教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科化學(xué)年級(jí)九年級(jí)學(xué)期秋季課題課題1質(zhì)量守恒定律教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)觀察、記錄物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，使學(xué)生認(rèn)識(shí)質(zhì)量守恒定律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和數(shù)據(jù)分析能力。2.通過(guò)分析和解釋生活中常見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量變化關(guān)系，理解質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)生活化，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和解決問(wèn)題能力。3.通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬氫氣燃燒，分析化學(xué)反應(yīng)中分子原子的變化，理解質(zhì)量守恒定律的微觀本質(zhì)，初步形成定量認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化的質(zhì)量視角和守恒意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀和空間思維。4.通過(guò)設(shè)計(jì)跨學(xué)科思考題，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并想辦法解決，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。5.使學(xué)生了解科學(xué)探究的一般過(guò)程，初步形成基于證據(jù)進(jìn)行推理的科學(xué)思維。感悟科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和追求真理的科學(xué)精神，認(rèn)識(shí)定量研究對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要作用。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn):質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵和守恒觀的建立，質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用。難點(diǎn):質(zhì)量守恒定律的微觀本質(zhì)，質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程一、情境導(dǎo)入200多年前，在一個(gè)夏季雨夜，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫坐在窗前吃著蘋(píng)果，對(duì)著鐵燭臺(tái)上的蠟燭若有所思，片刻他感到悶熱，就打開(kāi)窗戶，一陣青草香飄來(lái)，他突然靈感迸發(fā)，于是轉(zhuǎn)身放下蘋(píng)果，一頭扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，把少量汞放在密閉的容器里，連續(xù)加熱12天，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末。之后又把汞表面生成的紅色粉末氧化汞收集起來(lái)，將45份質(zhì)量的氧化汞放在另一個(gè)較小的容器里，再加熱分解，恰好得到41.5份質(zhì)量的汞和3.5份質(zhì)量的氧氣，反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和沒(méi)有改變。“這難道是巧合嗎？”拉瓦錫邊思考邊回到房間，這才發(fā)現(xiàn)，蠟燭已燃盡，只留少量凝固的蠟液，鐵燭臺(tái)也生銹了，蘋(píng)果也腐爛了。教師提問(wèn):“同學(xué)們，化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量真的不變嗎？那為什么蠟燭燃燒后好像質(zhì)量減小了呢？”學(xué)生思考與討論:引導(dǎo)學(xué)生討論可能的原因，并提出假設(shè)，激發(fā)他們的探究興趣。教師總結(jié):“今天我們一起來(lái)一探究竟吧?！倍?、實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)一：探究質(zhì)量守恒定律提出猜想：反應(yīng)物總質(zhì)量與生成物總質(zhì)量間存在什么關(guān)系？做出猜想：反應(yīng)物總質(zhì)量=生成物總質(zhì)量給出實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象分析結(jié)論銅和氧氣反應(yīng)鐵和硫酸銅反應(yīng)方案1：銅與氧氣的反應(yīng)教師：現(xiàn)在我們觀察銅與氧氣的反應(yīng)。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀看視頻，思考反應(yīng)前后物質(zhì)及質(zhì)量的變化情況。（播放實(shí)驗(yàn)視頻1，展示銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅的過(guò)程）教師講解：分析反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量變化：我們看到，在這個(gè)反應(yīng)中，反應(yīng)前總質(zhì)量等于反應(yīng)后總質(zhì)量。