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《质量守恒定律》的问题设计与教学思路荟萃
《质量守恒定律》教学设计思路与教学反思
一、 教材分析
通过前面的学习,学生已经定性认识了一些化学变化,但是在化学变化前后,物质的质量会有什么变化呢?在这一问题的驱动下,把学生对化学变化的定性认识上升到定量认识。 本课题教学通过一系列探究活动引导学生总结出质量守恒定律,并指导学生分析理解“质量守恒规律”的根本原因,让学生体会科学知识探究的方法。通过学生参与“质量守恒定律”的整个实验探究过程,使学生从被动的听课者成为主动参与各项学习的探究者。并学会获取信息、加工信息的方法;同时培养学生善于合作、勤于思考的科学精神和品质。质量守恒定律是初中化学的重要定律,通过本节课的学习为学生学习化学方程式的书写提供理论依据,对整个初中化学的学习也起到至关重要的用。
二、教学目标
(一)知识与技能目标
1、知道质量守恒定律的含义
2、能用微粒观点说明质量守恒的本质原因
3、能用质量守恒定律解释常见的化学反应中质量关系
4、通过学生自己设计实验方案,动手实验,使学生能用实验定量研究化学问题。培养学生分析问题、解决问题、归纳、总结和实践能力。
(二)过程与方法目标
1、通过学生的猜想,并用自己设计的实验进行验证,使学生会进行初步的探究活动。
2、通过实验、汇报等,使学生初步学会运用观察、实验等方法获取信息,初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法加工信息。
3、通过讨论、交流,使学生能表达自己的观点,逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
(三)情感态度与价值观
1、通过实验探究,激发学生的好奇心,发展学生的学习兴趣。培养学生善于合作、勤于思考、勇于实践、乐于创新的科学精神。
2、树立学生“物质是永恒存在的”、“透过现象认识事物本质”的辩证唯物主义观点;体验科学发现真理的途径和方法。
三、重点,难点
1、重点:质量守恒定律的形成过程以及它的含义和应用
2、难点:学生制订实验方案和通过探究实验得出结论。
四、教学策略分析
本节课主要采用“实验探究”的教学模式,在整个探究过程中实现以观生趣、以趣激疑、以疑导思、以思求知、以知增能。按“提出问题—做出假设—设计方案—实验验证—得出结论—解释反思—交流应用”的程序来探究。整个设计不仅注重了科学知识的获取,更注重了学生参与获取知识的过程。在教学中以实验探究为主,多次采用讨论交流的方式,学生积极主动的参与教学过程,让课堂教学焕发生命活力。本节课主要是在教师的引导下充分发挥学生的主体作用,通过主动参与、自主合作、探究交流的学习方式使每位学生以“探索者”的身份融入到课堂中,体验化学的再发现过程,学习化学家发现真理的途径和方法,真正做到把时间和空间还给学生,学生成为课堂的主人。
五、设计思路
六、教学准备
1、用flash动画模拟化学变化中分子分成原子,原子重新组合成新分子的课件和质量守恒定律的发展简史的视频材料。
2、学生实验用品:白磷、铁钉、硫酸铜溶液、碳酸钠粉末、稀盐酸、镁、氢氧化钠溶液、酒精灯、锥形瓶、镊子、气球、烧杯、托盘天平、蜡烛等。
七、教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
一、创设情景 激趣导入大屏幕播放视频 破灭的“水变油”神话,为什么神话破灭了那?多媒体再现两组实验情景:铁丝燃烧的实验和铁与硫酸铜溶液反应的实验。让回忆所学过的化学反应以及判断化学反应的依据。 观看视频 回答上述情景是发生的什么变化? 课上争先恐后地展示自己的所知。 创设课堂情景,激发学生兴趣 调动学生参与学习的积极性。
二、提出问题鼓励同学们根据已有的化学知识和平时积累的生活经验,对刚才举出的化学反应中参加反应的各物质的总质量与反应生成的各物质的总质量之间有无变化呢?三、猜想与假设 回答三种可能:1、增大。2、减小。3、相等。 调动了学生大胆质疑并阐明自己观点,教师适时激励评价,激发了学生的信心和勇气。
四、制定方案从讨论的情况来看,有三种不同意见,那么哪一种是正确的呢?我们不妨用实验来验证。参考实验:方案一、白磷燃烧前后物质总质量的测定。方案二、铁钉跟硫酸铜溶液反应前后物质总质量的测定。方案三、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后物质质量的测定。 学生根据教师的指导,设计简单的化学实验方案并积极分工协作,共同顺利完成实验。 使学生将个人探究所得与他人的经验互相借鉴和补充,实验学习过程的合作、动手、思维创新,使学习成果不断地丰富和提升。
五、收集证据设问:你们这组在实验中是怎么做的?实验中得到了什么结论?组织与适时点拨,进一步归纳定律的内容,突出重点。板书:课题及质量守恒定律内容。多媒体展示:介绍质量守恒定律的发现史和拉瓦锡的生平及事迹,并介绍定量研究法的重要性。 课堂上,在教师的组织下,最后各组展示实验及结论,同时其他各组相互评议,取长补短。 培养学生总结、归纳的能力。同时培养了学生实事求是、一丝不苟的科学态度。 给学生渗透情感态度价值观的教育,让学生认识到定量研究法的重要性。
六、交流与讨论为什么参加化学反应的各物质的质量总和会等于反应后生成的各物质的质量总和呢?教师先演示“水电解”等有关“化学变化中分子被破坏,原子重新组合成其它物质的分子”的动画课件。教师适当点拨,突破难点。 学生观看动画、讨论、归纳小结。 通过师生问答等形式,使互动交流达到高潮,使问题得到逐步明晰和解决,使知识得到构建。在教师的指导下使学生感觉到知识的掌握不再是艰涩难懂的,而是充满乐趣的探索过程。
七、反思与评价质量守恒定律是否对所有的化学反应都适应呢?实验一 稀盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定(在烧杯中进行、敞口)。实验二 稀盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定(在密闭体系中进行)。实验三 镁带在空气中燃烧应前后质量的测定。实验四 蜡烛燃烧前后质量的测定。 学生继续分组进行实验,观察、讨论。 再次激发学生对定律的思索,以便使学生深入的体会知识,加深对质量守恒定律的理解
思考:发现了什么问题?谈谈你对发现的问题有哪些意见或建议。 观察、讨论:1、上面四个实验的结果与你实验前的预测相同吗?为什么?2、如果在燃着的镁带上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,会怎样?
课件展示:再以碳在氧气中燃烧生成二氧化碳的动画课件为例,从化学反应中分子、原子的变化情况说明:只要是化学反应必定符合质量守恒定律。 观看动画,讨论、归纳、小结。 发散思维,加深对质量守恒定律的理解和认识。
通过本节课的学习与探究,你收获了什么,还有哪些疑问?教师补充、点拨。 争先恐后地谈论收获,畅所欲言展示自我。 使学生树立了信心与勇气,使每位学生各有所得。
八、强调与深化在质量守恒定律中,有三个关键词“化学变化”、“参加与生成”、“质量总和”等易被学生忽视,教师要用着重号标明,并从宏观和微观角度来归纳定律中心“五个不变,两个一定改变,一个可能改变”。 听、记。 用简洁、流畅的语言表述,便于学生记忆和使用。
九、联系实际、学以致用投影:准备好了吗?开始检测了:1、根据质量守恒定律解释下列现象:①镁条在空气中燃烧后,生成物的质量比原来镁条的质量大。②纸在空气中燃烧后化为灰烬,灰烬的质量比纸的质量小。③高锰酸钾受热分解后,剩余固体的质量比原反应物的质量小。2、“点石成金”有科学道理吗? 抢答。 小组讨论②③现象后,互相交流各自的看法 培养学生引用所学知识解决实际问题的能力。 培养学生的合作探究的能力。
十、知识融汇,攀越高峰:3、物质发生化学反应前后,可能发生变化的是( )A、分子总数 B、原子总数C、原子种类 D、原子的质量4、在化学反应2xy2+y2=2z中z的化学式是 5、1g红磷在2g氧气中燃烧生成了3g五氧化二磷,这句话对吗?6、a克氯酸钾与b克二氧化锰混合加热,完全反应后剩余固体物质的质量为c克,则生成氧气的质量为 独立完成。 及时练习,巩固掌握所学知识,进一步培养理论联系实际的能力。
十一、体验成功,谈谈收获通过本节课的参与,你有哪些收获 你获得了哪些知识 认识上有什么提高 能力上有什么长进 学得快乐吗 把你的认识和体会与大家共享。 畅所欲言 让学生在与同伴、教师的交流中获取对化学的最深感受,体验到探究活动的乐趣和学习获得成功的喜悦。同时锻炼学生的语言表达能力。
十、布置作业1、课本P99的习题3 2、用所学知识解释“水变油”神话破灭的原因?
