資源簡介

質(zhì)量守恒定律
一、教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)課是滬教版《化學(xué)》九年級上冊第二單元“質(zhì)量守恒定律”。質(zhì)量守恒定律是書寫化學(xué)方程式和根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算的基礎(chǔ)。它是繼《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》后，學(xué)生從宏觀和微觀，尤其是定量的角度認(rèn)識物質(zhì)的化學(xué)變化、構(gòu)建有關(guān)化學(xué)反應(yīng)思想觀念的重要教學(xué)內(nèi)容。
二、教學(xué)設(shè)計說明
本節(jié)課嘗試以質(zhì)量守恒定律發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史為線索，以白磷燃燒、硫酸銅與氫氧化鈉溶液、大理石與稀鹽酸等一些學(xué)過的化學(xué)變化為研究對象，使用天平研究反應(yīng)前后的質(zhì)量關(guān)系并與歷史上科學(xué)家的各種認(rèn)識進(jìn)行比較后歸納結(jié)論，形成對質(zhì)量守恒定律的感性認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生從微觀視角解釋質(zhì)量守恒定律并完善質(zhì)量守恒定律的概念建構(gòu)，最后運(yùn)用質(zhì)量守恒定律分析解決問題
為了更好地挖掘?qū)W科內(nèi)涵、達(dá)成三維目標(biāo)，本節(jié)課的設(shè)計做了以下嘗試：
1. 將相關(guān)科學(xué)史與學(xué)習(xí)過程有機(jī)融合。
運(yùn)用科學(xué)史中的典型事例創(chuàng)設(shè)情境并與自主建構(gòu)的學(xué)習(xí)活動進(jìn)行有機(jī)融合，能夠使學(xué)生體驗到科學(xué)探究的曲折過程，從中領(lǐng)悟化學(xué)反應(yīng)研究的基本方法，引導(dǎo)學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)一步認(rèn)識尊重客觀事實的重要性，體現(xiàn)了科學(xué)與人文地有機(jī)融合。
2. 將實驗歸納與理論演繹有機(jī)融合。
本節(jié)課通過三類實驗（有氣體參加、有氣體生成及無氣體參加和生成）的探究歸納了反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，同時引導(dǎo)學(xué)生從微觀視角、定量視角（微粒的相對質(zhì)量）運(yùn)用演繹法進(jìn)行推理判斷，達(dá)到對過程本質(zhì)深化認(rèn)識的目的。無論是實驗歸納還是微觀演繹，都關(guān)注到了完整的邏輯關(guān)系與合理的認(rèn)知順序，期望學(xué)生思維能力在實驗和邏輯推理的過程中能夠得到訓(xùn)練和提升。
3. 將問題解決與深化理解有機(jī)融合
本節(jié)課最后提出了三個問題，這三個問題的情境有所不同，力求體現(xiàn)對學(xué)生的知識和能力的不同要求，提升學(xué)生對化學(xué)應(yīng)用價值的認(rèn)識，希望學(xué)生能夠在解決問題的過程中深化理解質(zhì)量守恒定律，進(jìn)一步認(rèn)識和內(nèi)化守恒思想。
三、學(xué)情分析
學(xué)生通過前面相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，對反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的變化已經(jīng)有了初步的認(rèn)識，大部分同學(xué)認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變。學(xué)生認(rèn)知能力的生長點(diǎn)主要有三個：
1. 學(xué)生的猜想缺乏足夠證據(jù)，尤其是還不能從微觀角度進(jìn)行解釋；
2. 對質(zhì)量守恒定律的描述還是模糊的，沒有關(guān)注“參加化學(xué)反應(yīng)”以及“總質(zhì)量”等關(guān)
鍵詞；
3. 對于定量研究化學(xué)反應(yīng)缺乏實踐經(jīng)驗。
四、教學(xué)目標(biāo)
1. 知識與技能
（1）理解質(zhì)量守恒定律的概念及其微觀解釋；
（2）能運(yùn)用質(zhì)量守恒定律分析和解決簡單問題；
（3）初步學(xué)會使用電子天平。
2. 過程與方法
（1）學(xué)會運(yùn)用觀察、實驗等方法獲取信息及對數(shù)據(jù)信息處理的基本方法；
（2）學(xué)習(xí)運(yùn)用演繹、分析和模型化的方法對宏觀現(xiàn)象進(jìn)行微觀解釋。
3. 情感態(tài)度與價值觀
（1）通過科學(xué)史體會科學(xué)研究的艱辛與科學(xué)家堅韌不拔、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神；
（2）通過探究活動，逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)品質(zhì)及合作精神；