（1）實(shí)驗(yàn)前，稱量整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的總質(zhì)量，記錄質(zhì)量為m1。反應(yīng)前總質(zhì)量包括，裝置的質(zhì)量，銅粉的質(zhì)量和錐形瓶?jī)?nèi)空氣的質(zhì)量，銅粉的質(zhì)量又包括剩余銅粉的質(zhì)量和參加反應(yīng)銅粉的質(zhì)量，而瓶?jī)?nèi)空氣的質(zhì)量包括氧氣的質(zhì)量和剩余氣體的質(zhì)量。（2）反應(yīng)結(jié)束后，待裝置冷卻，再次稱量總質(zhì)量，記錄為m2。反應(yīng)后總質(zhì)量包括裝置的質(zhì)量和剩余銅粉的質(zhì)量以及生成的氧化銅的質(zhì)量，還有剩余氣體的質(zhì)量。（3）反應(yīng)前后裝置的質(zhì)量、剩余銅粉的質(zhì)量和剩余氣體的質(zhì)量都是沒(méi)有發(fā)生變化的。（4）去除沒(méi)有發(fā)生變化的干擾項(xiàng)，最后我們發(fā)現(xiàn)參加反應(yīng)銅粉的質(zhì)量和參加反應(yīng)氧氣的質(zhì)量之和等于生成的氧化銅的質(zhì)量。即反應(yīng)物總質(zhì)量等于生成物總質(zhì)量。教師提問(wèn)：在實(shí)驗(yàn)中，橡膠塞和小氣球的作用是什么？如果沒(méi)有它們，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)怎么樣？請(qǐng)大家思考一下。方案2：鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)教師：接下來(lái)，我們來(lái)看另一個(gè)實(shí)驗(yàn)視頻來(lái)鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀看視頻，思考反應(yīng)前后物質(zhì)以及質(zhì)量的變化情況。（播放實(shí)驗(yàn)視頻2，展示鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵的過(guò)程）教師講解：分析反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量變化：同樣，在這個(gè)反應(yīng)中，反應(yīng)前總質(zhì)量等于反應(yīng)后總質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)前，稱量整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的質(zhì)量，并記錄質(zhì)量為m?。而反應(yīng)前物質(zhì)總質(zhì)量包括裝置的質(zhì)量，瓶?jī)?nèi)空氣的質(zhì)量，鐵絲的質(zhì)量和硫酸銅溶液的質(zhì)量。而鐵絲的質(zhì)量包括剩余鐵絲的質(zhì)量和參加反應(yīng)鐵絲的質(zhì)量。硫酸銅溶液又包括硫酸銅和水。反應(yīng)結(jié)束后，待裝置冷卻，再次稱量總質(zhì)量，記錄為m2。反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量包括裝置的質(zhì)量，瓶?jī)?nèi)空氣的質(zhì)量、剩余鐵絲的質(zhì)量、生成銅的質(zhì)量、生成硫酸亞鐵的質(zhì)量和水的質(zhì)量。反應(yīng)前后裝置的質(zhì)量、剩余銅粉的質(zhì)量和剩余氣體的質(zhì)量都是沒(méi)有發(fā)生變化的。去除沒(méi)有發(fā)生變化的干擾項(xiàng)，最后我們發(fā)現(xiàn)，參加反應(yīng)鐵釘?shù)馁|(zhì)量和參加反應(yīng)硫酸銅的質(zhì)量之和等于反應(yīng)后生成銅的質(zhì)量和生成硫酸亞鐵的質(zhì)量之和。即反應(yīng)物總質(zhì)量等于生成物總質(zhì)量。鐵(Fe)+硫酸銅（CuSO?）→硫酸亞鐵（FeSO?）+銅（Cu）小結(jié)：大量實(shí)驗(yàn)證明，參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個(gè)規(guī)律叫作質(zhì)量守恒定律。這里需要注意：質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用對(duì)象是化學(xué)變化，對(duì)于物理變化，不能用質(zhì)量守恒定律解釋。質(zhì)量守恒定律只適用于質(zhì)量守恒，而不是體積守恒，也不是其它守恒。強(qiáng)調(diào)“參加反應(yīng)的”和“反應(yīng)生成的”，對(duì)于未參加反應(yīng)的物質(zhì)不關(guān)注。任務(wù)二：再探質(zhì)量守恒定律提出疑問(wèn)：觀看以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)反應(yīng)前后稱量結(jié)果是否會(huì)有變化？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析結(jié)論鹽酸和碳酸鈉鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)1：鹽酸和碳酸鈉的反應(yīng)（播放實(shí)驗(yàn)視頻3，展示鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳的過(guò)程）教師問(wèn)：我們看到，反應(yīng)后質(zhì)量似乎變輕了。那么，這與質(zhì)量守恒定律矛盾嗎？為什么？學(xué)生答：稱量結(jié)果是質(zhì)量變小,這是因?yàn)辂}酸與碳酸鈉反應(yīng),生成的二氧化碳?xì)怏w逸散到了空氣中,所以質(zhì)量減小，與質(zhì)量守恒定律并不矛盾。我們?cè)賮?lái)看一個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：鎂條燃燒（播放實(shí)驗(yàn)視頻4，展示鎂條在空氣中燃燒反應(yīng)生成氧化鎂的過(guò)程）教師問(wèn)：我們看到，反應(yīng)后質(zhì)量似乎變重了。