质量守恒定律

一、教学设计思路 【学生分析】 学习该课题之前，学生已知道许多化学反应，能用微粒的观点从质变的角度分析一些化学变化的实质，但对于化学反应中物质的质量是否改变还缺乏认识。从量的角度认识化学反应的观念有待建立。 学生在讨论、探究的学习方式中，小组合作已经比较默契，学习资源能够共享，熟悉一些基本实验操作，初步具有实验探究的能力。但在“作出假设”“实验方案的设计”“概括推理能力”等方面仍需提高。 【设计思路】 所有的化学变化都无一例外的遵循质量守恒定律，当面对这一统辖所有化学变化的定律时，难道我们对此不感到惊奇吗？如果通过本课题的学习，学生能够产生如上一些体验，那是我们所盼望的。我们渴望本课题的教学能从单纯的知识和技能传授发展到树立观念，产生体验的水平。如何才能产生体验？ 一是让学生亲自动手发现质量守恒定律，将验证性实验改为自主探究性的实验，让学生亲自设计试验、完成实验，体验自己生产“质量守恒”这一知识结论的快乐。 二是通过化学史的学习，让学生了解质量守恒定律的产生过程。重温历史，让同学们回到了2百多年前，与拉瓦锡一同思考，一同实验，感受拉瓦锡的所思所想，感受建立量的观点的重要性，认识质量守恒定律的发现是一个在新观念支配下经过大量一丝不苟的定量实验的探究过程。 三是创设学生的认知冲突。当多数同学从“化学反应是一个原子重新组合的过程”而同意“反应前后质量相等”的观点时，通过蜡烛燃烧实验，学生会惊奇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。当学生用自己预设的实验方案成功的实现了他们的设想时，同学们在分享喜悦的同时会认识到实验方案的设计对获取正确结论的重要性，体验到认识的发展是理论和实践不断交锋和不断融合的过程。 四是用通俗易懂的生活实例（如螺栓螺母的不同组合，总质量不变）作为质量守恒的类比模型，让学生产生丰富的联想，实现形象到抽象的跨越，由此能更容易的理解质量守恒的原因。 五是将更多地说话机会留给学生，让学生充分表达他们的意见，使课堂始终充满自主、合作、开放、互动的气氛，针对不同的意见让学生充分讨论，在质疑、争论、思想火花的碰撞中，学生各方面的能力将得到更好的发展和提高。这种自主的学习过程，是一个知识和技能建构的过程，也是一个最容易产生体验的过程。 在教学设计中，我们追求“预设和生成”的统一，贯彻以学生的问题为线索来推动课堂的原则。备课中时时考虑学生会怎么想，多多做出针对学生各种反应的预设，上课时要随时抓住学生即时提出的问题，从学生的问题出发组织教学，坚持将学习的第一机会和权力交给学生，让课堂焕发生命的活力。比如，让学生换个角度，从量的方面对学过的反应提出问题，从学生提出的问题中提炼出本节课的主题和教学的线索。不再由教师领着学生亦步亦趋，而是教师建立桥桩，让学生自己搭桥实现跨越。 本节将科学探究作为教学的突破口，力求将传统教学的“以知识为本”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。通过实验探究不但使学生能够较为深刻的理解质量守恒定律而且培养学生的科学探究能力以及严谨求实的科学态度、开拓创新的精神。追求在学习的成功体验中，享受学习，享受科学。 二、教案 课题 质量守恒定律 授课人 郑文 学校           教学目标 【知识与技能】 1认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系。 2能运用质量守恒定律解决一些相关问题。 3了解化学方程式的涵义。 【过程与方法】 1通过定量实验，探究化学反应中的质量关系，体会科学探究的方法。 2通过学生之间的讨论交流，对质量守恒定律的实质作出解释，培养学生分析及推理能力。 【情感态度与价值观】 1通过实验探究，培养学生严谨求实的科学态度。 2通过史实资料，学习科学家开拓创新的精神。 3产生学习的成功体验，享受学习、享受科学。 重点 通过实验探究认识质量守恒定律 难点 从微观的角度解释质量守恒定律 教学方法 实验探究、类比   仪器、药品 【学生实验】烧杯、天平、锥形瓶、小试管、带胶头滴管的橡皮塞、大理石、稀盐酸、澄清石灰水、粗铁丝、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液 【演示实验】天平、烧杯、表面皿、木块、蜡烛、水、火柴 教师活动 学生活动 设计意图 【引入】展示图片：铁丝、蜡烛在氧气中燃烧。 请你用文字表达式表示以上的化学反应。 通过前面的学习，你不但看到了现象，而且看到了现象背后的本质，知道了什么物质参加反应，又生成了什么物质。但是，如果我们转换一下角度，是否会有同学从量的角度对这些反应提出问题？   【讲述】 法国化学家拉瓦锡注重化学实验中物质之间量的关系的化学史料。   提出可能的假设。   倾听学生的见解。对每一种意见都要表现出一种理解。                 【提问】 你的观点动摇了吗？   【设问】 如果你们按学案（见附件）上的实验设计方案再进行实验，情况又会怎样呢？         