质量守恒定律教案及反思(二)
作者:程少山 文章来源:本站原创 点击数: 4408 更新时间:2006-12-3
课题1 质量守恒定律通州区 潞州中学 程少山 一、教学目标 1。知识与技能:通过实验探究认识质量守恒定律,了解常见化学反应中的质量关系;理解质量守恒定律的原因;联系实际,在应用中加深理解。2.过程与方法:学生通过实验测定知道质量守恒定律;利用多媒体课件演示理解质量守恒定律的原因。初步培养应用实验方法来定量研究问题和分析问题的能力,通过直观教学手段培养学生空间思维和抽象思维能力。3.情感、态度、价值观:通过实验探究培养学生分析问题的能力,促进互相学习、交流,提高学生自主学习的能力。培养学生善于质疑的精神和严谨的科学态度。二、教学重点及难点1.重点:理解质量守恒定律的涵义。2.难点:质量守恒原因的探究及其应用。二、教学设备等:1. 多媒体投影机、课件; 2.实验用品:天平,锥形瓶,带玻璃棒单孔塞;烧杯,镊子,白磷,铁钉,硫酸铜溶液,镁条,蜡烛,碳酸钠溶液,稀盐酸。四、主要教学方式:1.启发式讲授:讲解启发与演示启发法结合;2.教学手段:实验活动与探究、问题与讨论、多媒体投影交流。五、主要教学流程图:“设置问题、创设情境 实验探究、得出结论 动画模拟、突破难点 联系疑点、改进提高整合应用、自我评价”五个环节组织教学。1.教学流程图:2.布置练习作业。六、教学设计特点分析:1.侧重学生参与:学生参与程度关键取决于教师的引导组织,既发挥教师的主导作用。学生参与包括学习情感参与、实验探究、方式方法参与、能力参与等。2.强化探究过程:(本节课设计了三个探究过程)(1)重视化学史料的启发和实验的探究过程,应用学生实践的汇报交流总结出质量守恒定律。(2)应用实验演示和动画模拟展示,引导学生思考、分析、总结反应前后质量守恒的原因。(3)利用设计能够确保蜡烛燃烧、碳酸钙和稀盐酸反应的质量守恒实验装置,培养学生学习化学的兴趣和创新能力。3.注重启发引导:教学的各个环节均使用自然启发的方式,强化开发学生的创新思维和激发创新行为。在实验探究方面注意梯度,先引导探究,再组织实验探究,直至学生自主设计实验探究。在由分组测定质量守恒定律的实验;到利用多媒体的水分子分解模型示意图,使质量守恒定律原因的探究顺利突破,从而达到了让学生自主设计实验方案,探讨改进实验装置培养创新能力的设想。并使学生在学习过程中感受获得成功的快乐。4.注重学习情感:化学史资料阅读引入,能有效激发学生学习的兴趣和产生求知欲望,有利于组织和开展学生探究活动、有利于训炼技能、培养学习态度和形成科学方法教育。使设计改进实验装置激发创新思维设想得以顺利的实施。而且,也使我进一步体会了学习兴趣和创新精神的培养,对学生的影响是远远大于只背记几条概念理论的。5.重视多媒体整合应用:恰当运用多媒体课件辅助教学,能清晰展示基础知识的形成过程,有利于加深学生对疑难知识的理解;本课中质量守恒定律原因的探究和新知识的巩固练习方面,由于恰当的使用,使学生对新知识的学习留下了深刻印象。
《质量守恒定律》一课教学有感
(通州区潞洲中学 程少山 通州区教师研修中心 齐德友)
在本节上,教师将实验探究作为教学目标的突破口,整个过程突出了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度目标融为一体的化学教学价值观。特别是教师的有效启发引导和学生实验探究活动,不但使学生能够较为深刻理解质量守恒定律的含义和内涵,也使培养学生科学的学习方法和创新能力,以及严谨求实的科学态度等活动落到了实处。还让学生体会和享受学习之的快乐。
本节课教学特色有以下几点:
1.注重启发学生参与: 在教学中学生参与活动程度的关键,取决于教师的启发引导是否到位,此课中教师充分利用了启发式教学优势,使教师的主导和学生主体有机结合,让学生自觉参与到学习过程中,恰到好处地落实学习情感、实践探究和各方面能力参培养。
2.强化实施探究过程:在本课的三个探究过程设计中,从(1)化学变化事实和史料引导、实验探究、汇总学生成果,到得出质量守恒定律;(2)应用媒体动画、模型模拟,分析水的化学变化,总结得出“守恒”的原因;到(3)利用蜡烛燃烧前后质量变化分析,巩固定律,引导探究改进碳酸钙和稀盐酸的实验装置。
3.注重诱导强化方法:在其教学的各个环节均采用和谐诱导,启发思考的方式,集培养学习方法、激发兴趣和培养创新能力为一体。如实验探究方面,先是启发引导,再组织实验探究,直至学生能够自主设计和实施探究;再由分组实验认识质量守恒定律,到利用多媒体课件的模拟分析质量守恒定律的原因,最终使学生在坚信“定律”的前提下,能够应用“定律”解决所发现的疑难问题和设计改进实验的装置。是层层深入和关注学生实际感知的。
4.突出学习兴趣培养:在课的引入阶段,教师恰当地应用化学史资料引发激趣,使学生产生良好学习动机,从而顺畅地进入实验探究程序,并通过总结学生所得实验结果得出质量守恒定律。在此基础上,教师还特意鼓励学生设计改进实验装置,将课向培养创新能力的高度自然延伸,很好地落实了教学目标安排。特别是师生间的和谐交流,使学生的学习热情和探究新知的欲望此起彼伏,达到了我要学的境界。
5.关注学生的认知思维:课堂上教师将燃着的蜡烛放在天平上,使学生会自觉和不自觉地发现指针向砝码一端偏移,从而很自然的迸发出寻求原因的欲望和动力。当多数同学认为,“生成二氧化碳与水的质量总和等于消耗蜡烛质量”而同意“反应前后质量相等”的结论时;教材讲解质量守恒定律的本质与内涵,将学生的认知水平自然而然地推倒了更高的层面上。再通过碳酸钠与稀盐酸的实验,让学生很快找到天平倾斜的原因,并及时地提出创新改进实验装置的要求,把培养能力的教学推到更高的层面上。真正使学生的认知水平和创新能力得到提高。
本节课的困惑与反思:
困惑一:在实施教学过程中,每一个实验都要使用到天平称量,托盘天平的操作不怎么复杂但学生用起来却很慢,占时间较长,影响定律原因的内涵挖掘、影响知识巩固应用的深入。但在反复实验中锻炼了学生的操作技能,熟练了托盘天平的使用。若使用电子天平,节省宝贵的时间,很快能得出定律,进而分析原因和阿安排巩固练习,还能进行改进实验装置等创新能力培养。可实施课堂教学时我只能选择托盘天平,而别的选择很难实现。
困惑二:在教学实施过程中,设计有白磷燃烧、铁与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液、蜡烛燃烧、碳酸钠与稀盐酸、镁条燃烧六个实验。只有蜡烛燃烧最熟悉,其他实验第一次操作,也只能知道它是化学反应,对现象,反应本质不熟悉,会影响知识的形成。再有实验的数量多,占用时间长,影响知识能力培养的进一步挖掘。课堂教学时我只选择了铁与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液、蜡烛燃烧、碳酸钠与稀盐酸四个实验,不知是否恰当。
反思一:探究式教学中如何发挥教师的的指导作用。本节课设计实验有白磷燃烧、铁与硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液、蜡烛燃烧、碳酸钠与稀盐酸、镁条燃烧。探究活动多,学生参与多,活动形式开放。在组织这么多活动的同时,要组织学生总结出守恒定律,要分析原因,要巩固应用守恒定律,还要组织进行装置的创新改进。教师既是组织者,又是参与者,而更重要的是引导者。教师给学生的不应是平坦的道路,而应是正在修建的桥桩或是杠杆的支点,让学生自己搭建桥梁,操起杠杆实现应有跨越。
