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文档简介

质量守恒定律 教学设计案例及反思一、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姚青莉学校古山镇中学教学目标【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。【实验与探究】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。 将一些螺栓每一个都拧上螺母后,称出总质量。把螺母旋下,分别称出螺栓、螺母各自的质量。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。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。水的净化课例与反思实验是进行科学探究的重要手段。如何使单调的化学实验基本操作教学更富启发性、探究性和人文精神,体现出其应有的实际应用价值,达到科学教育与人文教育相映生辉的效果,是中学化学教师努力的方向。笔者在使用人教版初中化学新教材中,对水的净化(第一课时:过滤)教学做了初步尝试与课后调查,感触颇多。笔者在探究水的净化的两周前,将后续课题4的爱护水资源内容提前,进行上网调查、实地考察、工厂参观、汇报交流等课外研究,扩展学生对科学与社会、生活实际的视野,开拓学生思维发展空间,培养信息收集和整理、问题的分析和判断等科学实践能力,试图在爱护水资源人文精神的大背景下,让学生了解水的净化在社会发展中的重要性,激发其寻找代替实验室中滤纸和漏斗来过滤液体的代用品,寻找生活中常用的净水剂的兴趣,发挥其主动参与性,促进科学态度、方法、价值、情感和责任感等人文精神的教育。充分开发学生的生活经验,探究将河水转化为能饮用的水所要解决的主要问题,探究过滤所需要材料的选择依据,重点探究并建构实验室中用滤纸和漏斗来过滤液体的正确操作方法,培养学生从化学的角度解决生活实际问题的能力和科学思维方法,实现科学教育与人文精神培养相融合的教学理念。一、社会调查,课外研究,合作交流,提升责任1上网调查上网查阅资料,了解世界、我国和广州市的水资源状况、水污染主要来源与危害、爱护水资源的途径与方法,增强节水、爱护水资源的意识和社会责任感;调查家庭用水情况,细致了解家庭生活用水情况,自订节水措施,把节水意识变成实际行动。2实地考察小组合作,在居住地长洲岛的深井河涌、上庄池塘、下庄池塘、珠江长洲码头、深井码头、农田、制衣厂沟渠、酒店下水道、深水井等调查水资源状况、水污染情况,并采集水样,从颜色、气味、悬浮颗粒大小、油状物观察对比找出水样呈浑浊的原因、水样呈臭味的原因,分析污染产生的原因,从深层次亲自感触居住地长洲岛的水资源状况、水污染主要来源,增强爱护水资源的忧患意识和情感。3工厂参观带领学生参观广东太古可口可乐生产线,了解水及二氧化碳在工业生产中的重要作用;参观广东太古可口可乐公司污水处理厂,了解污水的处理流程与方法,了解在经济发展的同时加强对水资源保护、对空气污染物如甲烷的处理的重要性,了解科学、技术与社会三者之间的相互联系和影响,为水的净化教学提供感性认识。4汇报交流形式:爱护水资源多媒体文本展示、手抄报、墙报、污水处理厂调查报告会、长洲岛各处采集的水样样品展示和分析,借助已学的知识和各种教育资料对调查结果进行分析和归纳,提出解决水污染问题的合理建议,进一步促进科学态度、方法、价值、情感和责任感等人文素质的提升,为水的净化的探究营造良好的人文精神意境。5提出课外研究性问题河水和我们能喝的水成分主要有什么木同?请从颜色、气味、不溶性杂质、可溶性杂质、有毒物、细菌含量等方面进行比较。这些水能直接喝吗?怎样才能变成能喝的水呢?水净化要解决的主要问题有哪些?寻找能代替实验室中滤纸和漏斗来过滤液体的代用品,寻找生活中常用的净水剂。学生走出课堂,深入社会生活实际,获得第一手资料和直接经验,既充分利用了当地的各种社会资源,扩展了学生认识化学、科技发展与生活生产实际密切联系的空间,又增添了人文内涵的深度,更发展了学生自主、合作的探究能力。二、联系生活,引导探究,反思评价,领悟方法水的净化(第一课时:过滤)采用两个探究过程,重视三性:即生活性、主体性、实践性。即联系生活实际,从生活用水如何净化的角度创设教学情景,充分开发学生的生活经验,尽量利用学生身边的物品为材料探究过滤实验操作方法,激发学生兴趣,从生活到技术多视角、全方位地认识水、利用水,在实践中探究、分析、归纳迁移,发展探究能力,促进化学教育与人文精神的融合。1汇报课外研究性问题的研究结果(1)小组展示河水和我们能喝的水的成分的对比结果,得出水净化要解决的三个主要问题:除去不溶性杂质、除去可溶性杂质、除去有毒物和有害细菌。(2)展示生活中过滤液体的材料并探究归纳材料的特点。