教师可以参与几组的实验与讨论。                                 每组获得的结论相同吗？哪种结论是正确的？ 导致实验失败的原因可能有哪些？ 教师在课上画龙点睛。 例如：提示它们塞子崩开后，天平还平衡吗？是什么原因？等等。                           你认为值得注意的问题还有哪些？         【板书】一质量守恒定律        1 内容       【讲述】科学家也是沿着我们刚才所走过的研究路线发现并一次次的验证了这条定律。该定律的最早发现要归功于拉瓦锡和罗蒙诺索夫。 史实资料：《质量守恒定律的发现》   【提问】我们做了很多的实验都看到天平是平衡的，哪怕是一万次实验都是平衡的，但有没有‘万一’呢？   【板书】 2 守恒原因     用螺栓螺母建立一个质量守恒的微观模型。                         【提问】1 质量守恒是普遍规律，但蜡烛燃烧后质量减少，“损失”的质量到哪去了呢？这与质量守恒定律矛盾吗？ 2 为验证质量守恒定律，在蜡烛燃烧前后应测量哪些物质的质量？能否设计实验验证你的结论？ 图片：   按学生提出的方案作了演示实验。 【演示实验】将蜡烛固定在木块上，放在装有水的表面皿中，用大烧杯倒扣于蜡烛上，用托盘天平称量蜡烛燃烧前后的质量。    【反思评价】 通过本课题，你获得了哪些知识？认识有什么提高？能力有什么长进？学的快乐吗？把你的认识和体会与大家共享。 【教师评价】 1、通过本课题，体会科学探究的方法。 提出问题→作出假设→实验探究→搜集证据→得出结论→解释反思 认识的发展是一个理论和实践不断交锋和不断融合的过程，理论要经受实践的检验，实践要得到理论的说明。   2、定量研究方法是科学研究的重要方法之一。化学家们用定量的方法对化学变化进行研究，发现了许多化学变化的重要规律。 【作业】思考：你能否用实际生活中的其他事例建立质量守恒的模型呢？ 【家庭实验】用一杯白醋、一杯牛奶及天平，探究牛奶变质前后质量是否发生改变。 【学生回答】  铁＋氧气四氧化三铁 石蜡＋氧气二氧化碳＋水         同学经过思考后提出一些问题。       倾听。         【提出问题】 反应前后各物质的质量之和会不会发生改变？     【作出假设】 1、化学反应前后各物质的质量总和相等； 2、化学反应前后各物质的质量总和不相等。 通过表决，大多数同意第一种观点。     【学生实验】 把烧杯和蜡烛放在天平托盘上，调节天平平衡后，点燃蜡烛，观察蜡烛燃烧时天平指针的变化。   从上面三个实验中选做一个，分四人小组进行实验探究。实验前，小组内讨论学案上的实验步骤后，进行实验。小组成员分工合作，记录实验现象。 实验后小组内交流讨论。 【交流共享】 学生描述实验现象，比较反应前后物质总质量的关系。组内组间交流、倾听、反驳、争论，学生积极参与的热情很高。 以分析石灰石和盐酸反应为例，有的学生没有事先称量反应物的质量，就滴加了盐酸，结果无法比较；还有的组塞子崩开后，分析了原因，提出了改进方案等等。   有同学提问：铁和硫酸铜溶液反应中，铁丝还没有反应完，怎么能说质量守恒？ 【学生分析】   【归纳】 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。     倾听。             【学生回答】     【归纳】化学变化中：元素种类、质量不变；原子种类、数目、质量不变。   【探究活动】见学案。  ①将一些螺栓每一个都拧上螺母后，称出总质量。②把螺母旋下，分别称出螺栓、螺母各自的质量。③把螺栓、螺母重新组合，把2个或3个螺母与1个螺栓旋在一起，或1个螺栓与1个螺母旋在一起，等等。④再一次称总质量，比较上述各步得出的质量。 【讨论】 在化学反应中，分子、原子是否可与螺栓、螺母相类比？请分析化学反应前后质量守恒的原因。 【学生交流】   【学生交流】讨论后提出各种不同的方案。                 【结论】如果设计在密闭容器中进行实验，杜绝反应系统与环境之间的物质交换，天平指针就不会偏转了。无论是密闭还是敞口系统，质量守恒的规律都客观存在。             当学生用自己预设的实验方案成功的实现了他们的设想时，同学们在分享喜悦的同时会体验到认识的发展是理论和实践不断交锋和不断融合的过程。               【学生交流】                 【倾听】         构建一个学生思考和回答问题的对象，借题说事。                     停顿，期待。引导学生能把研究化学的思路从定性拓展到定量。   引导学生认识，不管是科学的重大发现还是个人的发展，观念、思路的重要性。   从学生提出的问题中提炼出本节课的主题和教学的线索。   估计学生有两个认识方向：A.从他们对化学反应是原子重新组合的这种认识出发，认为“相等”。B.也有的同学会从自己的生活经验出发，认为“不相等”。   挑起学生认知的矛盾冲突，学生会惊奇地发现指针向砝码一端偏移，从而迸发出实验探究的动力。               