反思二:教学设计要强化追求“预设和达成”的统一。在百分之百成功的铁与硫酸铜,氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液混合两个分组实验,学生体验深刻。在平坦顺利地得到质量守恒定律的同时,未能展示学生的许多设想和猜测,会失去许多探究机会。所以,备课时要考虑学生会怎么想,多做出些针对学生认知思维方式预想,上课时要随时抓住和利用学生提出的问题,从学生的问题出发组织教学,将学习的第一机会和权力交给学生,课堂的教学才有活力和生机。
反思三:要适当强化课堂教学的开放性,在学生自学习方面,不是教师领着学生说边说边做,而是教师用预想的设计实施教学。此过程还应有实验不同的分组,以便对现象不同,装置不同,结论不同增加分析,在组织学生交流,汇总,提炼,得出结论,可能会更恰当些。更有利于加强学生在探究实践中的合作,使学生在多种体验中形成共性的认识,来体验自然科学的实际形成过程,体验科学探究过程的严谨和从量的方面研究化学变化的实际过程;认识实验是化学获取正确结论的方法和手段,从而对化学实验的各个环节引起足够的重视。质量守恒定律教案和反思(一)
作者:丁芬 刘… 文章来源:本站原创 点击数: 6465 更新时间:2006-12-1
课题1 质量守恒定律 宣武区 回民学校 教师:丁芬一、教学目标1. 知识与技能(1). 认识质量守恒定律,了解化学反应中反应物与生成物的总质量关系,能从微观角度认识质量守恒定律的本质。(2). 培养学生实验操作技能和对实验现象的观察及分析能力。2.过程与方法通过科学家研究质量守恒定律的事实和对探究活动的设计,了解质量守恒定律的内容,并从微观角度解释质量守恒的本质。3.情感态度与价值观通过对质量守恒定律的探究,使学生形成实事求是的科学态度,培养团结协作的团队精神,体验探究过程。二、教学重点及难点1. 教学重点:认识质量守恒定律2. 教学难点:从微观角度认识质量守恒定律的本质 三、教学方式启发式四、教学过程教师活动学生活动设计意图【引入】化学反应在我们的生活中随处可见,例如蜡烛燃烧后变短,酒精燃烧后就无影无踪了。难道物质从世界上消失了吗?物质都有质量,它们的质量哪去了?这就是我们这节课所要研究的问题。【演示】镁条和稀硫酸的反应。【设问】镁条放入硫酸中,发生了什么变化?为什么?【文字表达式】 镁 + 硫酸 → 硫酸镁 + 氢气【设问】通过文字表达式,你能知道什么?【问题1】化学反应前后元素的种类改变了吗?【过渡】化学反应前后元素种类没有改变,物质是由元素组成的,那么反应前后各物质的质量总和有变化吗?【问题2】化学反应前后反应物的总质量与生成物的总质量改变吗?【回顾历史】对比波义耳和罗蒙洛索夫的实验,假如你是科学家,你采用哪种方法?【过渡】实践是检验真理的唯一标准,化学反应种类繁多,我事先准备了三个实验,请观察实验装置,能不能做到全部称量?【讨论】主要实验步骤【ppt】展示各组所要做的不同的实验第一组:碳酸钠固体和稀盐酸反应第二组:澄清石灰水和二氧化碳反应第三组:氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应 【指导】开始实验,教师巡视各小组实验汇报【过渡】历史上,科学家作了大量的实验发现,化学反应前后各物质的总质量不变的规律。【板书】课题1 质量守恒定律【板书】一、质量守恒定律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。【过渡】我们从宏观的角度,发现化学反应前后各物质的总质量是不变的。物质是由分子、原子构成的,你能否从分子、原子的角度来分析化学反应前后各物质的总质量为什么不变呢?【问题3】为什么化学反应前后各物质的总质量不变呢?【动画】【板书】二、质量守恒定律的本质化学反应中,反应前后原子的种类、原子的数目和原子的质量都不改变。【思考】将第一组实验的气球取下,第二组实验的塞子打开再称量,反应前后的质量还相等吗? 学生倾听观察实验现象【回答】化学变化,镁条消失,有气体生成积极思考,结合镁和硫酸反应,比较反应前后物质中的元素种类 学生分析波义耳和罗蒙洛索夫的实验学生分组,相互协作,进行实验,思考,讨论观看,思考,发言,相互补充,得出结论联系生活实际引出质量关系 巩固对文字表达式的认识培养学生思维培养学生的科学研究艰辛的意识及化学史的介绍培养学生分析问题的能力引导学生对实验目的的认识培养动手能力培养观察和语言表达的能力知其然知其所以然观察,分析知识应用,进一步强化课题 【板书设计】课题1 质量守恒定律一、 质量守恒定律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。二、质量守恒定律的本质化学反应前后,原子的种类原子的数目 都不改变原子的质量
质量守恒定律课后自评
丁芬(北京市回民学校) 刘雅丽(北京市宣武分院二部)
本节课我们是按照质量守恒定律的发现过程以及人们认识事物的一般思维过程,层层递进设计的,目的是使学生形成完善的发现问题、提出问题和解决问题的知识体系。
由于授课的对象是陌生的学生,为了拉近师生关系,同时使学生不会因过于紧张而影响正常听课,在课前我用“虽然咱们素不相识,但是咱们之间有可交流的语言——化学”这样一句很随和的话语自然过渡到今天的学科中。
本着“在生活中学习化学,将化学应用到生活中去”的理念,我们用蜡烛、酒精燃烧后看似物质消失了为切入点,引出物质的质量哪儿去了,即本节课的研究内容。
在备课过程中,一开始我们试图按照探究的路线来呈现这节课,但是总是脱不开首先由于老师人为设计的装置问题而误导学生得出:在化学反应前后各物质的总质量有些不变、有些变大、有些变小的猜想;然后再请学生分析为什么会有这样的差异,引导学生我们在测量操作中是否达到了完全称量,若没有,如何作到完全称量?最后请学生再按照改进后的实验装置试验,继而得出化学反应前后各物质的质量总和不变的结论。因而在实施过程中,总感觉是老师先挖坑再填坑。经过反复的总结和实验,最终我们抛弃了常规的质量守恒定律的讲法,在思路上做了大胆的改进,即按照人类认识事物的一般思路从定性认识到定量分析再到理论解释,以“化学反应前后元素的种类改变吗?”“化学反应中,反应前各物质的质量总和与反应后各物质的质量总和之间有什么关系?”“为什么化学反应前后物质的质量保持不变?”三个问题层层递进,环环相扣,将本节课的内容有机的结合起来。同时在细节的处理上,也力求做到使学生不单单是老师手中的棋子,而应该是自己行动的主宰者,作到不仅会动手做,而且知道为什么要这么做。
在课程的具体实施中,首先请学生观察镁和硫酸的演示实验,同过明显的实验现象判断此变化为化学变化,巩固对化学变化和物理变化的认识,同时为质量守恒定律仅适合于化学变化埋下伏笔。在此基础上请同学分析该反应的文字表达式,一方面在知识上进一步明确文字表达式的含义,另一方面让学生有反应物和生成物都是什么的意识,为接下来分析反应前各物质的总质量和反应后各物质的总质量的关系奠定基础。铺垫达成之后,提出第一个从定性的角度认识的问题“化学反应前后元素的种类改变了吗?”,学生根据化学式很容易得出反应前后元素种类不变的结论。继而得出由元素组成的物质也没有消失,那它们的质量哪去了,此时从定性分析化学变化转到定量研究的角度。提出本节课的第二个问题“化学反应中,反应前各物质的质量总和与反应后各物质的质量总和之间有什么关系?”