八、板书设计
课题 1 质量守恒定律
九、教学反思
“质量守恒定律”是化学中重要的基础知识,传统的教学往往是教师给定实验步骤,让学生按部就班地实验,最后得出结论。本节课的设计打破了传统的教学,让学生自己设计实验方案进行实验,由于学生们的参与,使得课堂气氛更加活跃,培养了学生的探究兴趣,在获得化学知识的同时,受到了科学方法的训练,体验了探究的乐趣,同时使学生认识到了定量研究的重要性,形成和发展了学生的科学素养。这节课还采用电脑动画模拟出在化学变化中,原来的分子被分成原子,原子再重新组合成分子或直接构成物质这一过程,使得学生看到整个过程中原子没有增加也没有减少,原子种类也没有改变,十分直观地引出质量守恒的原因是什么,从而提高了课堂效能,取得了良好的教学效果。
由于课堂的开放性较大,学生产生的生成性课堂资源较多,在教学中要充分利用了这些资源来展开教学。同时不可预见的东西也较多,所以在教学时,要注意把握住以下两点:
(1)控制好学生交流讨论的时间,既不能太长,也不能太短,应给学生合理的时间和空间进行科学探究。
(2)本节课的起点较高,难度较大,因此在分组时要根据学生的实际情况进行合理的搭配,从而避免基础较弱的学生不参与到课堂中来,学习效率低下。
【趣味化学故事】
动物王国里的化学战
放屁虫是善跑的昆虫,也是制造和使用化学武器的能手。在他的腹内有两个臀腺,臀腺里的分泌细胞能分泌出氢琨和过氧化氢,平时贮藏在贮液囊里。当他受到攻击时,能立即让上述化学物质进入体内“燃烧室”,在酶的作用下进行化学反应,生成滚烫的腐蚀液,依靠其腹部尖端可转动的“炮塔”,把腐蚀液准确喷到追击者身上,而且在追击的同时发出令人吃惊的咔塔咔塔声,使追击者不知所措慌忙逃走。
黄鼠狼体内贮有奇臭难闻的丁硫醇,当它遇到敌害袭击时,就放出含丁硫醇的屁,敌害招架不住,它便趁机逃跑。而猫把脸上和臀部体腺散发的气味弄在人的腿上,因此它远远就能辩明主人在那里。黑尾鹿遇敌时常释放香味迷惑对手。燕尾凤蝶还能利用化学武器实施集体防御。它有一对鲜红色或桔色触角(称为丫腺),位于紧挨头部的后面。在正常情况下,触角隐藏在囊里,受攻击时会突然伸出,喷出一股极臭的脂肪酸分泌液。一群燕尾凤蝶在一起飞舞时,只要外围有一只受到骚扰,这个群落就会同时喷射,在四周形成一圈化学“烟雾”,有较地抗击来犯者。
白蚁虽然不大,可是它却有多种化学防卫手段。其中有一种叫注射法,即在咬伤对手的同时,向其伤口注入毒素或抗凝油,使之中毒或流血不止而死亡。大白蚁或军白蚁用的就是这种方法。第二种是刷毒法,利用其上唇演变而成的“油漆刷子”,将油状毒液刷在对手身上,使之无法脱身中毒死亡。第三种则是喷胶法,这种胶与松树脂相似,内含粘结剂、刺激剂和毒液,对手粘上此胶后动弹不得,只好束手待毙。
有些动物的喷液竟然含有浓度高达20%的甲酸。有一种蟑螂,能喷射催泪性毒气。而有一些蛾、甲虫、千足虫,具有制造剧毒物质氰化氢的本领,还有一些昆虫会喷射酮、酚之类刺激性物质,进行自卫。
质量守恒定律的问题线索设计
质量守恒定律处于一个十分重要的地位——承上启下。所以学习这一节内容之前,先复习一下旧知识,这对学生学习有很大的帮助。于是这节课从复习旧知识开始,我提出问题:“化学变化的本质特征是什么?”很快我又提出了第二个问题:“我们已经学习了哪些化学反应?”我紧追:“现在请两位同学到黑板前,写两个化学反应的表达式:①实验室用Zn和稀硫酸来制取H2;②H2还原CuO。”
我趁学生思维还比较活跃,抓紧时机提出了下面的问题:“用分子、原子的观点来解释化学反应的实质。”这时课室里又静得出奇,这也是有点出乎我意料,为了打破这个僵局,我给他们提示:“大家还记得HgO加热分解的微观过程吗?”果然奏效,有好一部分同学经过这一提示就把答案给冒了出来。我继续引导他们:“这是从质的方面来分析研究化学反应,那么从量的方面分析又如何呢?化学反应前后物质的总质量是否发生变化呢?”又有几个同学齐回答:“不变化。”我立即回应他们:“很好,说明这部分同学课前有预习,但是化学学科是以实验为基础的学科,所以我们用事实来说话,不能凭口说就行,下面大家先观察实验。”
一说到做实验,还没开始,坐在后面的同学迫不待及地站了起来观察实验了。这是一个很好的现象,学生对化学实验的兴趣很大,可以充分利用它来调动学生的学习积极性。但我一点也不敢松懈,那就是要成功的完成实验和如何使学生在这愉快的学习气氛中能真正掌握到知识。于是实验开始前我就向学生提出了以下思考问题:
(1) 白磷燃烧的现象如何?
(2) 反应前后物质的质量有没有变化?
实验完毕,我把结论留给了学生回答,我总有一个习惯,就是不惯于把结论强塞给学生,而是由学生自己来总结,这样学生对知识的印象会深刻很多。
实验结束,我抓紧时机:“这是巧合,还是普遍存在的规律?”
“巧合”有一位同学冒出这样一句来。
我心里想:再做一个实验,看你又怎样。接下来我又做了一个验证质量守恒定律的实验:硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应前后质量的关系实验。实验的效果很好。我用事实说了话,这比我自己来说效果不知要好多少倍,心里也踏实了许多。我好不放心,于是加了一句:“如果有同学还想做实验来验证质量守恒定律,课后可以到实验室进行有关的实验。”
归纳出质量守恒定律后,我问:“镁在空气中燃烧,生成了氧化镁,质量增加了,这是否违背了质量守恒定律?”这是我精心设计的一个问题,我提问了一个平时成绩一般的同学,他站起来吱吱唔唔了几下,这时,我心里比他还紧张,因为他的答案将决定我接下来教学程序。果然他中了我设下的“陷阱”,回答说:“是,这违背了质量守恒定律。”
这时我装出一副不懂的样子来,于是附和刚才回答的同学说:“我也这样认为。”
“不对,这并没有违反质量守恒定律,镁的质量要加上反应中消耗的氧气的质量才等于生成的氧化镁的质量。”好几位同学批驳了那位同学,也批驳了我,我需要的就是这样的效果,这证明他们肯于思考,不迷信老师的说法。我表扬了他。
由于有了前面的复习作铺垫,于是我开门见山地说:“为什么化学反应前后各物质的质量相等,即反应前后质量守恒的原因是什么?”我不急于要答案,于是要求同学们先讨论一下,整个课室再次沸腾起来,我喜欢这样,动静分明。讨论的结果令我很满意,为了加深理解,我用活动挂图演示了一遍电解水的微观过程。
质量守恒定律 教学设计
一、教材分析: 在本节之前,学生已经学习了一些化学知识,知道了物质经过化学反应可以生成新的物质,但是并没有涉及到反应物与生成物质量之间的问题,而本节开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡,引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律,为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。以往一些学生不能正确书写化学方程式或进行有关计算,就是因为没有正确理解质量守恒定律,所以本节内容是第五单元的基础,也将对全部初中化学乃至今后的化学学习起到至关重要的作用。
二、学情分析: 通过前面的学习,学生对物质的微观构成有了较深的认识,初步建立了微粒观;对化学反应已经有了初步认识,知道化学反应中的反应物和生成物,理解了化学反应的实质,已经知道化学反应过程中原子是不发生变化的,但是没有把它与物质的质量守恒联系起来。因此激活学生头脑中已有的原子在化学反应过程中不变的知识,引导学生做出化学反应前后质量关系的推测是本节课的教学的关键点。
三、学习目标:
1.通过实验探究,初步认识质量守恒定律的内容和涵义。培养学生的实验操作能力、观察能力。初步了解自然科学研究的基本方法
2.通过对化学反应的微观分析,初步了解质量守恒定律的实质。培养学生全面分析、逻辑推理和综合归纳能力
3.正确利用质量守恒定律分析解决问题,认识定量研究对科学发展的重要意义。
4.培养实事求是的学习态度与他人合作交流的意识,体验科学发现真理的途径和方法
四、学习重点、难点
从微观角度来理解质重量守恒定律,并运用质量守恒定律分析解决问题。
五.教法设计:
复习引入→微观分析→提出问题→启发引导→创设情景→分析指导
六.学法设计:
复习旧知→提出问题→交流讨论→分工合作→实验探究→逻辑推理→总结归纳
七、学习用具:
演示天平、锥形瓶、胶塞、玻璃棒、烧杯、试管、镊子、滤纸小刀、酒精灯、火柴、升降台、白磷、CuSO4溶液、NaOH溶液、石灰石、稀盐酸、气球等
八、教学过程
教师活动 学生活动 活动设计意图
一、知识回顾:【问题】1.化学反应过程的微观实质是什么?2、在化学变化中原子的种类、原子数目、原子的质量是否改变? 思考回答 明确:在化学变化中原子的种类、原子数目、原子的质量不变。 检查学生对学过知的掌握情况,为后面的学习做好准备
二、科学实验探究(一)提出问题,做出推断【问题】1、你认为化学反应前后物质的总质量是否改变?为什么? 思考由微观原子的表现推测宏观物质的质量,把微观与宏观联系起来。 引导学生微观与宏观相联系。把看不到、摸不着的微观世界通过宏观现象体现出来。便于突破难点。
(二)设计实验设计实验证明化学反应前后物质的质量是否改变1.设计实验方案时,有哪些问题必须思考呢? 2.交流讨论,设计方案:(1)提供的化学反应有:①氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应②白磷在空气中燃烧 (2)设计方案时要注意思考:①称量反应前后物质的总质量时,如何操作比较简单? ②有气体参加或生成的反应应在什么装置中进行? ③白磷的着火点是40℃,比较低,你用什么方法点燃? (3)引导学生分析方案的可行性,确定最佳实验方案。 分组交流、讨论,得出实验方案的设计思路:1.确定一个容易发生的化学反应为研究对象2.怎样确定反应前后物质的质量(要求测得的是反应前后物质的总质量) 3.选择仪器、药品及具体的操作过程 了解两个化学反应的文字表达式,了解反应物的状态、反应的条件、反应现象 小组选择化学反应,交流讨论,制定实验方案 各小组汇报实验方案,相互补充,完善方案,明确步骤。 引导学生明确从哪些方面考虑实验方案的设计,为学生下一步能够设计正确的实验方案奠定基础
由于学生目前掌握的化学反应有限,并且在在现有条件下不适于研究。因此给学生提供了两个化学反应,有利于学生设计实验方案。 引起学生思考,有利于学生顺利设计实验方案 学生大胆参与,各抒己见,提高学生设计、评价方案的能力,为实验的可行性打好基础。
