽然当时阿伏伽德罗已经去世四年之久了,我们为之惋惜的同时也应该认识到科学的严谨性,没有经过实验结果论证过的推理是不被人信服的。观察氧化汞受热分解视频并记录实验现象; 整理说出实验现象并猜测生成物。 产生从微观角度进行分析的想法。 根据课本内容信息的提示进行填空;互相讨论完成讨论与交流中的问题。 模拟推演氧化汞分解的微观过程。 结合刚才的过程进行回答:原子不一定比分子小,比如汞原子比氧分子大;一个氧分子是由两个氧原子构成,一个氧化汞分子只能分裂出一个氧原子,所以需要两个氧化汞分子;分子与原子的区别是分子在化学变化中可分而原子不可再分;分子由原子构成,物质可以由原子直接构成,原子也可以先构成分子再构成物质。 列表进行对比整理分子与原子的区别和联系。 感受科学实验对科学探究的重要性。通过宏观现象的观察,引发学生用微观角度解释的意识,借助课本中模型和信息提示初步分析氧化汞分解的微观过程。初步感知原子和分子的区别。 利用糖块进行模型推演,同时再结合三个问题引发深入思考,让学生在推演反应的过程中理解原子的定义,认识到原子和分子的区别与联系,加深对分子概念的认识,帮助学生理解有的物质是由分子构成的,有的物质是由原子构成的。 再次回到化学史,让学生意识到真理的发现虽然经历了漫长的过程,但是永远不可能被埋没,此外,还能让学生意识到只有经历过实验验证的观点才能被人们接受。科学是在科学家对实验事实的质疑、对推理过程的质疑和对结论的质疑中不断发展的。 对比分子与原子的区别和联系,更好地理解二者的定义及转化关系。 环节三:认识原子随着科学实验的不断深入,科学技术的不断发展,一代又一代科学家们的努力,使后人对物质的认识越来越清晰,科学家利用扫描隧道显微镜也证实了原子的真实存在。 【呈现】课本中石墨图片与苯分子图片。 提出【问题】5:请结合两幅图片,推理出原子的性质。 可见原子与分子有着相同的性质特点,你能想到生活中有哪些例子,可以说明其性质吗? 知识小结。 分析原子图片中原子特点,通过对比分子的特点进行推理。都有间隔,都很小,都在运动。 结合物理课本中的实验,铅块和金块压在一起五年,相互进入实验,水银温度计测量体温示数变大等。 初步形成基于现象和证据的推理意识,善于去利用科学探究的思路和方法去思考问题,发现问题,解决问题。 通过现象的分析,认识原子的性质特点。环节四:评价检测讲解认真作答巩固课堂所学知识