（3）通過問題解決，體會質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用價值。
五、教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn)：運(yùn)用歸納和演繹的方法自主建構(gòu)質(zhì)量守恒定律的概念；
難點(diǎn)：從微觀角度解釋質(zhì)量守恒定律，運(yùn)用質(zhì)量守恒定律分析解決問題。
六、課堂教學(xué)思維結(jié)構(gòu)
七、教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)活動 設(shè)計意圖
環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境引入課題 游戲：用6根火柴拼出四個相同的等邊三角形。展示：模型。講述：換個角度思考問題常常會有新的發(fā)現(xiàn)。我們也可以從不同的角度來研究化學(xué)變化，例如磷的燃燒。提問：這個反應(yīng)的類型屬于化合還是分解（反應(yīng)類型）？放熱的還是吸熱（能量）？軍事上利用這個反應(yīng)作煙幕彈的原因是什么呢（用途）？講述：研究化學(xué)變化的角度有很多，今天我們就從質(zhì)量的角度再來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，研究化學(xué)反應(yīng)前后的物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系是怎樣的？（簡單介紹從質(zhì)量的角度進(jìn)行研究的意義） 課前游戲不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣，使學(xué)生快速進(jìn)入良好的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備狀態(tài)，同時也為課題的引入做好鋪墊。
環(huán)節(jié)二：多方取證建構(gòu)概念環(huán)節(jié)二：多方取證建構(gòu)概念環(huán)節(jié)二：多方取證建構(gòu)概念 提問：幾百年前，人們就發(fā)現(xiàn)蠟燭、木材燃燒后質(zhì)量減輕，是不是化學(xué)反應(yīng)后質(zhì)量都是減小的呢？學(xué)生：思考解釋。講述：有兩位科學(xué)家做了相似的實驗卻得出了不同的結(jié)論。是什么原因造成的呢？ 呈現(xiàn)：玻義耳和羅蒙諾索夫的實驗裝置圖。講述：玻義耳和羅蒙諾索夫的實驗過程。提問：大家認(rèn)同誰的觀點(diǎn)？請闡述理由。學(xué)生：評價與分析。 回顧人類對化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量關(guān)系的認(rèn)識，兩位科學(xué)家相異的結(jié)論驅(qū)動學(xué)生思維，引發(fā)探究興趣
講述：我們通過實驗來研究。呈現(xiàn)：磷燃燒的反應(yīng)方程式及裝置。講述：為了便于操作，我們連同燒瓶、氣球一起稱量，這是一種整體稱量的方法。 演示：白磷燃燒學(xué)生：觀察和描述現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不變。講述：請大家也來用整體稱量的方法來研究一個化學(xué)反應(yīng)。呈現(xiàn)：硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)提問：這組實驗裝置要不要密閉？學(xué)生：不需要，因為無氣體參加和生成。 學(xué)生：實驗，交流。講述：現(xiàn)在我們再來研究一個有氣體產(chǎn)生的反應(yīng)。呈現(xiàn)： 大理石與稀鹽酸反應(yīng)。講述：老師為大家提供了大理石和稀鹽酸，還有三種儀器——帶蓋塑料瓶、試管和鑷子（拿著），如何用這些儀器來進(jìn)行實驗?zāi)兀空埓蠹蚁扔懻搶嶒灢襟E。學(xué)生：討論，交流。學(xué)生：實驗，交流。講述：我們做了三類實驗，有氣體參加的，有氣體生成的，沒有氣體參加或生成的，都證明了反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。這個結(jié)論與羅蒙諾索夫的結(jié)論一致。提問：你們能用自己的語言來描述質(zhì)量守恒定律嗎？（下個定義）學(xué)生：表述。（化學(xué)反應(yīng)前物質(zhì)總質(zhì)量等于反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量） 這個環(huán)節(jié)是通過對三個不同類型實驗的探究，歸納得出結(jié)論，同時驗證了羅蒙諾索夫的結(jié)論。通過這個活動希望達(dá)到三個目的：1.培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和歸納的能力，使學(xué)生對整體稱量的實驗方法以及定量實驗產(chǎn)生初步認(rèn)識和體會。2.通過對裝置是否需要密閉的討論，為后續(xù)理解定律中的 “總質(zhì)量”的含義做好鋪墊。3.三個實驗為學(xué)生初步體會“質(zhì)量守恒”提供了感性認(rèn)識，有助于學(xué)生自主建構(gòu)概念。通過下定義逐步明確和完善概念的內(nèi)涵，有助于學(xué)生理解概念的實質(zhì)。