问题提出后并不急于让学生去回答,而是由此引出在历史上有很多的科学家也很关注这一问题,并且为了寻找问题的答案作了大量的研究。前人栽树后人乘凉,那么我们先来回顾一下科学家的研究历程,看看我们如何站在巨人的肩膀上来完成我们的课题。对于历史的展现,我们并不是为了介绍而介绍,而是将历史应用的淋漓尽致。通过历史不仅让学生明白科学研究的艰难,而且让学生自己去分析波义耳的实验和罗蒙洛索夫的实验的异同,并通过学生自己动脑分析教师板书归纳的方法,比较二者反应前与反应后所称量物质分别是什么,(具体比较过程见表1)从而明确其实验内容相同而结论却迥然不同的原因,同时为接下来实验装置的设置和分析反应前后物质质量的关系应该是指所有的反应物和所有的生成物做好铺垫。学生通过讨论切身体会到比较对象后,再引导学生如果你是科学家,你想怎么做实验,此时学生毫不犹豫地选择在密闭装置中去做实验。
表1 比较波义耳和罗蒙洛索夫的实验
科学家 反应前 反应后 实验结论
罗门洛索夫 m锡 + m N2等+ m O2 + m容器 m氧化锡 + m N2等 + m容器 m锡 + m O2 = m氧化锡
波义耳 m锡 + m N2等+ m O2 +m容器 m氧化锡+m N2等+m O2+m容器 m锡 < m氧化锡
实验是检验真理的唯一标准。下面学生由动脑思考转为自己亲手做实验。介于学生所知道的化学反应不多,老师事先选择了1.碳酸钠和盐酸;2.氢氧化钠和硫酸铜;3.澄清石灰水和二氧化碳气体由明显的试验现象的实验供学生分组操作。由于学生得出应该在密闭装置中操作,因此我们预先给学生提供的都是密闭装置,(具体的装置图见表2)做到反应条件完全一致。此时学生已胸有成竹,知道比较什么,怎么去做,因此个个跃跃欲试,极大地调动了学生的积极性。在学生实验过程中配合实验报告让学生养成边做实验边观察边记录的良好习惯。同时在实验报告中,m(总)反应前 m(总)反应后与m(总)各反应物 m(总)各生成物两组数据的比较,使学生进一步明确比较的对象是所有参加反应的物质的质量与所有生成的物质的质量。
表2 学生实验装置图
1.碳酸钠和盐酸 2.氢氧化钠和硫酸铜 3.澄清石灰水和二氧化碳
通过学生汇报实验结果初步得出结论,化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。此时,教师通过对质量守恒定律的曲折发现史的深情讲述,使学生产生强烈共鸣,并体验成功的喜悦。此时学生已经可以用自己语言描述质量守恒定律了。
在此基础上,教师趁势引导学生物质是由分子原子构成的,能否从微观的角度解释质量守恒定律本质,在学生讨论和观看“电解水中各微粒变化”动画的基础上,师生共同总结质量守恒定律的微观本质:
原子种类不变(与第一个问题元素种类不变互应),
化学反应前后 原子个数不变,
原子种类也不变(原子是化学变化中的最小微粒,质量是物质的固有属性)
最后总结这节课我们从定性和定量两个角度分析了质量守恒定律,并着重抓住本节课中定量研究方法是科学研究的重要方法之一。
总之,在本节课的教学中,采用自主、合作、启发性学习的方式,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。
该课较好地完成了教学目标,所引用的史实和实验都能充分的利用。在整节课中,学生都在积极地参与,因为我认为不仅学生动手操作是新课程的理念,而且学生不断的动脑思考更是新课程所倡导的。在活动与探究中,引导学生认真完成实验和做好结果记录,对实验现象进行思索归纳,并与同学、教师进行交流和讨论,得出结论。这些实践活动不但有利于学生获得知识技能,也培养了学生认真扎实的科学态度和科学探索的学习方法。
第五单元 课题1 质量守恒定律
北京海淀区教师进修学校附属实验学校 裴立英
教学目标 知识与技能:1.认识质量守恒定律的客观存在,在感性认识的基础上理解质量守恒定律的含义2.从微观的角度解释质量守恒定律――化学变化中,反应前后原子的种类、数目、质量均未增减过程与方法:1.能依据实验目的初步完成和设计一些简单的化学实验2.通过实验选取的讨论和分析,初步体会到分类研究的科学思想3.体会科学探究过程中,“提出假设-实验验证-得出结论-结论分析”的一般过程4.通过化学发展史的介绍,初步体会定量研究的科学价值情感态度与价值观:通过实验探究,发展学生严谨求实的科学精神
重点难点 教学重点:用科学探究的方法认识质量守恒规律教学难点:从微观的角度分析质量守恒定律的本质
仪器设备 仪器:电子天平、烧杯、锥形瓶、带玻璃棒的单孔赛、滴管、带滴管的单孔塞。用品:气球、火柴、药匙、矿泉水瓶、细沙药品:硫酸铜溶液、碳酸钠粉末、稀盐酸、氢氧化钠溶液、白磷。
主要方式 “问题+资料”的教学方式;学生亲自动手实践
教学过程 师生活动 设计意图
引入 背景介绍[教师讲解]拉瓦锡所处的18世纪,化学正处在危急时刻 让学生初步体会定量研究的科学价值
提出假设 [观看短片] 拉瓦锡的假设[归纳] 反应前后物质总质量相等 明确假设
实验验证 选取方案[学生讨论] 选择哪些方案完成实验?[教师引导] 分类选择实验方案的意识 引导学生学会分类选择实验
分类验证[教师演示] 没有气体参加、也没有气体生成的实验(氢氧化钠和硫酸铜的反应)[学生实验] 没有气体参加、但有气体生成的实验(碳酸钠与稀盐酸的反应)[教师引导] 学生实验的目的、方案设计的简约原则、对待误差的态度[学生讨论] 要将所有生成物的总和计算在内 体会分类研究的思想;并通过实验最终认同质量守恒的猜想
[教师演示] 有气体参加、没有气体生成的反应(白磷燃烧)[学生讨论] 要将所有反应物的总和计算在内[学生讨论] 既有气体参加、又有气体生成的反应(蜡烛燃烧)[教师引导] 反应物中的过量物质不能计算在内
史实验证[观看短片] 拉瓦锡用多年的大量实验验证质量守恒定律
得出结论 [学生归纳] 质量守恒定律的内容[教师强调] 定律中的关键字
结论解释 [学生讨论] 分析质量守恒的根本原因[教师引导] 化学变化的本质是什么 引导学生透过宏观现象找到微观实质
小结 [学生小结] 从知识和科学方法两个方面进行小结 提升学生总结归纳的能力
附录1:学生实验装置说明
实验装置说明 实验装置说明
附录2:学生学案
第五单元 课题1 质量守恒定律学案
假设:化学反应前后,物质总质量不变
实验验证:
类别1:反应物、生成物中都没有气体选取的反应:氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应 (氢氧化钠+硫酸铜→氢氧化铜+硫酸钠)实验现象:数据记录:反应前的总质量:______________ 反应后的总质量:_____________________
类别2:只有生成物中有气体选取的反应:碳酸钠粉末与稀盐酸 (碳酸钠+盐酸→氯化钠+水+二氧化碳)实验现象:数据记录:反应前的总质量:_____________ 反应后的总质量:_____________________实验分析:从以上反应中,你体会到的关键词是什么?________________________________
类别3:只有反应物中有气体选取的反应:白磷燃烧 (磷+氧气 五氧化二磷)实验现象:数据记录:反应前的总质量:_____________ 反应后的总质量:_____________________实验分析:从以上反应中,你体会到的关键词是什么?________________________________
类别4:反应物、生成物中都有气体选取的反应:蜡烛燃烧 (石蜡+氧气 水+二氧化碳)分析:根据假设,在此过程中,_________________________________________________的质量等于___________________________________________的质量。实验过程:略(在学习酸碱盐的知识之后,我们将探讨如何更准确的收集生成的物质,此实验将在以后的学习中加以补充)
科学家的大量精密实验小资料其实,早在1756年,俄国的罗蒙诺索夫就提出了质量守恒的假说。但是,由于缺乏大量实验的验证,并没有得到人们的广泛认同。后来,拉瓦锡用了几年的时间,加热、分解、蒸煮、混合了他所能得到的几乎所有物质,用精确定量的实验和大量的实验事实对此假设重新加以论证。质量守恒定律终于成为化学界广泛应用的一条基本定律。
结论:
请用自己的语言,科学规范的描述这一猜想的内容。并注意以上的关键词。
结论的解释:质量守恒的根本原因是什么?