(三)实验探究:学生进行实验探究,教师巡回指导。友情提示:1.白磷不宜在空气中放置时间过长。2.白磷保存在水中,使用前应用滤纸把水分吸掉3.白磷燃烧时,锥形瓶底部应预先装一部分沙子。 学生以小组为单位进行实验,明确分工,相互合作,共同完成实验探究。 激发学生学习兴趣,提高动手实验操作能力,观察能力,培养学生与他人合作交流的意识。为保证实验的安全性,给学生出示操作时应注意的问题。
(四)反思评价【问题】你在实验中有哪些成功的经验?失败的原因是什么?对实验你有什么改进? 各小组之间对实验过程进行自我评价和相互评价,找出误差的原因并寻找更好的改进方法。 培养学生实事求是的学习态度和创新精神。
三、应用拓展:小明同学在探究质量守恒定律时,选择了“石灰石与稀盐酸反应”作为研究对象,操作如下:把适量稀盐酸倒入烧杯中,取适量石灰石,称量他们的总质量。将石灰石放入烧杯中,反应停止后再次称量,发现质量减少了。小明认为这个反应不符合质量守恒定律。你认为他的看法对吗?试谈谈你的观点。你能帮他改进实验吗? 小组交流讨论,发表自己的观点,各抒己见,相互补充。使问题讨论由浅入深,解决问题,提升能力。 挑起学生原有知识与新知识间的激烈冲突,使学生的认识产生矛盾激化,从而营造出讨论问题的情景,促进学生主动学习和自由发展。
介绍质量守恒定律的发现史 了解质量守恒定律的发现过程,学习科学家发现真理的途径和方法。 使学生认识定量研究对科学发展的重要意义,体验科学发现真理的途径和方法。
四、知识小结:总结本节学习的知识内容 交 流 通过归纳总结,有使利于学生的知识建构
通过本节学习你有哪些收获与感悟? 交 流 体验知识、技能、情感、方法等方面的收获
九、教学反思
1、本节课一开始就从微观入手,根据学生已有的知识去推测化学变化前后物质的质量关系,不但充分体现了微观与宏观相联系这一化学学科的特征思维方式,而且与后面的理论解释相互呼应,使教学难点比较容易突破。
2、如果教材中的三个实验全部同时让学生讨论设计实验方案、评价、进行探究,课堂时间比较紧张,不够充分,效果不够好。因此把第三个实验的探究放在了应用拓展中,让学生集中充分讨论,提出的方案,由学生演示完成,全体同学精力集中,对实验方案不断补充完善,效果很好。
3、与过去的教学不同,在这节课中老师大胆地放手,让学生自己进行实验探究,充分发挥学生的主动性,学生发挥自己的智慧,从中体验成功的喜悦和经验,总结失败的原因,不断改进,实验探究为学生的学习活动开辟了广阔空间,为教学注入了新的活力。
4、讨论式学习可以使一些模糊的概念和观点,逐渐变得清晰。因为新问题往往产生于对立的意见、态度或标准的取舍,发现与定义不吻合,便会产生争论,问题就在学生的争论中诞生,所以讨论正是以问题为中心的教学。教师有目的、有计划的挑起学生原有知识与新知识间的激烈冲突,使学生意识中的矛盾激化,从而营造出讨论问题的情景。这种以矛盾冲突为基础的问题情景的产生,是教学过程中学生主动学习和自由发展的动力。当学生都想讲话,都有话可讲,在每个学生神采飞扬、兴趣盎然时,教师才能真正获得一种良好的教学效果。
遵循学生认知规律,探究质量守恒奥秘
新课程的理念要求在教学中让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在做科学的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力,提高他们的科学素养。在教学中我也一直在探索如何调动学生学习的积极性和主动性,如何使学生由被动学习转变为主动发展。
质量守恒定律是初中化学的重要定律之一,作为学生守恒观的建立,将关系到他们的后续学习,所以,质量守恒定律在整个初中阶段起着至关重要的作用,为了使学生真正理解掌握质量守恒定律的内容,把握质量守恒的实质,我努力做到遵循学生的认知规律,用2课时的时间引导学生进行实验探究、内容的学习,教学过程如下,希望能得到各位专家、同仁的指导。
第一课时:
课前:
1.提前一周布置学生根据课本106页实验探究内容设计探究实验方案,(包括选择的化学反应、实验用品、实验步骤、实验结论、实验反思),每组至少选择3个实验进行探究“化学反应前后物质的总质量有无变化”,化学反应不局限于课本中所提供的。
2.有兴趣的同学设计好探究方案,利用课余时间到实验室进行实验探究,可以根据教师提供的材料或自己选择合适的材料进行探究,并在探究过程中不断改进、优化实验方案。教师、同学用备好的相机拍摄、记录实验探究的现象和过程。
(设计意图:培养学生的实验设计能力,激发学生的学习兴趣。)课堂:
1.各组同学根据本组的实验探究方案,利用实验室中的有关器材进行实验探究。教师、同学用备好的相机拍摄、记录实验探究的现象和过程,相关材料以备课堂展示用。
2.课前已进行探究的同学可以作为其他小组实验探究的指导教师或选择其它有关实验进行探究。
为了能够让学生按照自己设计的方案进行实验探究,教师要提前了解学生对探究实验的选择情况,做到心中有数并备好相应的实验器材。
3.学生在实验的基础上思考老师提出的问题:
(1)在稀盐酸与大理石中,反应前、后称量的分别是哪些物质的质量?哪些物质的质量在反应前后没有改变?反应物的质量是否包括没有参加反应的碳酸钙的质量?
(2)在白磷与氧气反应中,反应前、后称量的分别是哪些物质的质量?哪些量在反应前后物质的质量没有改变?反应物的质量是否包括没有参加反应的白磷的质量?
(3)在硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的中,反应前、后称量的分别是哪些物质的质量?哪些物质的质量在反应前后没有改变?反应物的质量是否包括没有参加反应的硫酸铜或氢氧化钠的质量?
……
(4)以上反应之后没有反应的物质的质量能否算做反应物的质量?你对质量守恒定律有哪些新的认识与理解?
(设计意图:培养学生实验探究能力、反思能力和合作意识,使学生在实验的基础上通过对问题的思考,加深对质量守恒定律的认识与理解,准确把握质量守恒定律中“参加”二字的含义。)
课后:
结合教师课堂提出的问题,要求学生以小组为单位,每人从所作实验中至少选择一个实验从本组探究实验中选择一个制成幻灯片,准备下节展示,展示内容包括:探究实验内容、实验用品、实验步骤、结论、对结论的分析过程及对实验的反思。
(设计意图:培养学生实验反思的能力,使学生从关注实验的现象到关注实验的实质,认识由浅入深,由表及里,遵循学生的认知规律。)
第二课时:
1.学生展示。
2.教师提出如下问题,引导学生思考:
(1)判断:10g冰加热熔化后得到10g水,这一变化遵循质量守恒定律 。
(2) 根据你对质量守恒定律的理解判断:12g碳与32g氧气完全反应生成44g二氧化碳,14g碳与32g氧气能否生成46g二氧化碳?为什么?
(3)英国化学家波义耳将金属汞放在敞口容器里煅烧,煅烧称量所得固体质量,发现固体质量增加了。
(4)你认为质量守恒定律的守恒中是否也包括物质的其它物理量(体积、状态)的守恒?
(设计意图:在学生初步认识质量守恒定律中的关键词“参加”的基础上,进一步明确质量守恒定律的以下几个方面的内容:
(1)“化学反应”是前提。质量守恒定律的适用范围是化学变化,不适用于物理变化,任何化学变化都遵循质量守恒定律。
(2)“参加反应”是基础。概念中明确指出是“参加化学反应”的各物质的质量总和,不参加反应的物质质量不能计算在内。并且使学生对参加化学反应的认识从上节课的定性认识到本节课的定量认识。
(3)“质量总和”是核心。无论是参加反应的物质,还是反应后生成的物质,计算时不能漏掉任何一种物质的质量。
(4)“质量守恒”是目的。定律只适用于“质量”守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
教师还可并且借助以上问3让学生了解质量守恒定律的发现史,对学生进行情感、态度、价值观的教育)
3.播放视频:碳在氧气中燃烧和碳原子与氧分子发生反应的微观过程。
教师提出问题:你能否结合课本活动天地内容,用微粒的观点解释为什么化学反应前后物质的质量总和没有改变?
学生在独立思考的基础上,进行组内交流讨论,再进行班内展示。
(设计意图:引导学生对质量守恒定律的学习从宏观到微观,学会从微粒的角度来认识、理解化学反应的实质。)
4.教师提出问题:
(1)从碳与氧气反应的宏观、微观过程中,你能否从宏观、微观两个方面来分析一下在化学反应前后种类、质量的变化情况?
(2). 点燃 点燃
2H2+O2 = 2 H2O H2+Cl2 = 2HCl
从以上两个化学方程式中可以判断,化学反应前后分子的数目是否一定改变?
(设计意图:从碳与氧气的反应引导学生归纳总结化学反应前后的六个一定不变、两个一定改变和一个可能改变的涵义,使学生进一步理解质量守恒定律的实质,能从宏观、微观两方面理解所学的物质之间的反应.)
5.课堂练习检测。
课后反思:
1.要尽可能给学生通过动手的机会。
原来我上质量守恒定律一节的内容时,都是当堂教师演示或学生分组实验,由于时间的关系,没有给学生充分实验、讨论、反思的时间和机会,针对这一点,我大胆尝试,把设计实验方案的任务提前一周安排,课堂上给学生充分的时间去做实验、讨论、思考,让学生对质量守恒定律先有更多的感性认识,在此基础上再引导学生通过思考、讨论深化对质量守恒定律内容的认识和理解,再通过视频、问题的引导和启发使学生理解质量守恒定律的本质,从而达到真正理解质量守恒定律的目的,从学生的掌握情况来看,效果较好。
2.要充分信任学生,学生的表现中有你意想不到的精彩。
在我对学生提出实验探究的要求后,有的学生就积极主动的来到实验室进行实验探究,田宇是第一个和我一起走进实验室的学生,当他拿着自己设计的硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的实验方案来到实验室时,他原先设计了如下的实验方案:
预想实验方案:
1.向一个烧杯中加入氢氧化钠溶液,称其质量为m1。
2.向另一烧杯中加入硫酸铜溶液,称其质量为m2。
3.计算m1+m2=m3
4.将氢氧化钠溶液倒入硫酸铜溶液中,称其质量为m4。
5.称空烧杯质量m5。
6.计算m4+m5=m6。
7.比较m3与m6。
在他实验完毕后,我问他还有没有更简单的方案,最后在他的思考下把实验步骤由七步简化为四步完成。
在学生探究的过程中我也和他们共同感受了实验探究的快乐,我在感受着学生的成长,我在为学生思维的发展而感到十分兴奋,这种兴奋的感觉只有亲身经历过的人才会有体验。这也让我更加坚定给学生提供动手的机会,我将与我的孩子们在实验探究的过程中共同成长,体验快乐与成功!
