资源简介

质量守恒定律
一、教学内容分析
本节课是沪教版《化学》九年级上册第二单元“质量守恒定律”。质量守恒定律是书写化学方程式和根据化学方程式进行计算的基础。它是继《物质构成的奥秘》后，学生从宏观和微观，尤其是定量的角度认识物质的化学变化、构建有关化学反应思想观念的重要教学内容。
二、教学设计说明
本节课尝试以质量守恒定律发现的科学史为线索，以白磷燃烧、硫酸铜与氢氧化钠溶液、大理石与稀盐酸等一些学过的化学变化为研究对象，使用天平研究反应前后的质量关系并与历史上科学家的各种认识进行比较后归纳结论，形成对质量守恒定律的感性认识，引导学生从微观视角解释质量守恒定律并完善质量守恒定律的概念建构，最后运用质量守恒定律分析解决问题
为了更好地挖掘学科内涵、达成三维目标，本节课的设计做了以下尝试：
1. 将相关科学史与学习过程有机融合。
运用科学史中的典型事例创设情境并与自主建构的学习活动进行有机融合，能够使学生体验到科学探究的曲折过程，从中领悟化学反应研究的基本方法，引导学生树立严谨求实的科学态度，进一步认识尊重客观事实的重要性，体现了科学与人文地有机融合。
2. 将实验归纳与理论演绎有机融合。
本节课通过三类实验（有气体参加、有气体生成及无气体参加和生成）的探究归纳了反应前后物质的质量关系，同时引导学生从微观视角、定量视角（微粒的相对质量）运用演绎法进行推理判断，达到对过程本质深化认识的目的。无论是实验归纳还是微观演绎，都关注到了完整的逻辑关系与合理的认知顺序，期望学生思维能力在实验和逻辑推理的过程中能够得到训练和提升。
3. 将问题解决与深化理解有机融合
本节课最后提出了三个问题，这三个问题的情境有所不同，力求体现对学生的知识和能力的不同要求，提升学生对化学应用价值的认识，希望学生能够在解决问题的过程中深化理解质量守恒定律，进一步认识和内化守恒思想。
三、学情分析
学生通过前面相关内容的学习，对反应前后物质质量的变化已经有了初步的认识，大部分同学认为化学反应前后物质质量不变。学生认知能力的生长点主要有三个：
1. 学生的猜想缺乏足够证据，尤其是还不能从微观角度进行解释；
2. 对质量守恒定律的描述还是模糊的，没有关注“参加化学反应”以及“总质量”等关
键词；
3. 对于定量研究化学反应缺乏实践经验。
四、教学目标
1. 知识与技能
（1）理解质量守恒定律的概念及其微观解释；
（2）能运用质量守恒定律分析和解决简单问题；
（3）初步学会使用电子天平。
2. 过程与方法
（1）学会运用观察、实验等方法获取信息及对数据信息处理的基本方法；
（2）学习运用演绎、分析和模型化的方法对宏观现象进行微观解释。
3. 情感态度与价值观
（1）通过科学史体会科学研究的艰辛与科学家坚韧不拔、严谨求实的科学精神；
（2）通过探究活动，逐步形成严谨求实的科学品质及合作精神；
（3）通过问题解决，体会质量守恒定律的应用价值。
五、教学重、难点
重点：运用归纳和演绎的方法自主建构质量守恒定律的概念；
难点：从微观角度解释质量守恒定律，运用质量守恒定律分析解决问题。
六、课堂教学思维结构
七、教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
环节一：创设情境引入课题 游戏：用6根火柴拼出四个相同的等边三角形。展示：模型。讲述：换个角度思考问题常常会有新的发现。我们也可以从不同的角度来研究化学变化，例如磷的燃烧。提问：这个反应的类型属于化合还是分解（反应类型）？放热的还是吸热（能量）？军事上利用这个反应作烟幕弹的原因是什么呢（用途）？讲述：研究化学变化的角度有很多，今天我们就从质量的角度再来认识化学反应，研究化学反应前后的物质的质量关系是怎样的？（简单介绍从质量的角度进行研究的意义） 课前游戏不仅激发了学生的兴趣，使学生快速进入良好的学习准备状态，同时也为课题的引入做好铺垫。
环节二：多方取证建构概念环节二：多方取证建构概念环节二：多方取证建构概念 提问：几百年前，人们就发现蜡烛、木材燃烧后质量减轻，是不是化学反应后质量都是减小的呢？学生：思考解释。讲述：有两位科学家做了相似的实验却得出了不同的结论。是什么原因造成的呢？ 呈现：玻义耳和罗蒙诺索夫的实验装置图。讲述：玻义耳和罗蒙诺索夫的实验过程。提问：大家认同谁的观点？请阐述理由。学生：评价与分析。 回顾人类对化学反应前后质量关系的认识，两位科学家相异的结论驱动学生思维，引发探究兴趣