______________________________________________________________________________
板书设计:
课题1 质量守恒定律假设:化学反应前后物质的总质量相等实验:分类研究结论: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。解释:化学反应前后,原子的数目、种类、质量均不变
《质量守恒定律》教师课后反思:
一、学生给我的启示
这节课下来我问学生有何收获又有何困惑时,学生说学到了质量守恒定律的内容和本质原因,另外还知道了化学上微观和宏观之间是有联系的,再有研究问题时要有分类研究的意识;另外最大的困惑是为什么要学质量守恒定律,定量研究都研究什么,就是称量总质量吗?
一节课学生收获什么其实是对教师教学情况的真实评价。课堂是我们教师的主阵地,课堂内容及活动的设置都是围绕着教学目标展开的,我们并不应该只停留在教给学生多少知识和基本技能,而是要更多地关注如何利用自己的课堂让学生体会到本学科的思想和学科方法,培养学生用学到的知识解决实际问题的能力。但是很多时候我们关注最多得还是知识和技能,最初我设计课时也出现了这种问题,觉得这节课目标就是让学生通过实验得出质量守恒定律的内容,并能分析其本质原因,试讲下来总是觉得课堂没有生机、也没有内涵。经过专家及老师的指点,才意识到是自己教学目标的问题,于是重新审视和挖掘隐性的教学目标,以知识和技能目标为载体,重点在学生实验的过程中培养学生的科学探究方法和分类研究的科学意识;同时建立知识间的联系,由质量守恒定律和其本质原因让学生体会微观与宏观的联系即“见微而知著”的学科特点。
这节课下来学生真的不仅在知识上有收获,还对学科思想和方法有了一定的体会。但同时学生提出困惑的地方其实这也正是教学目标挖掘的不足之处,虽然也提出了质量守恒定律的地位和重要性,但并没有让学生感到从此我们的学习也随之进入了定量研究的的阶段,再有定量研究可以从哪些方面进行研究,并没有帮学生打开思路。新形势下我们要想把握好自己的课堂主阵地,就需要深挖教学目标,抓住教育契机。
二、教学环节的设计体会
这节课老师们都是通过实验探究得出反应前后物质的总质量相等,对于化学反应前后物质的总质量不变的结论学生通过实验很容易得出,但是学生能真正理解并规范说出质量守恒定律的内容难度很大,这其实也是学生是否真的理解质量守恒定律的体现,对于质量守恒定律的内容及其理解是本节课的重点也是难点,这节课我铺设了小的台阶来解决这个难点的,使学生通过实验探究能用自己话总结出质量守恒定律的内容。
学生的实验探究,我先让学生讨论用那些实验来验证,引导学生依据气体分类研究,在接下来的四个实验的处理上我把难点分散且设置了梯度。实验顺序先易后难,第一个实验时没有气体的简单实验,我选择了教师演示,主要目的给学生的实验操作及技巧方面起了示范作用(称量前后两次总质量),为后面学生自己动手实验打下了基础;接下来第二个有气体生成的实验,学生完成相同的实验,并不是完全放开让学生做去,而是先让学生明确实验目的、讨论实验步骤,以提高实验效率;实验过程让学生体会成功的关键在哪里,学生很容易得想到要把生成物所有的质量称量;第三个实验有气体参与的燃烧反应选取了白磷燃烧的反应,由于白磷有毒我选择了演示实验,但是有了前面学生的实验,学生很容易能告诉我该如何操作,其实是我们共同完成了实验,然后问学生这次实验的成功你觉得最关键的在哪里,学生很容易想到要把所有反应物质量称量;最后第四个反应是有气体参加也有气体生成的反应,这里并没有在做实验而是由学生分析是否还会像前三类反应那样存在质量相等的关系吗,追问究竟是什么质量与什么质量相等呢?引发学生思考是参与化学反应的各物质总质量相等。经过实验学生能体会到质量守恒定律应该是参加化学反应的各物质的总质量,等于各生成物的总质量,达到了预期的效果。但是在第四个实验引导学生分析时,举的例子是木炭燃烧时是什么的质量相等,比较抽象,学生理解起来较难,而且当时我的引导也没有到位,致使一部分学生没有体会到教师的意图。
三、教学内容的选择体会
一堂课不可能面面俱到,所以应根据教学目标进行有效的取舍才能突出重点,本节课重点不是在学生使用天平的基本技能上,所以大胆的使用电子天平,让学生能通过直观的数据得出正确的结论,有更多时间对实验进行深入的分析。实验的处理,没有设计成开放的实验,因为这对学生是有难度,也很容易占去大部分时间致使冲淡重点。有关用质量守恒定律来解题在本节课也没有涉及,为的是让学生先有比较强的感性认识,在下一节课对质量守恒定律多角度进行分析和应用。
四、新课程背景下,教师在课堂上的作用反思
通过这次比赛让我意识到了另一个需要改进的地方:课堂上教师角色如何定位,怎样做到学生是课堂的“主体”。并不应该一味的从教师的角度出发,为达到什么样的教学目标,按着既定的教学设计上课,教师在课堂上随时关注学生思维和活动过程,给学生及时的引导和帮助,把握课堂上学生展现出的教育契机,教师和学生有机地融在一起,把课堂交给学生,让学生做课堂的主人。
质量守恒定律教案和反思(四)
作者:裴立英 文章来源:本站原创 点击数: 4995 更新时间:2006-12-10
《质量守恒定律》第1课时教学反思2
海淀区教师进修学校附属实验中学 裴立英 海淀区教师进修学校 刘江东 《质量守恒定律》第1课时的教学设计我在两周内五易其稿,也讲了五次,在这过程中有从始至终没有修改的内容、有被删减的内容、有调整顺序的内容、也有尚未解决的问题。一、 一直未作修改的内容,可以认为是成功之处。1、采用探究式学习和小组合作学习这种方式一直未变,五节课学生对于探究活动这种形式均表现出浓厚的兴趣,体现了探究性学习是符合学生心理需求的,能够增加学生学习化学热情和兴趣。2、当学生通过实验得出“反应物的质量总和等于生成物质量总和”的结论后,为了完善质量守恒定律时设计了这样一道题:已知12 g木炭与32 g氧气恰好完全反应,则生成 的二氧化碳的质量是_______ g。12 g木炭与40 g氧气充分反应,则生成 的二氧化碳质量是_______ g。 先通过计算12 g木炭和32 g氧气恰好完全反应生成的二氧化碳的质量,将学生的直观结论——化学反应前后体系质量不变,转变为反应物的质量总和等于生成物的质量总和。再通过计算12 g木炭和40 g氧气充分完全反应生成的二氧化碳的质量,造成学生的矛盾冲突(学生分别得52 g、44 g或者大于44 g),通过学生之间的交流,统一学生思想,强化“参加反应”这一前提条件。