质量守恒定律教学设计
关键词:教学设计;质量守恒定律;探究教学
一、教材分析
前面的教材已经讲过了元素、原子、离子、化学式和化合价,并且学过了很多的用文字表达的化学反应,学生对化学用语已经有了一定的了解,为进一步学习化学方程式埋下了伏笔,质量守恒定律的教学能够让学生从原理上理解化学方程式,为以后化学方程式的学习以及有关化学方程式的简单计算打下理论基础。
二、教学理念和教学方式
【教学理念】:将科学探究作为教学的突破口,将 “以知识为本”的传统教学转移到以“学生的发展为本”,体现知识技能、过程方法、情感态度与价值观三维课程目标融为一体的化学教学价值观。在整个过程中,教师作为教学的组织者,提供一个探究方向;作为教学的促进者,为学力较低同学提供必要的帮助;作为教学的合作者,参与到学生的讨论中和动手实践中。
【教学方式】:采用小组为单位的合作学习制。 采取“科学探究”的教学方式, 具体采用“问题情景导入——讨论猜想,提出假设——设计验证方案——实验验证——得出结论(质量守恒定律的含义)——多媒体课件微观演示,从微观解释质量守恒定律——拓展反思、迁移应用”的课堂思路。使每一个学生都是“动脑—动手—动脑”地学习知识,并且在这之间采用口头交流的方式锻炼学生的语言表达能力,以及评价同学、评价探究方案的能力。
三、教学目标
1、知识目标
理解质量守恒定律的涵义及从微观角度对其进行解释。
2、能力目标
培养学生定量研究化学的能力,培养学生的分析推理能力。
3.情感态度、价值观:
(1)通过科学实验研究的方法增强学生强烈的好奇心和探究欲,培养学生严谨求实的科学态度。
(2)在小组合作探究的过程中,学习与他人合作共同学习。
四、教学重点、难点
教学重点:质量守恒定律的涵义及其运用;
教学难点: 质量守恒定律的微观解释,定律的迁移应用。
五、教学方法: 激励情趣、实验探究、逻辑推理
【教学流程图】
六、教学媒体和教学技术选用
1、多媒体课件;
2、仪器:托盘天平、锥形瓶、烧瓶、镊子、坩埚钳、酒精灯、石棉网
3、药品: 白磷、铁钉、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、盐酸、碳酸钠、镁条、蜡烛。
七、教学过程
过程 教师活动 学生活动 设计意图
情景引入 【激励】老师给大家来讲一个故事,故事发生在1756年的某一天,俄国化学家罗蒙诺索夫[展示图片]在实验室里做实验,他把锡放在密闭的容器中煅烧,看见生成了白色的物质,他突然想起来,我干吗不来称一下容器和容器里物质的质量呢 这不称不要紧,一称不得了,一个伟大的定律诞生了。他发现在煅烧前后总质量并没有发生变化,经过反复的实验,都得到同样的结果,于是,他认为在化学反应中物质的总质量是守恒的。可惜的是,这一发现当时并没有引起科学家的重视,直到1777年,法国的化学家拉瓦锡[展示图片]做了同样的实验,也得到了同样的结论,这一定律才获得了公认。 认真倾听 引用化学史资料创设学习情景。
分析资料 【分析】“真金不怕火炼”,真理经得起实践的考验。老师就上面的资料提出两个问题:他们的研究工具是什么?他们的研究对象是什么? 学生思考,同组议论。学生进行表达,得出结论。研究工具是天平;研究对象是化学反应前的质量和化学反应后的质量。(有些难度,教师加以引导) 培养学生合作学习,以及进行语言表达的能力。
提出问题 【师】今天我们要沿着科学家的足迹,对化学反应的质量关系进行研究;我们要亲自验证质量守恒定律。请同学们提出今天的研究问题。【ppt投影】“在密闭环境中进行实验,化学反应前、化学反应后各物质质量总的关系呢” 探究课题:化学反应前的质量和化学反应后的质量关系。课题研究的条件:教师给以提示和界定,“在密闭的容器中” 培养学生敢于提出问题的能力。提出问题需要“想象与创造”
提出假设 【ppt投影】“在密闭环境中进行实验,化学反应前、化学反应后各物质质量关系” 回答:1、反应前各物质质量总和等于反应后各物质质量总和。2、反应前各物质质量总和大于反应后各物质质量总和。3、反应前各物质质量总和小于反应后各物质质量总和。 培养学生发散思维品质,使学生能从众多问题中筛选出有探究价值的问题。
制定实验方案 【师】凡事预则立,不预则废,因此,在实验前我们应制定计划,设计出实验方案。今天我们的研究工具主要是托盘天平,请同学们想一下托盘天平的使用方法,然后制定本次实验方案。 学生分组讨论,相互补充得出:主要实验步骤:1、调节平衡螺母,使天平平衡;2、称量反应前各物质质量总和;3、使反应发生;4、称量反应后各物质质量总和;5、比较反应前后各物质质量总和的关系。实验记录表方程式反应前质量反应后质量反应现象 制定实验计划,注意托盘天平的使用。
分组实验探究 【师】“凡事百闻不如一见,百见不如实验”把全班同学课前分成9个小组,其中每3个小组为一个大组,一个大组分别完成一个探究实验;本节课教师提供三个探究实验。分别是:【板书】白磷燃烧;铁钉放入硫酸铜溶液中;硫酸铜加氢氧化钠 实验探究,记录实验现象,完成表格填空。方程式反应前质量反应后质量反应现象(学生分三个大组,九个小组,分别做三个实验) 培养动手能力、观察能力,严谨的治学态度。
表达交流 教师让学生按照三个表格完成三个实验的表达交流。教师引导,最终用归纳总结的方法得出结论。左:硫酸铜与铁钉; 右:硫酸铜与氢氧化钠 一组:方程式4P+5O2===2P2O5反应前质量103.2g反应后质量103.2g反应现象白磷燃烧,产生浓重的白烟,气球开始膨胀,随温度降低,气球恢复原状二组:方程式CuSO4+Fe=Cu+FeSO4反应前质量80.7g反应后质量80.7g反应现象溶液由蓝色变为浅绿色,铁钉上有红色物质生成三组:方程式CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4 反应前质量99g反应后质量99g反应现象有蓝色絮状沉淀生成
得出结论 【板书】质量守恒定律的含义:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。针对于化学反应 笔记,理解含义
多媒体解释 展示精心准备的多媒体(Flash)课件,从微观角度演示化学反应的过程——化学反应中,分子破裂,原子重新组合。以水分子的形成和通电分解为例。形象比喻:班内同学调换座位,班级组成没有变化,形象比喻化学反应的质量守恒定律。 理解:化学反应变化的实质是原子重新组合。原子种类、原子数目没有变化,所以化学反应前后质量不变化。通过比喻深刻理解。 理解原子时化学反应的最小微粒,建立化学反应的微粒观。
拓展反思一 教师在做演示实验:Na2CO3和HCl 反应。首先让学生进行猜测,并记录。方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 反应前质量90g反应后质量86.7g反应现象剧烈反应,有大量气泡生成要求同学对反应现象做出解释。 同学深入思考,合理表达;对质量守恒定律的理解更深入。同学们的猜测和实验事实有反差。 质量守恒定律的外延从封闭体系到开放体系。
拓展反思二 镁带的燃烧实验。首先让学生用质量守恒定律进行猜测,并记录。方程式Mg+O2=2MgO反应前质量40g(有石棉网)反应后质量38.9g反应现象剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成大量烟雾 针对两次拓展反思实验的二次反差深刻反思,并用科学探究的方法,从注重实验事实出发给与解释。 提高学生的科学探究能力,注重严谨的科学态度。
课后总结 【师】同学们我们今天讲了什么?你们有什么收获?要求学生从知识内容(定律)和学习方法(探究过程)两方面进行总结。 深思、冥想,回顾所讲所练,并进行语言表达。 锻炼学生的概括能力和语言表达能力
板书设计:
质量守恒定律
原子的种类不变
化学反应前后 原子的数目不变
原子的质量不变
七、课后反思
本节课的学习从“过程和方法”上使学生经历了一个完整的科学探究过程,从始至终学生充满了浓厚的学习兴趣,学生主动参与教学活动,积极思维;通过合作学习,学生付出了较多的努力,最终探究出“知识成果”——质量守恒定律,又让学生感受到了探究成功的喜悦。使学生从被动的听课者,变成为主动参与各项学习活动的探究者,培养了学生实验研究的学习方法,增强了学生自然科学的学习能力,提高了学生的科学素养。
不足之处:学生的实验设计不能随心所欲,而只能限于教师准备的药品范围之中,受课本限制较大,若再增加一些实验研究内容就好了,那样能够提供更多的实验依据。另外有些实验如Fe与CuSO4的反应现象(CuSO4溶液的颜色变化)不是特别明显,较费时间。
从微观到宏观,逆向设计质量守恒定律
设计思路:人教版《质量守恒定律》位于初中化学第五单元第一节,具有举足轻重的作用。相信每一位老师都知道其重要性,不同的老师有不同突破方法,我在实际教学中尝试了很多方法,最近我采取了从微观到宏观的方式,自我感觉效果不错。在这里提出来供专家和同行们批评指正。
首先,我把人教版第五单元进行整合,第一课时,纯粹的质量守恒定律;第二课时,化学方程式的定义、书写、配平、含义、读法等;第三课时,根据化学方程式的计算。
第一课时,《质量守恒定律》教学设计
【复习】问题1.分子、原子的定义
2.化学变化的微观解释
【动画展示】电解水实验的微观解释:
【提出问题】化学变化中氢氧原子是否发生了变化?怎样知道是否发生了化学变化?猜想:反应前后,氢原子和氧原子质量是否发生了变化?是不是化学变化中普遍具有这样的规律?
如何利用实验来宏观验证自己的猜想?
【探究实验】学生自然通过课本探究实验,加以验证。(细节不再叙述)最后得出了质量守恒定律。
【问题提出】为什么一切化学变化都遵守质量守恒定律?
【动画演示】再一次动画演示电解水实验的微观解释,让学生得出
【结论】化学变化前后,原子种类不变,原子数目没有增减,原子质量也没有改变;推广到“微观三个不变”,“宏观两个不变”,“微观一个一定变”,“宏观一个一定变”,“微观一个可能改变”。
到这里我觉得新授内容基本完成了。
【应用】再通过两个演示实验,让学生解释为什么镁带在空气燃烧实验前后质量增加?为什么盐酸与碳酸钠反应前后质量减少?
最后是针对性练习,反复分析实例,以巩固质量守恒定律内容和微观解释。
【教学反思】1.做白磷燃烧实验,有同学提出了白磷太少,托盘天平感量0.1g,根本无力说明质量是否改变。我觉得很有道理,鼓励了该学生。我也没有想到更好的替代实验,请专家帮助解决。
2.做镁带在空气中燃烧实验,一方面镁带与氧气反应,质量增加;另一方面,燃烧产生大量白烟,造成质量减少;实际结果是总质量减少,在镁带燃烧实验现象中课本没有产生白烟的现象,我觉得此实验在这里有点画蛇添足,同行专家们是否认同?
质量守恒定律的教学思路
一、准备行囊
同学们看这个图像,观察一下蜡烛燃烧现象,你们准备从什么角度来研究化学反应的物质质量关系?在该反应中,什么物质的质量发生了变化?什么物质的质量没有变化?