讲述：我们通过实验来研究。呈现：磷燃烧的反应方程式及装置。讲述：为了便于操作，我们连同烧瓶、气球一起称量，这是一种整体称量的方法。 演示：白磷燃烧学生：观察和描述现象，发现质量不变。讲述：请大家也来用整体称量的方法来研究一个化学反应。呈现：硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应提问：这组实验装置要不要密闭？学生：不需要，因为无气体参加和生成。 学生：实验，交流。讲述：现在我们再来研究一个有气体产生的反应。呈现： 大理石与稀盐酸反应。讲述：老师为大家提供了大理石和稀盐酸，还有三种仪器——带盖塑料瓶、试管和镊子（拿着），如何用这些仪器来进行实验呢？请大家先讨论实验步骤。学生：讨论，交流。学生：实验，交流。讲述：我们做了三类实验，有气体参加的，有气体生成的，没有气体参加或生成的，都证明了反应前后物质的总质量不变。这个结论与罗蒙诺索夫的结论一致。提问：你们能用自己的语言来描述质量守恒定律吗？（下个定义）学生：表述。（化学反应前物质总质量等于反应后物质的总质量） 这个环节是通过对三个不同类型实验的探究，归纳得出结论，同时验证了罗蒙诺索夫的结论。通过这个活动希望达到三个目的：1.培养学生的观察、分析和归纳的能力，使学生对整体称量的实验方法以及定量实验产生初步认识和体会。2.通过对装置是否需要密闭的讨论，为后续理解定律中的 “总质量”的含义做好铺垫。3.三个实验为学生初步体会“质量守恒”提供了感性认识，有助于学生自主建构概念。通过下定义逐步明确和完善概念的内涵，有助于学生理解概念的实质。
讲述：化学学科是从分子原子层面去研究宏观世界的。所以，我们需要从微观层面寻找去质量守恒的理论依据。提问：化学变化的微观本质是什么？原子是否发生改变？学生：思考回答。呈现：积木图片。讲述：原子就像一块块积木，在化学变化中进行了重组而已。因此化学变化都遵循质量守恒定律，其微观本质就是原子的个数及种类都不变。讲述：所以说道尔顿的原子学说在微观层面上给了质量守恒定律一个合理的解释，因此化学变化都遵循质量守恒。讲述：现在我们来模拟碳燃烧的微观过程，体会质量守恒。呈现：微粒模型学生：微粒模型模拟碳与氧气的反应学生：交流反应的微观过程。 提问：所有的微粒都参加反应了吗？还剩余什么微粒？讲述：显然，我们刚才定义的质量守恒定律不够准确，请大家翻开课本57页，朗读概念，划出关键词。学生：朗读，体会关键词。讲述：刚才我们从微观角度体会了“参加”二字的含义，但真实的化学反应中是有很多微粒参加反应的。讲述：我们再从微粒的质量角度进行分析，计算该反应中各微粒的相对质量。学生：计算，感悟守恒。 通过实验方法获得的是一种事实依据，但是这种归纳法属于不完全归纳，因此引导学生从微观角度寻求解释，促使学生在现象与本质、宏观与微观之间进行思维转换，提高演绎推理的能力。这个环节运用模型的方法进行研究的目的如下：1.巩固化学变化的微观解释，有助于学生从微观层面对质量守恒定律作出解释，增强学生的演绎推理能力；2.通过“落单”的氧分子深刻体会质量守恒定律中的“参加”二字的含义，逐步完善概念的建构。3.通过计算微粒的相对质量，从“量”的角度直观地反应质量守恒关系。4．有助于微粒观等化学思想观念的形成。
讲述：无论是罗蒙诺索夫还是拉瓦锡，他们的测量都不够精确，那是天平的精度所决定的，直到100多年前的两位科学家做了误差小于千万分之一的实验，才进一步证实质量守恒定律的科学性。呈现：质量守恒定律的探索历程。讲述：早在两千多年前，德谟克利特就感悟到了一种守恒思想，他说“无中不能生有”，这样一个关于守恒的哲学感悟历经上千年、经过无数科学家的研究，才发展为一个公认的真理，一个真理要经得起实践的检验。也要经得住理论的推敲。学生：倾听，体会。讲述：今天我们学习质量守恒定律的目的是要运用守恒的思想去分析和解决一些问题。 这段探索历程让学生体会到自然科学和哲学之间的关系，丰富了课堂人文内涵。从17世纪波义儿等科学家的探索性研究，发展到拉瓦锡的描述性研究，直至原子论诞生后对质量守恒定律的解释性研究，还能够使学生感悟到科学发现的不易与严谨。
环节三：学以致用深化理解 呈现：问题一：有人说，铁丝燃烧后固体质量增加，不符合质量守恒定律，你同意吗？怎么解释？学生：分析解释。问题二：可燃冰是一种新能源，燃烧后生成了二氧化碳和水，你们能推断，可燃冰中含有哪些元素吗？学生：分析，表达。问题三： 小组讨论完成呈现：在一个密闭容器内有A、B、C三种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表：物质ABC反应前质量（g）428反应后质量（g）09X（待测）讨论：1.这个反应中，ABC分别是反应物还是生成物？你的判断依据是什么？2．这个反应属于什么基本反应类型是？（“化合”或“分解”）。3.上表中的待测值“X”是多少？你的计算依据是什么？学生：表达交流。教师示范问题解决的思维过程： 这三个问题的情境有所不同，力求体现对学生的知识和能力的不同要求，提升学生对化学应用价值的认识，希望学生能够在解决问题的过程中提高组织精加工能力，同时深化理解质量守恒定律，进一步认识和内化守恒思想。
小结 讲述：今天我们学习了质量守恒定律，希望同学们在以后的学习生活中能够有意识地运用守恒的思想去解决更多的问题。

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