再通过整个体系质量不变(都是52 g),说明未反应的物质质量对体系质量没有影响,推广到学生所做的几组实验,从而实现了从学生直观结论到质量守恒定律的转变,整个过程流畅自然,有说服力。解决了设计的实验均是测定反应前的体系和反应后的体系质量是否相等,将参加反应的与未参加反应的物质、还有容器混在一起称量。如何抽茧剥丝,只分析参加反应的物质质量与生成物的质量关系的问题巧妙地得到了解决。同时通过具体数据的使用引入定量思想,并为后面教学中引入了定比的伏笔。3、实验的改进和创新可以提高活动效率,增强实验效果。五次课均使用了改进后的实验装置,学生觉得很新鲜、有趣,提高了学习兴趣。4、 科学方法的总结和归纳有利于知识的升华、能力的提高。二、 变化较大的部分,从本次活动中获得的经验1、要备好学生。在第一次上课时,设计思路是学生提出问题、设计实验、实施实验、改进实验、直到得出结论。过分追求了探究活动的“大而全”,讲课时从提出问题就遇到了极大的困难,当时是这样引入的:“化学反应时,除了物质种类发生改变、伴有现象发生外,你们还对哪些感兴趣?”,学生的回答是“高锰酸钾为什么是紫红色”等非常具体的问题,而根本想不到要研究反应前后物质的质量变化。出现反差的原因是没有了解学生的想法和知识水平,备学生这一环节没做好。同时对学生的实验能力也估计不足,导致实验还未完成下课铃已响了。2、探究活动要“抓核心、抓关键”,不要流于形式。第二次课时我将实验操作步骤已明确写在学案上,同学们很顺利地完成了实验并给我节约了大量时间,因此后面的教学变得很流畅和完整。课后听课的老师形成了截然不同的两种观点:有老师认为这课上的非常好,而有老师则认为非常失败。我仔细思考后接受了后者的观点,体会到这样的探究活动是机械性的、形式上的,对学生科学素养的培养无多大帮助。于是第三次课改为由各小组自己将实验设计和实施实验一起完成,但教学中发现学生有点手足无措,耽误了很多时间,甚至活动无法继续下去。课后总结发现学生对科学实验的方法并不清楚,他们大多不知道实施实验前要有详细实验方案。在第四次课时,采用了各小组先讨论实验方案,组间交流,全班统一实验步骤并记录在黑板上,接着各组按步骤实施实验。课后有老师提出了本次活动的核心是什么?是讨论实验步骤吗?还是让学生熟悉科学实验的程序并将其内化,提高科学素养?既先进行可行的实验设计,再按设计实验。于是第五次课采取了先请学生思考做实验前先要做什么的方式,学生回答要有实验设计,当各小组成员讨论认可本组实验方案后再进行实验,起到了培养学生科学实验方法的的目的,也是探究学习的核心和关键。质量守恒定律教案和反思(三)
作者:莫慰 文章来源:本站原创 点击数: 3998 更新时间:2006-12-7
课题1 质量守恒定律怀柔区第五中学 教师:莫慰一、教学目标(一)知识与技能:1、通过对化学反应中反应物与生成物质量测定,理解质量守恒定律的内容,能用质量守恒定律解释化学反应中物质的质量关系。2、能用微粒的观点说明质量守恒的本质原因。 3、通过对实验的操作与观察,培养学生的实验操作能力及观察分析能力。(二)过程和方法:1、使学生初步认识科学探究的意义和基本过程,能提出自己的观点,进行探究活动。2、通过对化学反应前后物质质量的测定,培养学生定量研究问题的能力和逻辑推理能力。(三)情感态度与价值观:1、培养学生的合作意识及勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神。2、主动与他人讨论和交流,表达自己观点,让学生在学习中学会合作。二、教学重点和难点教学重点:理解质量守恒定律的内容普遍意义的及化学反应前后质量守恒的原因。教学难点:质量守恒定律的理解及应用。三、教学设备 实物投影仪、电脑、实验仪器和药品四、主要教学方式 实验探究五、主要教学过程 教 学 过 程 设 计教学环节教 师 活 动学 生 活 动设计思想 引入新课[导入]分析下面这个化学反应: 点燃碳 + 氧气 二氧化碳C O2 CO2在这个变化中,什么发生了改变?肯定学生的各种答案,引出问题。学生思考、回答:1. 物质发生改变2. 分子发生改变3. 状态改变……复习旧知识,便于新授课的讲授。提出问题猜想与假设[提问]以上分析了化学变化中“质”的变化,那“量”是否改变呢?你认为化学反应前后质量会怎样变化?[展示]二三百年前两位科学家的“争论”,他们谁对谁错呢?今天让我们像科学家一样,用实验来探究化学反应前后质量的变化情况。展开联系与猜想:化学应前后质量会减少 化学应前后质量会增加化学应前后质量会不变初步判断产生探究的愿望让学生提出假设,激发求知欲,进入主动探究的状态。实验探究收集证据探究过程 1、教师演示,提供支持2、展示实验基本操作天平的使用 药品的取用3、小组成员分工合作,设计实验方案,按方案实施(动手实验、观察现象、记录数据)、组内讨论、得出结论指导学生分组实验、分析实验,形成结论。观察、分析领会操作要点组内进行分工(做实验、观察、记录)巩固基本操作要点,突破实验中的障碍。在实验中培养学生的各项能力。向学生渗透科学研究的方法,为学生创造实践、合作的机会。形成解释组间交流小组汇报、组间交流(质疑、知识共享)1. 组织学生汇报:怎么做的?得到什么结论?教师提倡学生提出质疑,发表自己的看法。汇报本组实验。得出结论:化学反应前后物质的总质量没有改变。培养学生表达能力,通过质疑激发学生探究问题的积极性,让学生主动交流,知识共享。形成结论[讲述]我们通过实验体验到了化学反应前后质量守恒的事实,但形成规律却不是一两个实验就能说明的。[展示]科学家发现质量守恒定律的过程[板书]质量守恒定律内容领会科学家对真理的探究精神。记录、领会使学生体会一个科学定律的得出是一个曲折、漫长的过程,是几代科学家不懈求真、求实的过程。分析实质[引导]化学反应前后为什么质量会守恒?我们从微观角度去考虑。[展示]多媒体课件形象展示分子、原子变化情况。分析在此过程中什么没有改变。[板书]质量守恒定律的原因 观看、分析、回答:原子的种类、数目没变记录、领会用微观动画帮助学生理解质量守恒实质,突破难点。小结[讲述]本课我们认识了质量守恒定律的内容及原因,我们知道在化学反应中质量守恒、原子守恒、元素守恒。 领会及时小结,让学生在头脑中理顺思路,理解本课重点。作业将所学化合反应的文字表达式改写成化学方程式板书设计:课题1 质量守恒定律一、 内容:参加化学反应的各反应物质量的总和等于反应后各生成物质量的总和。二、实质: 化学反应前后原子的种类、数目和质量均不发生变化
教 学 反 思
莫慰(解林山怀柔第五中学)
解林山(怀柔区教科研中心)
一、教学设计特点分析