二、预备出发
根据你的思考,如果在密闭环境中进行实验,反应前后各物质质量总和会有什么关系呢?哪位同学能首先做出猜想?”“这就是我们本节课需要探究的问题”
三、踏上旅程
大家的猜想是否正确,我们需要用实验加以检验,凡事都需要用事实来说话。因此,我们要通过实验进行探究,而在实验前我们应制定计划,设计出实验方案,同学们认为要知道反应前后各物质质量总和与反应后各物质质量总和的关系,如何设计实验,我们大致需要哪些主要实验步骤呢?
四、观光风景
结合给你们提供的具体实验用品,每个小组的同学研究确定其中的1个化学反应作为研究对象。各小组分别思考并讨论一下,如何做才能保证实验更准确快捷地完成?
五、思维驿站
同学们互相交流一下,看看所获得的结论是否相同,互相讨论分析哪种结论是正确的?在实验过程中导致实验结论偏差较大或错误的原因可能有哪些?
通过同学们的研究,我们可以总结出,质量守恒定律的内容:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后各物质的质量总和。
同学们还要思考一个为题,你能否根据微观粒子在化学反应过程中表现出来的性质来解释这一事实呢?
六整理行囊
现在生活中经常出现一些伪科学,比如黄土变成金、水变石油等现象。同学们能否利用你所学的知识,来帮助人们披露这一。不正确的言论
《质量守恒定律》问题线索
一、教材分析
在本节之前,学生已经学习了一些化学知识,知道了物质经过化学反应可以生成新的物质,但是并没有涉及到反应物与生成物质量之间的问题,而本节开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡,引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律,为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。以往一些学生不能正确书写化学方程式或进行有关计算,就是因为没有正确理解质量守恒定律,所以本节内容是第五单元的基础,也将对全部初中化学乃至今后的化学学习起到至关重要的作用。
二、学情分析
通过前面的学习,学生对物质的微观构成有了较深的认识,初步建立了微粒观;对化学反应已经有了初步认识,知道化学反应中的反应物和生成物,理解了化学反应的实质,已经知道化学反应过程中原子是不发生变化的,但是没有把它与物质的质量守恒联系起来。因此激活学生头脑中已有的原子在化学反应过程中不变的知识,引导学生做出化学反应前后质量关系的推测是本节课的教学的关键点。
三、学习目标
1.通过实验探究,初步认识质量守恒定律的内容和涵义。培养学生的实验操作能力、观察能力。初步了解自然科学研究的基本方法
2.通过对化学反应的微观分析,初步了解质量守恒定律的实质。培养学生全面分析、逻辑推理和综合归纳能力
3.正确利用质量守恒定律分析解决问题,认识定量研究对科学发展的重要意义。
4.培养实事求是的学习态度与他人合作交流的意识,体验科学发现真理的途径和方法
四、学习重点、难点
从微观角度来理解质重量守恒定律,并运用质量守恒定律分析解决问题。
五.教法设计:
复习引入→微观分析→提出问题→启发引导→创设情景→分析指导
六.学法设计:
复习旧知→提出问题→交流讨论→分工合作→实验验证→逻辑推理→总结归纳
本节的问题线索如下:
一、提出问题:
化学变化前后物质的质量如何变化呢?
1.从分子原子角度看化学反应的实质是什么?
2.在化学变化中原子的种类、原子数目、原子的质量是否改变?
3.试猜想在化学反应前后,物质的总质量会发生怎样的变化?
二、实验验证
(一)设计实验设计实验测定化学反应前后物质的质量是否改变
提供的化学反应有:
1.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应
2.白磷在空气中燃烧
做这个实验应注意什么?
你有哪些方法引燃白磷?
设计方案时要注意思考:
(1)你选择的是哪个化学反应?
(2)怎样测定化学反应前后质量变化?
(3)引导学生分析方案的可行性,确定最佳实验方案。
(二)进行实验:
学生进行实验探究,教师巡回指导
三、获得结论
【板书】
质量守恒定律
反思评价
【问题】你在实验中有哪些成功的经验?失败的原因是什么?对实验你有什么改进?
交流共享:
怎样从微观角度解释质量守恒定律?
四、拓展应用:
解释下列现象
1.石灰石与盐酸反应,天平为什么不平衡了?
2.某同学将4.8克镁放在氧气中燃烧,结果得到8克氧化镁,他认为这不符合质量守恒定律
3.为了探索物质在化学变化前后的质量关系,1673年,英国化学家波义耳做了这样一个实验:他将金属汞放在密闭容器里煅烧,煅烧后立即打开容器盖进行称量,得出的结论是固体物质质量增加了。
(1)你认为此反应是否遵循质量守恒定律?
(2)是什么原因导致波义耳未能发现质量守恒定律?
《质量守恒定律》一节的问题线索
由于在学习本节内容之前,学生已积累了一些元素化合物的知识,对化学变化中物质发生质的变化有了一定认识,而《质量守恒定律》是化学学习中学生遇到的第一个基本定律。它的得出就是科学家前赴后继追求真理的一部探究史,因此将它浓缩到一节课中,就不仅要解决学生理解质量守恒定律和认识其微观本质过程的问题,更要使学生在学习中运用科学探究的一般方法,体验科学家揭示自然规律的艰辛和快乐,并初步意识到“守恒”是自然界的一个普遍法则。鉴于此我设计了以下问题线索。
首先利用大屏幕展示一幅木炭燃烧的情景。
提出第一组问题:在该反应中反应物是什么?生成物是什么?
猜想反应物和生成物的质量总和可能有怎样的关系?
此时向学生渗透“对一些科学猜想都要进行实验验证”的意识,并引导学生进行实验方案的设计。
【演示实验】白磷在密闭容器中燃烧前后质量的测定。做该实验提出第二组问题:在该反应中反应物是什么?生成物是什么?
反应前称的是什么物质的质量?反应后称的又是什么物质的质量?
根据实验得出的数据分析反应物的质量总和与生成物的质量总和有什么关系?然后由学生做出猜想
【猜想】其它的化学反应前后,反应物的质量总和和生成物的质量总和也有这样的关系吗?还有可能又怎样的关系?
此时向学生渗透“一次实验得出的结论往往具有偶然性,对一些科学猜想都要进行反复实验验证”的意识,并引导学生进行实验方案的设计。
【分组实验】实验要求:1、明确实验目的2、设计实验方案3、按照实验步骤规范操作实验4、记录实验现象5、分析实验结论
【投影】
探究课题:反应前各物质质量总和与反应后各物质质量总和的关系。
学生分组讨论实验步骤,相互补充得出:
主要实验步骤:
1、调节平衡螺母,使天平平衡;
2、称量反应前各物质质量总和;
3、使反应发生;
4、称量反应后各物质质量总和;
5、比较反应前后各物质质量总和的关系。
第一大组:课本上铁钉与硫酸铜溶液的反应。(实验仪器和装置图见课本90-91页)
第二大组:CO2与澄清石灰水混合实验(仪器和用品:装满CO2气体的矿泉水瓶扎入装有澄清石灰水的针管、天平和砝码)
第三大组:石蜡燃烧(仪器和用品:广口瓶、燃烧匙、火柴、单孔胶塞,蜡烛,天平和砝码)
第四大组:稀盐酸与碳酸钙粉末混合实验
(仪器和用品:装有碳酸钙粉末的小锥形瓶、双孔胶塞、装有稀盐酸的针管、绑有气球的短玻璃导管、天平和砝码)
交流实验结果,学生自己归纳得出质量守恒定律的内容
为使学生进一步理解质量守恒定律,设计了第三组问题,
第三组实验中如果把广口瓶上的橡皮赛去掉,第四组实验中把气球去掉反应后天平还平衡吗?为什么?该反应还遵守质量守恒定律吗?此时向学生渗透一切化学反应都遵守质量守恒定律的观念
【小组实验】点燃镁条
【投影】实验目的:验证质量守恒定律
注意事项:用坩埚钳夹持镁条在酒精等灯上点燃后迅速移到石棉网上方
记录:反应前后天平的平衡情况。
为巩固对质量守恒定律的理解,设计了第四组问题,
怎样用质量守恒定律解释上述现象?
“这节课开始时木炭燃烧的反应中”参加反映的木炭的质量和生成的二氧化碳的质量有什么关系?为什么?
到此为止,学生从宏观上对质量守恒定律有了清晰的认识,下面再深入到微观理解,从微观上化学反应为什么遵守质量守恒定律。
前面学习了化学反应中的最小粒子是原子,因此化学反应的实质就是原子的重新组合,再次提出第五组问题化学反应前后原子的种类有没有改变?原子的数目有没有增减?原子的质量有没有改变?
分析完上述问题之后学生自然就从微观水平和本质上理解化学反应中质量为什么会守恒。
《质量守恒定律》的问题线索设计
一、情境导入
生活中我们会接触到各种各样的广告,雾里看花,就要求我们能有一双慧眼,明辨真假。出示一则广告:“水变汽油、柴油,经济收入惊人,技术转让,请有识之士加盟。”
同学们,假如你是老板,你是否加盟呢?
二、学生探究
猜想:在发生化学反应前后,反应物与生成物的质量之间究竟有什么关系?
分组实验:验证猜想。
第一组:铁丝和硫酸铜溶液
(仪器和用品:烧杯、铁丝、硫酸铜溶液、天平)
第二组:大理石和稀盐酸
(仪器和用品:盛有稀盐酸的小烧杯、大理石、天平)
第三组:氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液混合
(仪器和用品:装氢氧化钠溶液的锥形瓶、胶塞、装硫酸铜溶液的胶头滴管、天平)
第四组:澄清石灰水中吹气
(仪器和用品:装有澄清石灰水的烧杯、塑料吸管、天平)
盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
有气泡产生,剩余物质量比原来反应物的质量减小。
二、知识拓展
讨论:盐酸与碳酸钠粉末反应后,剩余物质量比原来反应物的质量减小,这个反应会违反质量守恒定律吗?为什么?
盐酸与碳酸钠粉末在密闭容器中反应
称量结果:m1=m2>m3
分析以上问题及实验中m3质量减少的原因。
《质量守恒定律》另辟新径的问题线索设计片断
关于《§4.2 质量守恒定律》的优秀课堂教学设计方案现在有很多,其中大多数为推论证明式实验法探究课,因为学生参与在实验活动中,兴趣高,感性认知、理性思维都有,所以很容易达成教学目标。我浏览拜读了一些,感觉收获很多又自愧不如。思量再三,我决定结合自己的教学经历和经验,另辟新径,想从另一个前后关联的角度设计该教学内容的部分问题线索,请各位专家、指导老师、同行们不吝赐教与斧正,亦可友好拍砖。
【设计背景】
1.学情:
学生已学习了化学方程式的定义、书写、涵义等相关内容
2.设计目的、意图:
通过具体的习题形式,帮助学生深化理解质量守恒定律的内容、推论,并初步学会进行定量分析。
【问题1】已知:C + O2 点燃 CO2 (可参见课本P98),
12 32 44
在一定条件下的某密闭容器中,12g碳单质与32g氧气恰好完全反应,
反应结束后,容器中生成 g二氧化碳?