講述：化學(xué)學(xué)科是從分子原子層面去研究宏觀世界的。所以，我們需要從微觀層面尋找去質(zhì)量守恒的理論依據(jù)。提問：化學(xué)變化的微觀本質(zhì)是什么？原子是否發(fā)生改變？學(xué)生：思考回答。呈現(xiàn)：積木圖片。講述：原子就像一塊塊積木，在化學(xué)變化中進(jìn)行了重組而已。因此化學(xué)變化都遵循質(zhì)量守恒定律，其微觀本質(zhì)就是原子的個數(shù)及種類都不變。講述：所以說道爾頓的原子學(xué)說在微觀層面上給了質(zhì)量守恒定律一個合理的解釋，因此化學(xué)變化都遵循質(zhì)量守恒。講述：現(xiàn)在我們來模擬碳燃燒的微觀過程，體會質(zhì)量守恒。呈現(xiàn)：微粒模型學(xué)生：微粒模型模擬碳與氧氣的反應(yīng)學(xué)生：交流反應(yīng)的微觀過程。 提問：所有的微粒都參加反應(yīng)了嗎？還剩余什么微粒？講述：顯然，我們剛才定義的質(zhì)量守恒定律不夠準(zhǔn)確，請大家翻開課本57頁，朗讀概念，劃出關(guān)鍵詞。學(xué)生：朗讀，體會關(guān)鍵詞。講述：剛才我們從微觀角度體會了“參加”二字的含義，但真實的化學(xué)反應(yīng)中是有很多微粒參加反應(yīng)的。講述：我們再從微粒的質(zhì)量角度進(jìn)行分析，計算該反應(yīng)中各微粒的相對質(zhì)量。學(xué)生：計算，感悟守恒。 通過實驗方法獲得的是一種事實依據(jù)，但是這種歸納法屬于不完全歸納，因此引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度尋求解釋，促使學(xué)生在現(xiàn)象與本質(zhì)、宏觀與微觀之間進(jìn)行思維轉(zhuǎn)換，提高演繹推理的能力。這個環(huán)節(jié)運(yùn)用模型的方法進(jìn)行研究的目的如下：1.鞏固化學(xué)變化的微觀解釋，有助于學(xué)生從微觀層面對質(zhì)量守恒定律作出解釋，增強(qiáng)學(xué)生的演繹推理能力；2.通過“落單”的氧分子深刻體會質(zhì)量守恒定律中的“參加”二字的含義，逐步完善概念的建構(gòu)。3.通過計算微粒的相對質(zhì)量，從“量”的角度直觀地反應(yīng)質(zhì)量守恒關(guān)系。4．有助于微粒觀等化學(xué)思想觀念的形成。
講述：無論是羅蒙諾索夫還是拉瓦錫，他們的測量都不夠精確，那是天平的精度所決定的，直到100多年前的兩位科學(xué)家做了誤差小于千萬分之一的實驗，才進(jìn)一步證實質(zhì)量守恒定律的科學(xué)性。呈現(xiàn)：質(zhì)量守恒定律的探索歷程。講述：早在兩千多年前，德謨克利特就感悟到了一種守恒思想，他說“無中不能生有”，這樣一個關(guān)于守恒的哲學(xué)感悟歷經(jīng)上千年、經(jīng)過無數(shù)科學(xué)家的研究，才發(fā)展為一個公認(rèn)的真理，一個真理要經(jīng)得起實踐的檢驗。也要經(jīng)得住理論的推敲。學(xué)生：傾聽，體會。講述：今天我們學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律的目的是要運(yùn)用守恒的思想去分析和解決一些問題。 這段探索歷程讓學(xué)生體會到自然科學(xué)和哲學(xué)之間的關(guān)系，豐富了課堂人文內(nèi)涵。從17世紀(jì)波義兒等科學(xué)家的探索性研究，發(fā)展到拉瓦錫的描述性研究，直至原子論誕生后對質(zhì)量守恒定律的解釋性研究，還能夠使學(xué)生感悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的不易與嚴(yán)謹(jǐn)。
環(huán)節(jié)三：學(xué)以致用深化理解 呈現(xiàn)：問題一：有人說，鐵絲燃燒后固體質(zhì)量增加，不符合質(zhì)量守恒定律，你同意嗎？怎么解釋？學(xué)生：分析解釋。問題二：可燃冰是一種新能源，燃燒后生成了二氧化碳和水，你們能推斷，可燃冰中含有哪些元素嗎？學(xué)生：分析，表達(dá)。問題三： 小組討論完成呈現(xiàn)：在一個密閉容器內(nèi)有A、B、C三種物質(zhì)，在一定條件下充分反應(yīng)，測得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表：物質(zhì)ABC反應(yīng)前質(zhì)量（g）428反應(yīng)后質(zhì)量（g）09X（待測）討論：1.這個反應(yīng)中，ABC分別是反應(yīng)物還是生成物？你的判斷依據(jù)是什么？2．這個反應(yīng)屬于什么基本反應(yīng)類型是？（“化合”或“分解”）。3.上表中的待測值“X”是多少？你的計算依據(jù)是什么？學(xué)生：表達(dá)交流。教師示范問題解決的思維過程： 這三個問題的情境有所不同，力求體現(xiàn)對學(xué)生的知識和能力的不同要求，提升學(xué)生對化學(xué)應(yīng)用價值的認(rèn)識，希望學(xué)生能夠在解決問題的過程中提高組織精加工能力，同時深化理解質(zhì)量守恒定律，進(jìn)一步認(rèn)識和內(nèi)化守恒思想。
小結(jié) 講述：今天我們學(xué)習(xí)了質(zhì)量守恒定律，希望同學(xué)們在以后的學(xué)習(xí)生活中能夠有意識地運(yùn)用守恒的思想去解決更多的問題。

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