本节课坚持“教与学、知识与能力的辩证统一”和“使每个学生都得到充分发展”的原则。在教学过程中以学生实验探究为主线,将学生分为五个小组,通过组内合作、组间交流的形式,让学生通过自己设计实验,亲自观察、体验、讨论、辩论等一系列活动感知质量守恒定律,从而达到培养学生多方面的能力,并让学生体味科学探究的基本过程和方法。整个教学过程以“设置问题,创设情境——建立假设,活动探究——解释应用,拓展提高——交流收获,体验成功”四个环节组织教学,这节课体现以下特点:
1.以最佳的师生互动,实现开放性和实效性的双赢。
本节课充分体现了较强的教学开放性,给予了学生较大的分组实验的时间和空间,并没有在学生动手实验之前先交流实验步骤和方案,而是通过在学生分组实验过程中以亲切、自然的情感与学生融为一体来形成最佳的师生互动,充分发挥教师对学生分组实验过程的帮助、支持、交流、引导的作用,最终来落实教学的实效性的。
2.将“以学生为本”的宗旨落到实处。
教学过程中既给学生提供了充分的动手、动脑、动口的机会和空间,又敢于让学生在实验中出错,走弯路,特别是对一个小组在实验出错后还要求进行实验改进时,为了使他们不留下遗憾,做出了删减一些教师演示实验的决定。让他们成功地完成了实验改进,这一举动也成为了本节课的一个亮点,也充分体现了以学生为本的宗旨。学生也真正体验了探究味道,也像科学家那样发现了问题、解决了问题,这样的学习过程既有利于新知识在学生头脑中形成,又有利于学生掌握科学的学习方法和研究方法。
3.为学生实践能力和创新精神搭建平台。
本课的实验探究没有停留在形式上的探究,没有为学生设置实验步骤和实验装置图,只是给出能够发生化学反应的几种药品和简单的仪器,让学生自主设计可以测定化学反应前后质量变化情况的实验,促使学生有效利用已有的知识和经验,挖掘小组成员的个人智慧和分工合作的潜能,创造性地解决问题,既培养了学生动脑和动手能力,又激发了学生创新意识。在表达和交流过程中教师有意识的鼓励学生充分发表自己的意见,不压抑学生思维,不管实验装置设计的对或错,都不忙于作出结论,让学生在讨论、争议中得到结论,从而达到突出重点、突破难点的目的。
二、呈现的问题与改进方案
1.教师提出的问题未能激起学生的争议。
课题定位在“化学反应前后物质质量变化的研究”,学生在上课前做了充分的预习,当教师提出问题“你认为化学反应前后物质的质量会发生什么样的变化”时,没有出现预想的争论场面,学生都认为质量保持不变,深入挖掘学生为什么有这样的想法时,学生根据所学知识竟能回答出质量守恒的原因了,这样的问题没有激发起学生的争议,反而使教师陷入尴尬的局面,不如不提。
改进1:以“蜡烛燃烧秤量的实验作为启动和驱动性问题”进行引入,再提出问题“你认为化学反应前后物质质量的变化情况有几种可能?”这样诱发学生根据生活常识、化学反应中的现象来进行猜测。
改进2:也可以不用学生猜测,直接用化学史引入:展示两位化学家的争论,你站在哪一方?(简述理由)让我们用实验来证明你的观点吧!这样更直接,当学生推翻波义尔的结论时,会收获到更大的成就感。
2. 教案的设计对实验及学生的差异考虑不周。
在开展探究活动时,教师设计了四个实验,一个教师演示实验为学生探究活动提供支持,三个学生分组实验。学案上只呈现了演示实验和本组选择的实验的资料,因三个分组实验及学生个体存在差异,完成实验的时间相差了二、三分钟,先完成实验的小组只有观看的机会,而没有再思考、再设计的实验资料。
改进:将四个实验的仪器、药品都呈现在实验学案上,教师鼓励优先完成实验的小组再设计其他小组的实验,这样更有利于进行比较和交流,使探究活动中学生的参与程度提高。
3.落实知识的实效性还没有完全到位。
依据教师的演示实验和学生的分组实验进行分析并得出质量守恒的结论,使学生只是停留在化学反应前后质量是相等的,但没有始终重申“参加反应的物质和反应后生成的物质”的问题。(因为实验中有未参加反应的物质)
改进:在实验得出质量守恒的结论基础上,认真分析参加反应和反应后生成的物质是什么、计算质量总和都包含哪些物质的质量。
质量守恒定律教案和反思(五)
作者:佟威 文章来源:本站原创 点击数: 6905 更新时间:2006-12-16
佟威 北京西城区第三十五中学教案:第五章课题1 质量守恒定律一、教学目标【知识与技能】1.理解质量守恒定律的内容,并能用微粒的观点对质量守恒定律作出解释。2.学会应用质量守恒定律解释一些简单的实际问题。【过程与方法】3.在发现质量守恒定律的实验探究活动中,初步体验科学探究的主要过程。4.在实验探究活动中,发展分析问题及推理能力,初步领悟从宏观到微观、从现象到本质的认识方法。【情感态度价值观】5.在实验探究活动中,进一步形成勤于思考、乐于钻研的学习品质。6.借助质量守恒定律发现史实,学习科学家不畏艰辛、执着追求的精神。二、教学重点及难点【教学重点】在探究实验活动中,体验发现质量守恒定律的主要历程,初步构建科学探究的基本框架。【教学难点】学习对宏观的化学反应事实进行微观的解释。三、教学设备【多媒体】 电脑、投影仪、展示台、升降台【仪器及用品】托盘天平(砝码)、小烧杯(带刻度)、微型烧杯、锥形瓶、小试管、单孔橡胶塞、导气管、小气球、坩埚钳、酒精灯、石棉网、镊子、药匙、滤纸、火柴、砂纸、棉线【药品】 白磷、铁钉、硫酸铜溶液、镁条、稀盐酸、碳酸钠粉末等四、主要教学方式实验探究式
五、主要教学过程
【教学过程流程图】
教师活动 学生活动 设计意图
[引入]展示多彩的化学变化组图。化学变化的特征和本质,伴随发光、放热、变色等反应现象,能量有改变。 [观看][认同]化学变化的特征。化学变化中能量可能会有变化! 从学生熟悉的化学知识引入新问题。
[提出问题]化学反应前后物质的质量有没有变化呢? [思考] 化学变化中质量可能会有变化吗? 明确研究课题。
[作出假设]引导学生经过思考作出假设。[PPT]研究质量守恒定律的著名的科学家研究这个问题时,可能的一些思想火花。 [大胆猜想]改变或不变,简单阐述依据。[思考]假如我是化学家,我想……我要……我做…… 初步体验发现质量守恒定律的史实。感受科学家科学严密的思维方式。启发学生进行探究的思路和方法。
[指导探究] [PPT]1.引导学生分析探究实验白磷的燃烧的反应特点。 [指导探究] [PPT]2.引导学生分析探究实验铁钉和硫酸铜溶液反应的特点。 [指导探究]托盘天平的使用方法实验操作的要求[指导实验]巡视并指导全体学生进行实验,重点关注正常和异常实验结果。 [思考回答]1.白磷燃烧的反应物有固体和气体,生成物是白色固体(白烟)。在点燃的条件下反应。有发光、放热等现象。气球起缓冲气压和密封管口的作用;加热的导管在瓶内引燃白磷,保证反应在密闭体系内进行。 2.铁钉和硫酸铜溶液的反应物是固体和液体,生成物也是固体和液体。 [分组实验][记录]实验现象及实验数据。[交流]汇报实验结果。 培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 关注实验装置细节设计,增长解决问题的经验。 在实验探究中,初步体验科学探究的过程。训练学生的实验技能,逐步树立合作与交流的意识。
