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2、活动探究、建立模型。
这一环节我采用探究性实验的程序来组织教学。
(1)作出假设。当学生发现“反应物的质量与生成物的质量之间具有什么关系”这个问题后,让学生交流、讨论,对自己发现的问题作出尽可能的猜想与假设:反应前后物质的总质量①可能增加;②可能减少;③可能不变。
(2) 设计和实施实验。
在学生充分假设基础上,把学生分成三组:
一组:进行白磷燃烧前后质量的测定。
二组:进行铁钉与CuSO4溶液反应前后质量的测定。
三组:进行NaOH溶液与CuSO4溶液反应前后质量的测定。
要求学生根据教师的指导,自行设计简单的化学实验方案,并能积极分工、协作、共同顺利地完成实验。强调认真观察和思考,做好实验前后的记录和分析。
设计意图:学生通过一连串问题的思考、回答,一方面可以拓展知识面,另一方面可以使学生从不同角度去认识质量守恒定律的涵义,也从中提炼出本节课的主题和 教学的线索。根据班级、学校的实际,选择分组实验可以缩短探究的时间,同时学生得到一个开放的、自主的探究学习,降低了学习的难度。设计多种类型的反应, 从多个角度进行探究:固体燃烧反应;金属与溶液反应;液液反应生成沉淀。
(3)得出结论,突破难点。
根据现象进行讨论、归纳,然后请各小组组长代表本组对所做的实验做小结,自然地得出结论。可能有如下的情况:
一组:磷燃烧后有白色烟生成即生成了五氧化二磷,但反应前后物质的总质量不变。
二组:铁在CuSO4溶液中反应,铁上附着红色的物质;溶液由蓝色变成浅绿色,反应前后物质的质量之和仍然不变。
三组:无色NaOH溶液与蓝色的CuSO4溶液反应,生成蓝色絮状沉淀,反应前后物质的质量之和还是不变。
通过学生小结发言,教师归纳、评价得出质量守恒定律: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。
在建立了质量守恒定律模型后,再勾出难点疑问:“为什么在发生化学反应前后,各物质的质量总和相等呢?”。要求用化学式表达磷在空气中燃烧。可点出以下具有阶梯性的问题:
①反应前后,原子的种类、数目是否改变了?
②什么叫相对原子质量?什么叫式量?计算上式中各物质的相对分子质量。
③反应前后各物质的质量总和各是多少?是否相等?
④通过思考上述问题,你得出什么结论?
学生讨论和交流后:
再微观模拟“化学变化中分子被破坏,原子重新组合成其他物质的分子”的动画课件给学生必要的启迪。如播放“磷在氧气中燃烧这个实验中粒子的微观变化”进行 解释。学生经过分析、抽象、概括等思维活动得出结论:“一切化学反应前后,原子的种类没有改变,原子的数目也没有增减,原子的质量也没有变化,所以反应前 后,各物质的质量总和必然相等。”以此来突破难点。再从“宏观”与“微观”角度来概括质量守恒的本质——原子的种类、数目、质量都没有改变。
设计意图:动画摸拟实验达到了一目了然的效果,对学生获得更真切的理解起着重要作用,让学生更加形象、生动、深刻地去认识质量守恒定律的实质,达到本节课难点的突破。从而有助于培养学生的抽象思维和分析能力。
(4)反思与评价。
为什么?质量守恒定律是否对任何化学反应都适用呢?
让学生继续分组进行如下实验:
一组:蜡烛燃烧前后天平的变化。
二组:镁条燃烧前后的质量变化。
三组:CaCO3与稀HCl反应前后总质量的测定。
然后反为什么疑问。如:上面三个实验的结果与你实验前的预测相同吗?“一些化学反应不遵守质量守恒定律吗?”为什么会出现这样的实验结果?对于磷燃烧的实 验,如果锥形瓶口没有系小气球,将会出现什么结果?如果在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,会出现什么实验结果?等等。有什么办法使这些 反应前后的质量也相等呢?实验需要怎样的改进?同样通过分析得出反应前后的总质量相等——考虑配合多媒体的改进展示。学生通过认真思考和观看实验,进一步 巩固质量守恒定律。
设计意图: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,从而迸发出改进实验探究的动力。让学生自己尝试和体会定量实验与定性实验,从中 获得启迪。选择多媒体的改进的实验可以缩短探究的时间,通过观看,同样有效地激发学生的创造性和探究意识,体验探究知识的乐趣。
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