【问题2】若在一定条件下的某密闭容器中,12g碳单质与36g氧气完全反应,
反应结束后,容器中生成 g二氧化碳?
【学生】 1. 很容易计算出【问题1】结果为44g 。
2. 出现48g和44g等不同计算结果及争议。
(此刻,师可以先不急于给出正确答案及提示,继续追问,激发学生的思考、讨论。)
【问题3】根据上述两个问题,请你分析并写出能体现质量守恒定律内容的 具体数据计算等式?
【问题4】在上述【问题2】中,你能找出哪些等量关系公式?请你写出相应的数据计算等式并分析标注。
【引导1】师先在黑板上板书:C + O2 点燃 CO2
12 32 44
⑴ 12g 32g
⑵ 12g 36g
学生在【问题1】中易分析写出数据等式:
㈠ 12g + 32g = 44g ,
此即 质量守恒定律的内容体现,随后可在此提炼简记板书为:
⑴内容:Σm消耗的 = Σm生成的
【引导2】因为题目中设置的质量数值简单,且与反应中各纯净物之间的相对分子质量数值相贴近吻合,
学生们经过观察、比较、思考,多数能分析判断出【问题2】中的O2过量了,
且余下36g - 32g = 4g O2没有参加反应,
则C少量,完全反应消耗掉了,应以它(量少的)为标准计算产物的质量,
结果仍为44g CO2,但反应后容器中的成分为2种,即
生成的产物44g CO2,余下的4g O2,引导学生写出数据等式:
㈡ 12g + 36g = 44g + 4g
此即 质量守恒定律的推论体现,也是前面实验现象的结论,
随后可在此提炼简记板书为:
⑵推论:Σm反应前 = Σm反应后
【引导3】此时,辨析质量守恒定律的“内容”与“推论”,“恰好完全反应” 与“完全反应”,
便水到渠成了。
【注】
1.“Σ ”为数学上的求和符号
2. 受化学符号简约美的启发,我常用符号公式代替规律、原理的文字描述,
帮助学生速记、简记、辨析、变通。
3. 本教学片断还可让学生初步体验当反应物质量均已知条件下,怎样进行过量计算
的初步分析与判断。
真实想法:本想放弃的,但想来对不住为提高学员研修水平不辞辛劳的的徐迎春老师等以及给位同仁的的“鼓励”,虽然迟了点,但毕竟是自己的“厨艺”刚刚出炉,欢迎品尝!若“菜”可口,尽情享受,内化吸收,汲取营养;“菜”不可口,请留您的宝贵建议,以便改进。勿做他用,望予以理解和支持!谢谢!
德国教育家第斯多惠曾指出:“一个真正的老师指点ta的学生的,不是已投入使用了千百年劳动的现成大厦,二是促进ta去做其转的工作,同他一起来建造大厦,教ta建筑。即教学不在于传授现成的知识,而在于为学生如何获取知识搭建最好的途径和平台,即为学生的知识建构营造良好的氛围。就如一勺盐放在ta面前,让ta直接吸收,无论如何也难以下咽。但将这勺盐放入一碗美味可口的汤中,享受美味佳肴的同时,一勺盐不知不觉中被ta全部吸收。盐溶于汤易被吸收,知识溶于情景方可有活力和美感。因此知新前,努力创设适当的问题情境,即设置与新内容有关的问题,构建线索激活原有的认知结构,尤为重要。
下面就始终贯穿于中学化学学习过程的《质量守恒定律》的知识建构线索与大家一起分享:
问题驱动:请你从学过的化学反应或老师提供的信息中选取一个化反应,然后完成你的任务(友情提示:统筹考虑,三思后选)。
任务一:写出你所选反应的文字表达式;找出参加反应的物质(反应物)、新生成的物质(生成物)、反应条件。
任务二:每一种反应物的质量,生成物的质量反应前后如何变化(增加or减少or不变)?反应后各物质的总质量与反应前各物质的总质量相比较有无变化(增加or减少or不变)?
任务三:如何保证你手中的“兵(物质,包括新的和旧的)”不“外逃”?
任务四:请你设计验证你任务二的猜想的实验方案。(友情提示:实验设计要考虑的因素:一、原料是否廉价易得?二、反应条件的是否节能并容易实现?三、反应是否环保 四、操作是否简单、安全?……)
组内讨论交流:造成认知冲突,互助解决,有困难的教师予以引导,推选出相对而言的最优方案。
组间交流:讨论、分析、质疑,造成第二次认知冲突,继续改进实验方案,必要时教师予以支持,启发学生相互间提出修改建议,继续优化小组实验方案。
根据优化后的实验方案组内合作验证猜想:得出自己的结论
交流验证成果:“同”中求“异”,进而寻求“异”的根源。“异”中求“同”,进而得出“同”的内容:质量守恒定律。
找自己“眼”的关键词:以小组为单位根据自己的标准找出“眼”中的关键词。
资源共享,优势互补:小组间相互展示自己的关键词和理由。
确认“真正”的关键词:对思维受阻或学生容易产生歧义的地方,如定律中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”、“生成”这几个词语的理解,教师给予必要的引导,但做到“引而不灌”,教师的引是为了学生更好的学。下面是师生的共同劳动成果:
参加(减少的)化学反应(只适用于化学变化)的各物质的质量(非体积或其他)总和(不能遗漏,尤其是气体),等于反应后生成(增加的)的各物质总和。
1、质量减少的是反应物,质量增加的是生成物。
2、验证质量受定律时不能与外界有气体交换。
追根刨底:化学变化为什么遵循质量守恒定律?借助多媒体展示水分解的微观过程。明确观察目标:一、反应前后原子的种类是否改变?二、反应前后原子的个数是否改变?三、反应前后原子的总质量是否改变?追问:反应前后元素的种类是否改变?元素的质量呢?说出你的推断依据。让学生体悟变化过程中的变与不变,组内交流并推选代表,大胆说出自己的观点。
别样呈现:请从自己的视角说出你对质量守恒定律的理解?
《质量守恒定律》问题线索设计
质量守恒定律从质量的角度反映了物质发生化学变化时的内在规律,也是初中化学的一个重要化学规律,是分析物质在化学反应中的质量关系的理论依据,它的应用贯穿于整个初中化学,尤其是化学计算中。我在设计时把归纳质量守恒放在了突出的位置上,通过学生设计探究实验,对不同组实验的探究进行归纳,最后归纳出质量守恒定律的思路。
创设情境1:播放视频“遥想公瑾当年,小乔初嫁了。雄姿英发,羽扇纶巾,谈笑间,樯橹灰飞烟灭”。赤壁之火,使曹军百万雄师,化为灰烬。满江的人船怎么就成了一堆灰呢?
提出问题2: 当物质发生化学反应并生成新物质时,反应物的质量总和跟生成物的质量总和相比较,存在什么关系?
学生做出猜想:相等或大于或小于
设计实验和收集证据:学生小组讨论,口头设计实验方案,小组交流方案,教师引导,学生集体评价方案的可行性,挖掘方案的漏洞。比如有的学生设计测定木柴燃烧前后的质量来探究,学生或教师就会提出疑问,燃烧后产生的二氧化碳的质量没有测定,甚至提出反应物还有氧气、实验不好操作等问题,还有学生从自己熟悉的知识出发提出用铁丝燃烧或蜡烛燃烧的方案等。教师顺势引导,确立比较反应前后总质量的设计思路,形成解决反应物、生成物中有气体的可行方案。学生讨论完善实验方案,对照学习课本提供的两个方案,体验设计思路和方案的科学性。
学生进行实验探究:白磷燃烧前后质量的测定、铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
需要提示的是:在本节实验中,我们关注天平的平衡,而不需要读数,所以每个实验完成第一次称量后不要动游码和砝码,以便反应后比对。
下面请同学就所给与的酒精灯谈谈使用注意问题:在给玻璃管加热时,因为白磷燃烧需要的温度较低,所以不必长时间加热。
问题3:你认为值得注意的问题还有哪些?
学生得出结论:质量守恒定律
创设情境质疑:【演示实验 碳酸钠与盐酸的反应前后质量的测定、镁条燃烧前后质量的测定】
提出问题4:反应前后质量有什么变化?这与质量守恒定律相矛盾吗?
紧接着提出问题5:可采取什么措施使天平平衡?
点拨:凡是在反应中消耗或者生成气体,或者产生烟雾等的反应,当然同样也会遵循质量守恒定律。
讨论:①100g水和100g酒精混合后质量等于200g,这是否符合质量守恒定律?为什么?②高锰酸钾在空气中加热后固体质量减少了,有人说这个事实不符合质量守恒定律,你认为呢?③已知12g木炭与32g氧气恰好完全反应,则生成二氧化碳的质量是44g;若12g木炭在40g的氧气中充分燃烧生成二氧化碳52g,对吗?为什么?
小结:质量守恒定律的关键词是 、 、 。
指导学生阅读质量守恒定律发现史,学习科学家不畏艰辛、执着追求的精神
动画模拟:电解水的化学反应过程并提出问题6:为什么物质在发生化学反应前后,各物质的质量总和相等呢?
学生讨论、交流并得出结论:质量守恒定律的微观解释
问题7:在化学变化中哪些因素一定发生改变?哪些因素一定不变?哪些可能改变?(填序号)
① 元素的种类 ②原子的数目 ③原子的种类
④原子的质量 ⑤物质的总质量 ⑥分子的种类
⑦分子的数目 ⑧物质的种类
一定变: ;一定不变: 可能变:
几个扩展问题设计如下:
1、针对学生常常混淆了质量与重量的概念。
----质量守恒能说成是重量守恒吗?
解析:通过同学学过的物理知识可以知道:质量和重量是两个不同的物理量,其物理意义不同。质量是物体所含物质的多少,国际单位是千克,是用天平称量的。重量是由于地球的吸引使物体受到的力,单位是牛顿,是用弹簧称测量的。质量,只有大小,没有方向,在叙述某物质的质量大小时,不能说成“轻”或“重”;而重量,既有大小,又有方向。所以守恒的是质量,不是重量。
2、针对学生常常混淆了质量与体积的概念。
----质量守恒能说成是体积守恒吗?