[引导归纳]以白磷燃烧的实验为例,引导学生归纳出质量守恒定律。[板书]课题1 质量守恒定律一、质量守恒定律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。 [思考回答]白磷和参加反应的氧气的质量总和与生成的五氧化二磷的质量相等。 [记录][体会]质量守恒定律的重要内涵。 初步学会运用归纳、概括的方法对实验结果进行分析处理,形成科学的思维方法。
[介绍]质量守恒定律的发现史。科学家、年代、实验简介和对科学的贡献。
[倾听]化学史实。[感慨]科学研究的曲折历程。 体验发现质量守恒定律的史实,感受科学家执着追求真理的精神。
[过渡]为什么在化学反应前后,各物质质量总和相等呢? [指导活动]学生动手拆装分子模型。[讲解]活动规则。[指出]鼓励认真观看,积极发现过程中的问题。 [Flash展示]电解水的微观过程。 [观看] 电解水的微观过程。 [动手活动]小组拆装分子模型的竞赛。模拟电解水的微观过程,体会分工合作的必要性,并能用微粒的观点对质量守恒定律作出解释。 [思考]化学变化的微观实质:分子破裂,原子重组。 直观展现电解水的微观变化过程,帮助学生搭建起宏观物质和微观世界的桥梁。进一步感受化学反应的微观情境。学习从微观解读认识质量守恒定律。
[引导归纳] 质量守恒定律的微观解释。[板书]二、质量守恒定律的微观解释化学反应前后原子的种类、数目和质量都没有改变。 [思考回答]化学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。 培养学生分析及推理能力,初步领悟从宏观到微观、从现象到本质的认识方法。
[创设情境]镁条在空气中燃烧前后质量有没有变化?为什么?[演示实验] 镁条在空气中燃烧前后质量的测定。 [启发]镁条在空气中燃烧前后质量变化的可能的原因。 [思考] 镁条在空气中燃烧的反应特点。[回答]不变,质量守恒。变大,镁结合了空气中的氧气,质量增大……[观察]实验[分析回答]镁条燃烧时产生大量白烟,损失的氧化镁的质量大于参加反应的氧气的质量。 用质量守恒定律解释一些简单的问题,加深对质量守恒定律的理解。 用实验事实作依据,只有实验才是化学的最高法庭。
[拓展]介绍质量守恒定律的发展。 [初步感知]质量守恒定律的发展,认识科学是不断发展的,永无止境。 初步建立科学的发展观。
[小结]谈谈学完本课题,你的收获。 [交流]知识、实验探究方法、化学史实、科学发展永无止境、科学家的精神等等 进一步巩固学习内容。
[板书设计] 课题1 质量守恒定律一、 质量守恒定律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。二、 质量守恒的微观解释化学反应前后,原子的种类、数目和质量都没有改变。
《质量守恒定律》一节的设计思路与课堂实施
北京西城教育研修学院 王磊 张旌
北京35中初中部 佟威
一、背景资料
质量守恒定律的发现与化学定量研究
在18世纪末至19世纪,化学的研究与其他自然科学一样,由收集、记录资料为特征的经验描述阶段,逐步过渡到以整理材料、找出材料之间的内在联系为特征的理论概括阶段。化学从定性研究的方法向定量研究的方法发展。为了进一步弄清物质的组成及化学变化中反应物、生成物之间量的关系,化学家做了大量的研究,并建立了一些基本的化学定律,如质量守恒定律、当量定律、定比定律和倍比定律等等。质量守恒定律的发现与“燃素说”有很大关系。可以说质量守恒定律的提出,产生于对“燃素说”进行验证的研究中。“燃素说”几乎解答了当时生产实际和化学实验中所提出的全部问题,但是,随着实践的不断深入,到了18世纪,通过对燃烧现象的深入研究及对气体的多样性和空气的复杂性的认识的不断发展,“燃素说”越来越难以自圆其说。特别是18世纪后半叶,新的化学发现导致了俄国著名化学家罗蒙诺索夫对质量守恒定律的发现。
事实上,在17世纪上半叶,质量守恒定律的原理已经被一些化学家无意识地应用于科学研究了。从17世纪下半叶由于定量实验的广泛应用,质量守恒定律实际山已经得到了人们的直观承认。当时许多化学家在进行实验时都自觉或不自觉地运用这一原理。18世纪的化学大师舍勒、卡文迪许、普里斯特里都曾经在自己的实验中,无意识地应用质量守恒原理,获得了许多重要的成果。可惜他们虽然精于实验。却不愿意对实验的成果作出进一步的理论分析,无一人对此原理作出清晰的阐述。
荣誉只好让给具有卓越思维分析力的拉瓦锡。拉瓦锡在他从事科学研究的开始,就认识到精确的科学测量的重要性。1774年,拉瓦锡用比较精确的定量实验研究了氧化汞的分解和化合中各物质的质量的变化关系。通过多次定量实验,拉瓦锡也得出了与罗蒙诺索夫相同的结论:在化学反应中,不仅物质的总质量在反应前后保持不变,而且物质中所含的任何一种元素的质量也保持不变。在他编写的《化学纲要》一书中,第一次用清晰的语言将质量守恒定律表达出来。书中他就论述经过发酵制酒精时指出:无论是人工的或是自然的作用都没有创造出什么东西。物质在每一个化学反应前的数量等于反应后的数量,这可以算是一个公理。由于18世纪的科学认识水平和使用手段的限制,不论是罗蒙诺索夫还是拉瓦锡,他们的测量都不够精确,小于0.2%的重量变化就测不出来了。直到1912年,英国化学家曼莱做了一个精确度很高的实验,误差不超过0.0001 g,他用更有说服力的数据,进一步证实了质量守恒定律。1789年,拉瓦锡通过对葡萄酿制过程的分析,证明了质量守恒定律也适应于有机物,为有机物的定量研究奠定了基础。拉瓦锡是明确指出把“量”作为衡量尺度对化学现象进行实验把近代化学推进到定量研究的水平。这之后,定量化学实验研究被大规模开展起来,定性和定量相结合,导致出无书大量化学发现。
二、教学设想
本课题《质量守恒定律》是学生接触的第一个定量实验,根据科学家发现质量守恒定律以及定量实验研究的化学史实资料背景,根据学生已经学习了一些化学变化,也在物理学习中认识了能量守恒的知识,为进一步定量地研究化学反应,学习书写化学方程式以及化学方程式的计算,学习质量守恒定律十分重要。在教学中应该突出质量守恒定律的发现过程化学家的不懈追求,突出质量守恒定律的发展对化学科学发展的深远影响,突出定量实验的测量结果受科学技术发展的影响,同时定量实验还必须具有结果的可重复性,这正是进行科学探究的恰当素材。
