人教版化学九年级上册5.1质量守恒定律教案(1)(3)

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。 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。 【仪器及药品】 托盘天平（砝码）、小烧杯、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、火柴、砂纸、棉线 铁钉、硫酸铜溶液、镁条、稀盐酸、碳酸钠粉末、氢氧化钠溶液、胆矾晶体 四、主要教学方式 实验探究式 教师活动 学生活动 设计意图 [引入]化学变化的发生常伴随发 光、放热、变色等反应现象 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] 明确研究课题。 [作出假设]引导学生经过思考作 出假设。 [大胆猜想]改变或不变，简单 阐述依据。 初步体验发现质量守恒定 律的史实。 [分组实验探究] 实验 1.镁带燃烧 实验 2.稀盐酸与碳酸钠反应 实验 3.氢氧化钠溶液与硫酸铜溶 液反应 实验 4.加热胆矾晶体 [观察]实验现象？ 质量变化？ [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。 [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]以加热胆矾的实验为 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] 胆矾的质量总和与生成的硫 酸铜和水的质量总和相等。 [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。 [过渡]为什么在化学反应前后，各 物质质量总和相等呢？ [思考]化学变化的微观实质： 分子破裂，原子重组。 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。 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。