解析:质量是物质的多少,而体积是物质占用空间的大小。教学中我常常用这样的例子进行说明:
例:有44.8升氢气与22.4升氧气恰好完全反应,可生成水蒸汽多少升?(假若反应前后的温度和压强均不变)
错误解法:因为是适量的两种气体完全反应,所以根据质量守恒定律:44.8升+22.4升=67.2升
以上解法就错在把“质量守恒”当作“体积守恒”。
正确的解法:实验测得,相同温度,相同压强下,相同体积的气态物质里所含的分子数是相同的。那么,在相同温度,相同压强下气态物质间的分子数之比应为它们的体积之比。。。。。。。。。
所以:在密闭的体系中中,不论发生何种变化或过程,其总质量始终保持不变。或者说,化学变化只能改变物质的组成,但不能创造物质,也不能消灭物质,所以定律又称物质不灭定律。
《质量守恒定律》的问题线索设计
教材分析:
《质量守恒定律》是初中化学的重要定律,教材从提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系入手,从观察白磷燃烧和氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后物质的质量关系出发,通过思考去“发现”质量守恒定律,而不是去死记硬背规律。这样学生容易接受。在此基础上,提出问题“为什么物质在发生化学反应前后各物质的质量总和相等呢?”引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。在化学反应中,只是原子间的重新组合,使反应物变成生成物,变化前后,原子的种类和个数并没有变化,所以,反应前后各物质的质量总和必然相等。同时也为化学方程式的学习奠定了基础。
教学设计思路:
通过前面的学习,学生已经定性认识了一些化学变化,如加热铜丝,镁带燃烧等,但是在化学变化前后,物质的质量会有什么变化呢?在这一问题的驱动下,把学生对化学变化的定性认识上升到定量认识,引出本节课的课题,并以具体的化学变化为例,给学生提供相关的按照“提出问题→猜想假设→制定方案→进行实验→得出结论→反思交流”的科学探究过程实施教学,在得出质量守恒定律后,通过给学生展示质量守恒定律的发现史,给学生渗透情感态度价值观的教育,并在最后阐述理解质量守恒定律要注意的要点和解释化学变化中质量为什么会守恒的原因。
问题设置:
【创设情景】学习化学主要是以研究化学变化为主。通过前面的学习,同学们能不能讲讲你们学过哪些化学变化?
【演示实验】蜡烛的燃烧、加热铜丝(学生观察现象)
【追问】为什么加热铜丝(变大)、蜡烛的燃烧(变小)后天平都发生了偏转,其他的化学反应会不会也这样呢?如果偏转,其情况会和蜡烛的燃烧、加热铜丝这两个实验中的哪个现象相似呢?(学生猜想、回答)
【展示实验仪器】同学们的猜想到底对不对呢,我想通过本节课的学习,同学们肯定会有一个准确的认识。下面我们将以具体的化学变化为例,按照提出问题、制定计划、进行实验、得出结论的探究程序展开探究。
【探究实验】(1)氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应(演示,无气体产生);
(2)大理石与稀盐酸反应。
(3)白磷在空气中的燃烧
【引导提问】要探究这种关系,我们必须要用到什么仪器?
【提出问题】要探究上述的质量关系,该如何用天平来具体称量呢?(学生小组活动,设计实验方案,然后选中心发言人汇报讨论你结果;教师深入学生之中,参与讨论,并给予适当的指导。)
【教师】与同学一起,对各小组实验方案的可行性进行讨论。得出各个实验的最优方案。
【学生】分组实验,教师深入学生之中,参与讨论,并给予适当的指导。
【提出问题】综合对大多数同学的实验结果和少数同学的实验结果误差分析,同学们认为在化学变化前后物质的总质量是什么关系?
【提出问题】同学们在理解质量守恒定律时要注意哪些问题呢?
【提出问题】为什么实验(1)反应前后,天平不平衡,反应后质量减小?
为什么实验(2)反应前后,天平仍然平衡,反应前后质量不变?
为什么实验(2)反应前后,天平不平衡,反应后质量增加?
【提出问题】在平时的学习中,同学们要多问自己一些为什么。那么为什么在物质发生化学变化时遵守质量守恒定律呢?你能用物质是由微粒构成的观点对质量守恒定律作出解释吗?
【展示动画】播放水电解的微观动画。
【提出问题】请大家注意观察,这是哪个化学变化的微观过程?你能用简短的语言描述这个微观动画的过程吗?
【提出问题】在这个变化过程中,发生变化的是什么?没有变化的是什么?A:分子种类;B:原子种类;C:原子数目。
【回到课前】结合本节课所学的知识,同学们在课的开始对一些化学变化前后固体物质质量变化你能作出解释吗?
【提出问题】一天,福尔摩斯象往常一样滋滋有味地抽着他的烟斗,房间里充满了刺鼻的烟味。华生问道:“敬爱的先生,别人都说你很聪明,那么你能告诉我你吐出的这些烟有多重吗?”福尔摩斯慢条斯理地说:“这个问题很简单,我只要称出抽烟前烟斗和烟丝的总重量,再减去抽完烟后烟斗和剩余烟灰的总重量,不就是我吐出烟的重量了么!”你认为福尔摩斯的这种算法合理吗?
【提出问题】同学们的想法很正确,那么福尔摩斯的这种算法有没有成立的可能性呢?
【课堂小结】本节课通过对两个实验的探究结果分析,我们得出了质量守恒定律的概念,通过一系列问题的解决,提出了理解该定律要注意相关的三个要点,而且还从微观的角度解释了化学变化中质量守恒的原因。在探究过程中,老师对同学们的评价是表现积极,敢于发表自己的意见和想法,敢于质疑。
质量守恒定律的问题线索
问题一、什么是化学变化?化学变化的实质是什么?(让学生明确化学变化的本质。)
问题二、 化学反应前后物质的质量发生变化吗?(首先让学生从宏观角度思考化学变化前后的质量问题,接着让学生从构成物质的微观粒子在化学中的改变情况分析化学变化前后物质的质量发生怎么样的变化。)
问题三、怎么设计实验来验证化学反应前后物质质量的变化呢?(为实验探究做好准备。)
问题四、你们设计了什么样的实验?在什么样的环境中?得出什么样的结论?那种结论是正确的?(注意引导学生思考。)
问题五、你们获得的结论——质量守恒定律
问题六、你能否根据原子在化学变化中表现出来的特性来解释质量守恒。
问题七、研究质量守恒的意义是什么?
问题八、前人经验的得与失(讨论英国化学家波义耳实验。)
问题九、如何应用质量守恒定律解决实际问题?(设计适当的练习。)
质量守恒定律的教学线的设计
知识线:用实验去探究(1)质量守恒定律
通过分析讨论(2)用微观的知识解释质量守恒定律
应用(3)应用质量守恒定律解释一些化学反应的现象
问题线:[设问]:“1+1===2吗?”
一个非常简单的问题引起学生的思考与发言
学生们在七嘴八舌的回答
[学生回答1]: 50mL的水+50mL的酒精混合后得到的液体就小于100mL。
[学生回答2]:1gNaCl放入10g水中,得到11gNaCl溶液。
[教师引入]:以上两种变化都是物理变化,出现1+1不等于2的现象。
[追问]:那么,在化学变化中又会出现什么情况呢?
[布置任务]:现在我们分小组,利用天平实验探知以下的化学变化遵守“1+1===2”吗?(即反应前各物质的质量总和与反应后各物质的质量总和是否相等?)
[目的]:通过简单的问题,引入学生们对化学反应前后质量是否变化的探究。
活动线:
[分组实验]: ①氢氧化钠 + 硫酸铜 → 硫酸钠 + 氢氧化铜
②盐酸 + 硝酸银溶液→氯化银沉淀 +硝酸
③磷 + 氧气 ==== 五氧化二磷
④碳酸钙 + 稀盐酸 → 氯化钙 + 二氧化碳 +水
指导学生做实验
[发现问题]:实验①②③反应前后物质的总质量是相等的,但实验④反应前物质的质量总和大于反应后物质的质量总和,为什么?
引起学生思维的碰撞,老师追问:为什么会出现此现象?你在实验④中看到什么现象?怎样改进实验?改进后结果如何?
[讨论、实验]:
有的小组在老师的指点下,把实验④中加上一个塑料的矿泉水瓶、加上一个塑料袋,利用天平测得反应前物质的质量总和与反应后物质的质量总和相等。
[讨论、得出]:化学反应前后各物质的总质量是不变的------即遵守质量守恒定律
[提问]
①1gNaCl放入10g水中,得到11gNaCl溶液,遵守质量守恒定律吗?
②磷在空气中燃烧的试验为何一定要在一个密闭的容器中进行?
③二镁条在空气中燃烧,燃烧前镁条的质量为什么比生成的白色的氧化镁的质量小?
④二氧化锰与过氧化氢溶液反应后得到液体为何质量减少?
[引导学生们分析讨论]:
[目的]:分析出质量守恒定律中的关键的词语:“化学变化”、“反应前后的物质一个都不能少”,“质量总和相等”。
[追问]:为何一切化学反应都遵守质量守恒定律?
对水通电生成氢气和氧气的化学反应进行分析:通过多媒体观看水分子分解的动画模拟;
[学生活动]:(1)学生用自制的水分子的模型进行拆分,体会在化学变化中分子可分,原子的不可分;
(2)指导学生自主的分析氢气与氧气点燃生成水的化学反应,再次体会化学反应前后中原子的“三不变”;
[得出]:一切化学反应都遵守质量守恒定律原因。
学生的认识发展线:
1.学生对具体的化学反应进行试验,自主构建知识框架:一切化学反应都遵守质量守恒定律
2.建立化学反应的分析框架:化学反应前后物质的质量是否守恒?怎样才能守恒?为何质量守恒?
3怎样应用“质量守恒定律”解决遇到的实际问题?