那么，這與質(zhì)量守恒定律矛盾嗎？為什么？學(xué)生答：稱量結(jié)果是質(zhì)量變大(或變小)，這是因?yàn)殒V條燃燒時(shí),消耗了空氣中的氧氣,因此質(zhì)量增加(或因產(chǎn)生白煙,生成的氧化鎂散失較多,造成質(zhì)量減小)。與質(zhì)量守恒定律不矛盾。小結(jié)：所以，質(zhì)量守恒定律還強(qiáng)調(diào)“物質(zhì)的總質(zhì)量”，如果比較部分物質(zhì)的質(zhì)量，不一定相等。但不代表反應(yīng)不遵循質(zhì)量守恒定律。分析：要探究質(zhì)量守恒定律，就要準(zhǔn)確地測(cè)量反應(yīng)物和生成物的總質(zhì)量，應(yīng)注意：沒(méi)有氣體參加或生成的反應(yīng)可在敞口裝置中進(jìn)行，如鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)。有氣體參加或生成的反應(yīng)，應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，如銅和氧氣反應(yīng)反應(yīng)。為確保實(shí)驗(yàn)成功，有時(shí)在裝置上系一個(gè)氣球來(lái)保證裝置的密閉。如鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)、鎂條燃燒，但也要考慮如果氣球最終不能恢復(fù)原狀，則裝置在空氣中受到的浮力會(huì)改變，裝置對(duì)天平托盤(pán)的壓力會(huì)改變，影響對(duì)質(zhì)量守恒定律的探究。（播放視頻鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)改進(jìn)裝置）三、微觀實(shí)質(zhì)任務(wù)三：分析質(zhì)量守恒定律教師：在科學(xué)家對(duì)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)有了更深入的認(rèn)識(shí)后，人們從微觀本質(zhì)上揭示了化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒的原因。下面我們以氫氣在氧氣中燃燒反應(yīng)為例來(lái)進(jìn)行分析。（播放動(dòng)畫(huà)視頻，展示氫氣在氧氣中燃燒反應(yīng)生成水的過(guò)程）教師問(wèn)：你能從微觀視角進(jìn)行說(shuō)明嗎？學(xué)生答：在氫氣燃燒生成水的反應(yīng)中,每個(gè)氫分子分裂成兩個(gè)氫原子,每個(gè)氧分子分裂成兩個(gè)氧原子,每?jī)蓚€(gè)氫原子和一個(gè)氧原子重新結(jié)合成一個(gè)水分子?；瘜W(xué)反應(yīng)前后,原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都沒(méi)有發(fā)生變化,因此,參加反應(yīng)的氫氣和氧氣的質(zhì)量總和等于反應(yīng)生成的水的質(zhì)量,所以,化學(xué)反應(yīng)必定符合質(zhì)量守恒定律。教師拓展：因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)中，分子分成原子，原子又重新組合成新分子，所以化學(xué)反應(yīng)前后,原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都不發(fā)生變化,那么元素的種類、質(zhì)量也不發(fā)生變化。只有分子的種類改變。四、應(yīng)用任務(wù)四：應(yīng)用質(zhì)量守恒定律問(wèn)題1：請(qǐng)你現(xiàn)在回答拉瓦錫“這是巧合嗎”？學(xué)生答：不是巧合。問(wèn)題2：你能告訴拉瓦錫他的蠟燭為什么變少了嗎？學(xué)生答：根據(jù)質(zhì)量守恒定律,蠟燭燃燒后石蠟減少的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量之和等于生成的水和二氧化碳的質(zhì)量之和。因?yàn)橄灎T燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣逸散到空氣中去了，所以燃燒后蠟燭質(zhì)量變小。問(wèn)題3：請(qǐng)分析拉瓦錫的鐵燭臺(tái)在生銹后質(zhì)量會(huì)發(fā)生什么變化？分析：鐵燭臺(tái)在空氣中生銹是鐵與氧氣、水共同作用生成鐵銹的過(guò)程，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的鐵、氧氣和水的質(zhì)量之和等于生成鐵銹的質(zhì)量，所以鐵銹的質(zhì)量比鐵的質(zhì)量多。顯然拉瓦錫的燭臺(tái)會(huì)變重。課堂小結(jié)：本節(jié)我們了解了質(zhì)量守恒定律的定義、適用范圍、微觀實(shí)質(zhì)、應(yīng)用。并能用拉瓦錫發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量守恒定律跟拉瓦錫對(duì)話。作業(yè)布置:隨著社會(huì)不斷向科技化、數(shù)字化發(fā)展，我們現(xiàn)在正逐步進(jìn)入人工智能時(shí)代。那么你能用現(xiàn)在的科技告訴200年前的拉瓦錫，他的蘋(píng)果是怎樣腐爛的嗎？腐爛后蘋(píng)果的質(zhì)量發(fā)生了怎樣的變化呢？請(qǐng)查閱資料、用錄像或圖片形式記錄蘋(píng)果腐爛的全過(guò)程，并結(jié)合質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析。課外拓展：1.閱讀教材114頁(yè)的“科學(xué)史話”，了解質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)，查閱資料思考討論：同樣是將金屬加熱