整体优化的教学设计,力图体现引导学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。在课堂教学中,教师通过创设以质量守恒定律的发现史实为学习的背景,以科学家的执着追求真理的精神为学习的内驱力,以学习定量化学实验研究方法为过程性体验,以学生主动参与探究发现质量守恒定律探究实验活动为学习方式,以学生归纳、解释质量守恒定律为学习的核心知识,以灵活应用质量守恒定律解释简单问题为学习的目的。具体的实验探究活动的主要特点是突出了两条主线:
第一条主线是以科学家探究质量守恒定律的化学史料为线索,引导学生站在巨人的肩膀上,沿着科学家探究的线路,体会科学探究的成功与失败,感悟科学研究的曲折历程,学习科学家执着追求真理的精神。第二条主线是引导学生学习化学定量实验的研究特点,在探究中体验科学探究的主要环节;课堂教学围绕着两条主线渐渐展开,伴随着探究活动逐渐深入,最终实现课堂教学的三维目标。
注重以学生为本,本节课学生通过亲身经历和体验科学探究活动,增进对科学的情感,学习科学探究的方法。在实验的过程中,体验质量守恒定律的形成过程,带领学生领悟从宏观到微观、从现象到本质的认识方法。教师关注每一位学生的参与,让学生自己发现问题,寻找可能的原因。教师不断地引导学生思考什么,怎样去思考,怎样分析推理,怎样才能得出正确的结论,怎样去伪存真,怎样用实验事实为依据,以及创设活动并指导学生亲自动口、动手、动脑参与到实践活动中。教师调整自身的位置,成为学生学习活动的设计者、组织者、参与者和指导者,较好地突出学生的主体地位,突出学生思维过程的展示,突出学生亲历探究的过程,培养了学生的自主探究意识和实践能力。
综上所述,本节课确定的教学目标、重点和难点分别是:
〖教学目标〗
(1)理解质量守恒定律的内容,并能用微粒的观点对质量守恒定律作出解释。
(2)学会应用质量守恒定律解释一些简单的实际问题。
(3)在发现质量守恒定律的实验探究活动中,初步体验科学探究的主要过程。
(4)在实验探究活动中,发展分析问题及推理能力,初步领悟从宏观到微观、从现象到本质的认识方法。
(5)在实验探究活动中,进一步形成勤于思考、乐于钻研和善于合作的学习品质。
(6)借助质量守恒定律发现史实,学习科学家不畏艰辛、执着追求的精神。
〖教学重点〗
在探究实验活动中,学生体验发现质量守恒定律的主要历程,并能初步构建起科学探究的基本框架。
〖教学难点〗
(1)理解质量守恒定律的关键词。
(2)学习对宏观的化学反应事实进行微观的解释。
〖教学方法〗
以化学实验探究为主的综合启发式教学方式。
三、教学实施
课堂教学沿着科学家的研究思路,逐渐地环环相扣地展开。
环节一、科学探究应思考的问题
第一次展示,将具有代表性的三位科学家头像按年代出示为并列式,预示科学研究的前赴后继。首先,思考:科学家如何确定研究目标,即他们想作什么?其次,科学家研究的必要性,即为什么要作研究?第三,科学家如何确定研究方案,即我们怎么去作?第四,科学家如何面对失败,即出现错误如何进行调整,发现问题,找出症结,调整方案,逼近成功。教师为学生创造较为真实的情景,指导学生重走科学探究的模拟路线,真实地体验科学探究过程,体会到发现规律的成功。教学起始教师通过PPT展示,简要地概括了科学家研究时可能会遇到的一些问题,引导学生进行科学的思考:选择怎样一个化学反应?选择什么测量仪器?选择怎样的反应容器?怎样控制反应条件?怎样使实验的结果具有多次可重复性?从而帮助学生清除了进行实验探究过程中可能遇到的困难。
环节二、学生实施实验探究及得出结果
学生分组进行实验探究白磷燃烧、铁与硫酸铜溶液反应,独立完成实验报告的填写,并将自己的实验结果汇报给大家。值得一提的是在实验过程中,学生体验了现代科技发展对科学实验的推进,率先使用了精确度0.01 g的电子天平,由于电子天平的引入课堂,给大家的实验带来的是更加的精确和便捷,给学生提供了更充裕的时间思考,使模仿科学家遇到的问题如何进行思考,模拟科学家实验探究相对的一个完整过程成为可能,大大地提高了40分钟课堂教学的实效性,这一教学策略有效地突出了在探究实验活动中,体验发现质量守恒定律的主要历程,并能初步构建起科学探究的基本框架。
环节三、学生自己得出质量守恒定律
通过以白磷燃烧为例,分析测得化学变化前后质量不变,教师通过设计PPT,用直观的图示法展示了氧气过量时,化学反应前后物质质量不改变,究竟是哪一部分没有参加反应,细致、翔实地分析了称量反应前后没有改变的是什么,变化的是什么,从而帮助学生自己推出质量守恒定律的内容,深刻地理解“参加化学反应的反应物的质量总和等于反应后各生成物的质量总和”中的“参加”、“质量总和”等关键字词的实际意义,这一教学策略有效地突出了教学的重点,即学习对宏观的化学反应事实进行微观的解释。
环节四、学生自己质量守恒进行微观解释
首先以电解水的实验装置为背景,组织学生进行分组拆分水分子的小游戏比赛,试图通过游戏让学生体会到给出的10个水分子,在有限的时间中只拆分其中一部分水分子,生成的氢气分子和氧气分子的质量总和等于被拆分的水分子质量,进一步强化“参加化学反应的各反应物的质量总和”,然后展示水电解成氢气和氧气的教学软件,帮助学生学习对宏观的化学反应事实进行微观的解释,这一教学策略有效地突破了教学的难点。
环节五、质量守恒定律的应用与发展
教师提出新的问题:镁条燃烧前后的质量变化吗?让学生产生新的设想,然后通过测量镁条燃烧前后的质量测定的演示实验,让学生从实验现象和实验结果中发现问题,分析问题,解决问题。教师采用图片拟人的方式,引导学生思考:镁条燃烧前后为什么质量会有变化,并能从实验事实和微观实质上加以解释。
最终教师还展示了大家熟悉的爱因斯坦的质能公式E=mc2,并将质量守恒定律的发展前景介绍给同学们,再一次激起学生认同科学探究是永无止境的重要观点。
环节六、学习质量守恒定律的启示
第二次展示,将具有代表性的三位科学家头像出示为阶梯型,预示科学研究的继承与发展。引导同学们回顾今天我们所重复的科学家历经200多年的探究之路,之所以顺畅在一节课中完成,当我们重走科学家探究之路,不是因为我们比前人更聪明,而是今天我们站在了巨人的肩上,我们深受了他们的思想启迪,我们借助了现代化测量工具——电子天平。最终深深地感受到:科学发展永无止境。科学上没有经过失败的科学家是不存在的,无论是大科学家,还是从事科学工作的人,一辈子主要的经历大概就是失败,要成为一个科学家,需要最无懈可击的理性和诚实。我们必须认真面对每一次的失败。