4.用分子、原子的知识解释一切化学反应都遵守质量守恒定律。
本节课的教学线:知识线→问题线→学生的活动线→学生认识的发展线
质量守恒定律教学设计
一、教学内容分析
1.课标中的内容
认识质量守恒定律,能说明常见化学反应中的质量关系,用微粒的观点对质量守恒定律作出解释。
2.教材中的内容
教材不是从定义出发,把质量守恒定律强加给学生,而是首先提出在化学反应中反应物的质量与生成物的质量之间存在什么关系的问题,让学生思考,然后通过作出假设、实验探究,交流讨论,得出结论等科学探究方法,设计并实施一些实验方案,指导学生观察、思索,使学生从自己亲身观察到的事实中,经过思考,得到参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和这一规律,然后教材又给出蜡烛燃烧前后质量的测定,镁条燃烧前后质量的测定这两个实验方案,让学生比较前后质量变化情况,并分析发生变化的原因,进而较深刻地认识化学反应中的质量关系。
二、教学对象分析
1.知识技能基础
初三刚开设化学课,学生学习化学的兴趣较高,通过学习,也掌握了一定的实验技能,针对这些情况,我们采用实验探究的方法,鼓励学生动手、动脑,在实验中观察,在观察中讨论,在讨论中形成共识,不仅使学生学到新的化学知识,也可使学生对化学知识的内在联系有更深的理解。
2.学习能力方法
所授课班级学生的学习能力较强,学习较主动,思维灵活,方法得当。
3.非智力因素
有良好的学习习惯,喜欢探索新问题,能主动与他人合作,积极表达自己的观点。
三、教学设计思想
从促进学生发展出发制订教学目标,全面考虑“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观
三方面的课程目标;注重科学方法教育,培养学生的探究能力;运用现代信息技术,发挥多媒体的教学功能。
四、教学目标
1.知识与技能
认识质量守恒定律,了解常见化学反应中反应物与生成物的质量关系,从微观角度认识,在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
2.过程与方法
通过具体的探究活动,了解质量守恒定律的内容,并从微观角度解释化学反应的实质。
3.情感态度与价值观
通过对质量守恒定律的探究,让学生体会成功的乐趣,培养学生团结协作的团队精神。
五、教学的重点和难点
1.教学重点
质量守恒定律的理解及运用。
2.教学难点
引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。
六、教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
(一)引言:“遥想公瑾当年,小乔初嫁了。雄姿英发,羽扇纶巾,谈笑间,樯橹灰飞烟灭”。赤壁之火,使曹军百万雄师,化为灰烬。满江的人船怎么就成了一堆灰呢?它的质量为什么减小了呢?而铁生锈后它的质量增加了,这又是为什么呢?难道在化学变化中隐藏着什么秘密吗? 积极思考,产生了强烈的学习兴趣 激发学习兴趣和探索知识的欲望
(二)提出问题:化学反应的特征是生成了其他物质,例如:碳在氧气中燃烧生成了二氧化碳,那么生成的二氧化碳的质量与反应物碳和氧气的质量之和有什么时候关系呢? 产生猜想,出现不同的想法 引导学生从量的方面来进行研究
(三)实验探究 1、提出假设 若反应物与生成物之间的质量有变化,则可能有几种情况? 2、制定方案 方案一(第一组) 白磷燃烧前后质量的测定 方案二(第二组) 铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 3、指导实验 适时指导学生完成实验 4、收集数据 5、归纳小结 屏幕显示:质量守恒定律 分组讨论,交流得出有如下三种情况 ①参加反应的各物质的质量之和=生成的各物质的质量之和 ②参加反应的各物质的质量之和>生成的各物质的质量之和 ③参加反应的各物质的质量之和<生成的各物质的质量之和 分工、合作 设计实验方案、动手实验 观察实验现象进行讨论、归纳、完成表格(表格见后) 分析实验现象和实验数据,试着总结化学反应前后物质的质量的变化规律。 体会、记忆定律内容 了解科学探究的方法 培养学生团队精神 培养学生研究问题的科学方法和严谨求实和科学品质 初步记住定律
教师活动 学生活动 设计意图
[问题讨论]为什么参加化学反应前各物质的质量总和等于化学反应后生成各物质的质量总和呢 [演示]有关“化学变化中分子被破坏,原子重新组合成其他物质的分子”的动画课件。 [小结](投影) 原子的种类不变 原子的数目不变 质量守恒 原子的质量不变 6、反思评价 [演示]实验1、2 实验1改为: 盐酸与碳酸钠粉末反应前、后以及反应后并刺破汽球质量的测定 [讨论]在封闭体系中发生的化学反应,没有物质逸散到空气中,而在开放体系中发生的化学反应常会有生成的气体逸散到空气中,分析是否与质量守恒定律相矛盾? [小结]所有的化学反应都符合质量守恒定律 猜想、讨论 出现思维困惑,产生新的学习期待 观看动画演示,思考化学反应的微观实质 记忆“三个不变” 学生阅读教材P92页 观察现象,分析原因,讨论 思考 再次设疑启发学生深入思考 通过形象的分析,使学生的思维由宏观到微观,从现象对本质深入思考,学会研究问题的科学方法。 掌握质量守恒定律的本质原因 激发学习兴趣,为后面的学习作准备 加强对定律的理解 使学生对开放体系的化学反应也能遵守质量守恒定律有更直观的理解
教师活动 学生活动 设计意图
(四)纸笔练习(略) (五)归纳总结 独立完成,自查知识掌握情况,并分小组互相检查 归纳,小结 1、质量守恒定律是指参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和 2、化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合生成其他物质(生成物)的过程。在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有改变 及时反馈,使学生掌握质量守恒定律及运用 形成较完整的知识体系
七、学习评价设计
1.通过活动表现评价学生的探究能力和情感态度与价值观。在学生的活动与探究过程中,教师通过观察学生们在各项活动中的表现,从学生参与探究活动的积极性、实验技能、记录和处理数据的能力、交流讨论和发表见解的情况作出综合的评价,并给予恰当的反馈以激励学生进步。
[表现性评价学生实验探究,收集数据,交流表达]
下面方案中分组做前面2个实验,教师演示后面2个实验学生并观察记录现象,实验后小组内交流讨论。
探究内容 白磷燃烧前后质量的测定 铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定
仪器药品 天平,锥形瓶,单孔塞,套有小气球的玻璃管,白磷,火柴,小刀,滤纸 粗铁丝,硫酸铜溶液,烧杯,天平
实验步骤
实验现象
分析
结论
2.通过课堂的纸笔练习来评价学生运用知识解决问题的能力,帮助学生较全面地认识自己在群体中的相对水平,明确发展方向和需要克服的弱点。
[纸笔评价](在课内进行,时间5分钟)
1、参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和,是因为( )
A、反应后物质的种类没有变化 B、反应后原来的种类没有变化
C、反应后原子的种类、数目和质量没有变化
D、反应后分子的种类、数目和质量没有变化
2、现有化学反应A+B=C,若mgA和ngB在一定条件下充分反应,生成C的质量是( )
A、等于(m+n)g B、小于(m+n)g
C、大于(m+n)g D、不大于(m+n)g
3、小明在练习制作“糖葫芦”时,在给蔗糖加热时产生了炭黑和水(整个过程密闭),这一事实说明了( )
A、蔗糖是由炭黑和水组成的纯净物
B、蔗糖是炭黑和水组成的混合物
C、蔗糖分子是由碳元素和水分子组成的
D、蔗糖是由碳、氢、氧元素组成的
4、下列各组物质,在敞口容器里发生反应,容器内物质的总质量在反应前后不变的是( )
A、镁条放入盐酸中 B、高锰酸钾固体受热分解
C、硫酸铜溶液加入氢氧化钠溶液 D、在空气中加热铜粉
5、根据质量守恒定律可知,铁丝在氧气中空气燃烧后生成的质量为( )
A、大于铁丝质量 B、小于铁丝质量
C、等于铁丝质量 D、可能等于铁丝质量
6、高锰酸钾受热分解后,剩余固体质量是比反应物高锰酸钾的质量小,因此不遵守质量守恒定律,对吗?为什么?如何设计实验来进行验证?
八、本教学设计的特点
采用自主、合作、探究性学习的方式,以问题教学为中心,培养学生提出问题,分析问题、解决问题的能力,采用现代化教学方法与手段,力求做到重点突出,难点突破,有系统地对学生进行指导,既关注学生学习的过程,更关注学生的兴趣激发,良好的学习习惯的养成,正确的学习态度以及学习过程中情感体验和价值观的形成。
质量守恒定律综合观
质量守恒定律是自然界中的一个基本规律,也是九年级化学中的一条重要定律和重点内容,其具体应用相当广泛,几乎是每年中考必考的知识点。因此,对它的正确理解和灵活运用十分重要。
质量守恒定律主要共有四种理解形式,即:
一、参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和
1、注意是“化学变化”
注意:质量守恒定律的应用范围是化学变化(或化学反应),不包括物理变化。
例1:将100 g酒精和50 g水混后后得到150 g酒精溶液,由此说明化学变化是符合质量守恒定律的。
解析:酒精和水混合,这一变化虽然前后质量不变,但它在初中范围内认为是物理变化,不能说明化学变化是符合质量守恒定律的。
2、注意是“质量定恒”
质量守恒定律强调的是“质量”守恒,不包括其它方面的守恒,如:“体积”、“重量”等方面不一定守恒。
如:一氧化碳和氧气在点燃条件下恰好完全反应:2CO + O2 2CO2,这个反应前后都是气体,参加反应的一氧化碳质量和氧气质量总和等于反应后生成的二氧化碳质量,质量是守恒的,从体积方面来看,在相同条件下是2体积的一氧化碳和1体积的氧气发生反应,只能生成2体积的二氧化碳,其体积在反应前后并不相等。有的反应体积可能守恒。
例2:用A、B、C、D四个相同的封闭装置进行某物质在氧气中缓慢氧化实验。实验前用弹簧秤称重,四个装置的重量均恰好等于10牛。A装置留于本地观察,假设B装置运到月球称重,C装置运至南极称量,D装置在太空轨道上的神舟七号飞船上称重。结果A装置仍为10牛,B装置重量小于10牛,C装置重量大于10牛,D装置重量为0牛。由此说明化学反应前后质量不一定守恒,你认为正确吗?
解析:质量守恒定律中强调的质量守恒,而题中四个装置在实验前后称量的是却是重量。由于地球上不同的位置物质所受重力不等,月球重力约为地球重力的六分之一,太空为失重状态,所以重量当然不一定守恒,但是其质量是永远守恒的。
3、注意“参加反应”和“反应后生成”
这是理解质量守恒定律的关键,反应物的质量总和不包括反应物过量的部分。生成物的质量总和是指反应后新生成的,不包括原先就存在的。
例3:11 g碳和33 g氧气充分反应,可以生成44 g二氧化碳,对吗?
解析:判断是否正确的关键,就是要看11 g和33 g氧气是否都参加了反应。由化学方程式:
C + O2 CO2可知,每12份质量的碳和32份质量的氧气在点燃条件下完全反应可生成44份质量的二氧化碳。很显然,33 g氧气并没有全部参加反应,所以生成二氧化碳的质量要小于(11+33) g,即小于44 g。此题的说法是不对的。
例4:现有A、B、C三种物质的混合物,A为25 g,B为10 g,C为5 g,将混合物置于密闭容器中共热至反应停止后,发现容器内含有A为10 g,B为21