实验包括了三类反应：金属与溶液反应；液固反应生成气体；液液反应生成沉淀。设计多种类型的反应，从多个角度进行探究。                                   追求一个开放的、自主的探究。                           把失败的实验作为问题情境，及时抓住分析，学生会从失败中懂得，正确的实验操作才能确保实验结论准确无误。   在质疑、争论、思想火花的碰撞中，学生各方面的能力将得到更好的发展和提高。         渗透化学史的教育，让学生了解质量守恒定律的产生过程，重温历史，学习科学家敢于质疑、开拓创新的精神。         把学生的认识引向深入。引导学生体会没有经过科学理论的证明的经验归纳，不能称之为定律，只有经过科学理论证明的经验归纳才可以成为定律。       为了便于理解，用通俗易懂的生活实例作为质量守恒的类比模型，让学生产生丰富的联想，以这个问题展开讨论，能更容易的理解质量守恒的原因。                             让学生自己尝试把一个定性实验设计成定量实验，从中获得启迪。             学习的反思。一个知识内化、认识提高、情感升华的过程。                                             学习的反思。一个知识内化、认识提高、情感升华的过程。                       ●【学案】质量守恒定律探究之旅 【复习旧知】  请你用文字表达式表示以下的化学反应： 铁丝在氧气中燃烧                                          。 蜡烛在氧气中燃烧                                          。 【活动与探究】定量研究物质的化学变化 【提出问题】   如果我们转换一下角度，是否会有同学从量的角度对这些反应提出问题？  你的问题是                                                         。 【你的猜想】                                                            。 猜想的依据是                                                        。 【实验探究收集证据】 下面方案中选作一个，并观察记录现象，实验后小组内交流讨论。   方案一 铁和硫酸铜溶液反应   方案二 大理石和稀盐酸反应 方案三 氢氧化钠与硫酸铜溶液的反应 实验 仪器 药品 粗铁丝、硫酸铜溶液、烧杯、天平   大理石、稀盐酸、澄清石灰水、锥形瓶、小试管、带胶头滴管的橡皮塞、天平 硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、锥形瓶、带胶头滴管的橡皮塞、天平       实 验 步 骤 ①将粗铁丝与烧杯中的硫酸铜溶液共同称量，调节天平至平衡②将粗铁丝放入硫酸铜溶液中，静置1-2分钟，观察现象及天平是否平衡。   ①在盛有澄清石灰水的锥形瓶中放入小试管（内已装有大理石），锥形瓶塞上带胶头滴管（内已吸有稀盐酸）的橡皮塞，调节天平至平衡。②轻轻将滴管内的稀盐酸挤出，静置1-2分钟，观察现象及天平是否平衡。 ①将盛有氢氧化钠溶液的锥形瓶塞上带胶头滴管（内已吸有硫酸铜溶液）的橡皮塞，把它们放在天平上称量，调节天平至平衡②轻轻将滴管内的硫酸铜溶液挤出，静置1-2分钟，观察现象及天平是否平衡。   实验现象           观察天平是否平衡           分析比较       值得注意的 问题         【交流共享】     【得出结论】                                                                   。     【解释结论】     [建立质量守恒的微观模型]     ①将一些螺栓每一个都拧上螺母后，称出总质量。②把螺母旋下，分别称出螺栓、螺母各  自的质量。③把螺栓、螺母重新组合，把2个或3个螺母与1个螺栓旋在一起，或1个螺栓与1个螺母旋在一起，等等。④再一次称总质量，比较上述各步得出的质量。  [讨论] 在化学反应中，分子、原子是否可与螺栓、螺母相类比？请分析化学反应前后质量守恒的原因。       你认为质量守恒的原因是                                                      。       你能否用实际生活中的其他事例建立质量守恒的模型呢？     【实践与运用】     讨论：     1 质量守恒是普遍规律，但蜡烛燃烧后质量减少，“损失”的质量到哪去了呢？这与质量守恒定律矛盾吗？     2 为验证质量守恒定律，在蜡烛燃烧前后应测量哪些物质的质量？能否设计实验验证你的结论？     【反思评价】     通过本课题，你获得了哪些知识？认识有什么提高？能力有什么长进？学的快乐吗？