一学生上台汇报,受制作豆浆过滤豆渣的启发,演示用自带的一层医用纱布、倒置的去掉瓶底的矿泉水瓶过滤自带的泥浆水,发现泥水浑浊度有所降低,但依旧浑浊,医用纱布表面有少量黄色泥砂小颗粒。她认为纱布对泥砂小颗粒的吸附力不够,马上就有学生反驳是纱布空隙太大,导致小颗粒泥砂通过。于是该生将纱布反复叠加,叠成较厚的一层,重新过滤,发现泥水浑浊度比前次降低,其他学生也用自带的材料如棉花、袜子、洗碗布、海绵、吸水纸巾、细纱网等进行过滤操作。经过热烈的讨论,得出只有当过滤材料结构的空隙比泥砂颗粒的小,才能达到将泥水澄清的目的。由上可见,学生通过日常生活获得的过滤的经验,有一定的科学性和片面性,只有在自主探究实验。观察、分析、讨论交流中才能不断得到完善而发展;而自找材料,自做过滤器,既紧密联系了生活与化学,展示了学生的聪明才智,又体现了科学技术源于生活。又应用于生活的应用价值,极大地激发了学生的学习热情与兴趣。2从生活经验迁移、探究实验室操作的方法由于实验室过滤操作方法与学生已有的过滤经验不太一致,教师除了要熟悉教材,更要深入了解学生的学习基础、能力发展水平以及兴趣爱好和潜能,以学生已有“经验”为基础,设计必要的教学环节,让学生自我发现其原有认识中的不科学、片面的成分,主动构建用滤纸和漏斗过滤液体的正确操作方法。(1)自主探究,暴露问题教师分发滤纸,要求学生观察滤纸与一般的纸有何不同,选用实验室中仪器进行自主探究过滤操作。在整个自主探究过程中,两个组成员之间、组和组之间,相互讨论,分工合作,兴趣盎然。令笔者没有想到的是,即使课前已布置练习,但课堂上几乎没有一个学生看教材,而是在观察滤纸后,拿起滤纸、漏斗就操作;学生的操作五花八门,滤纸有平放在漏斗中的,有窝成一团堵住漏斗口的,有折成锥形、花形的;尤其出乎意料的是,倒泥水的方法更多样,大部分都是一学生手把住漏斗下端,另一学生将泥水悬空直接倒在滤纸上。学生的操作暴露了许多问题:一是学生的学习水平和能力有限,预习方法没有到位;二是学生以形象思维、感性思维和经验型的逻辑思维为主,完全是按照生活中过滤的经验,或者是前面实验造成的惯性思维行事。出现问题并不可怕,可怕的是学生不能自己发现问题的所在。(2)欣赏成果,反思评价,表达交流,探究正确操作的方法笔者以为,只有通过学生互相搜集证据来评价比较,设法唤起学生思考的兴趣,使其认真反思,自己发现自身原有知识的局限性,自己去发现问题的本质,自己去纠正错误的操作,补充完善得到正确的操作方法,才能最终达到主动建构知识、体验探究曲折与乐趣的目的。收集事实证据:各组互相观察对比滤液的澄清度,发现只有四个小组的滤液是澄清的。评价与交流:四个成功小组满怀成功的喜悦介绍经验,实验失败者则陷入对自己小组和其他小组操作的反思,几乎每个学生都积极参与评价交流反思的活动,各抒己见,点评各小组的成功之处和不足之点。修正与归纳:在互相评价交流中,在思考和讨论中,学生不知不觉地将存在的操作问题一个个找出来,又一个个想办法解决;学生不断地发现错误的操作,不断地修正已有的“经验”,从中领悟正确的操作方法,完善归纳,最后初步解决了滤纸的折叠方法,滤纸和漏斗边缘、滤液的高度的问题,玻璃棒的作用和使用方法。点拨与顿悟:在概括、领悟的过程中,学生的情绪高涨,为自己的发现欢欣鼓舞,为参与评价交流获取知识后的成功而喜悦,但是仍然没有人想到操作仍有不足之处。于是教师点拨:“做实验时,你们用手拿着漏斗累不累呀?”学生异口同声地说:“累呀。”“怎样将手解放出来呢?”学生才恍然大悟,在实验桌旁寻找可替代物,找到了铁架台、铁圈或铁夹来支撑漏斗。结论与验证:趁热打铁,教师说:“能否使用你们刚才归纳的过滤操作的要点,得到澄清液呢?”学生洗涤漏斗,重新过滤,澄清的滤液进一步验证了结论的正确,他们喜悦的心情溢于言表。至此,实验室中用滤纸和漏斗来过滤液体的正确操作方法的探究过程达到了高潮。三、自我反思从总体上看,本节课基本上达到了新课程标准要求的预期目标,即:充分利用各种社会资源,挖掘教材,发展教材,根据本地、本校的实际情况,创造性地使用新教材,在人类文化背景下构建知识体系,使单调的化学实验基本操作教学富有启发性、探究性和人文精神意境,体现出其应有的实际应用价值,达到科学教育与人文教育相映生辉的效果,在实践中促进学生发展,课堂活而有序、活而有效,教师起着组织者。引导者、合作者等作用。此外,教师在处理因课前无法预计学生的知识点的迁移方式和思维深度而暴露的问题时,能时刻关注并追随学生的思维活动,不断调整自己的思维活动,及时有目的地组织学生相互交流和讨论,巧妙诱导。点拨的方式也有一定的技巧性,既有利于培养学生交流与合作的能力,也有利于发展学生的评价能力,达到师生互动、主动建构的目的。不足之处:课时延长了10min,原因是在探究时间控制上把握欠佳,

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