质量守恒定律教学设计三.docx
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质量守恒定律教学设计三
《质量守恒定律》 教学设计
山西 刘福明
一、教学内容分析
1．课标中的内容
认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系，用微粒的观点对质量守恒定律作出解释。
2．教材中的内容
教材不是从定义出发，把质量守恒定律强加给学生，而是首先提出在化学反应中反应物的质量与生成物的质量之间存在什么关系的问题，让学生思考，然后通过作出假设、实验探究，交流讨论，得出结论等科学探究方法，设计并实施一些实验方案，指导学生观察、思索，使学生从自己亲身观察到的事实中，经过思考，得到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这一规律，然后教材又给出蜡烛燃烧前后质量的测定，镁条燃烧前后质量的测定这两个实验方案，让学生比较前后质量变化情况，并分析发生变化的原因，进而较深刻地认识化学反应中的质量关系。
二、教学对象分析
1．知识技能基础
初三刚开设化学课，学生学习化学的兴趣较高，通过学习，也掌握了一定的实验技能，针对这些情况，我们采用实验探究的方法，鼓励学生动手、动脑，在实验中观察，在观察中讨论，在讨论中形成共识，不仅使学生学到新的化学知识，也可使学生对化学知识的内在联系有更深的理解。
2．学习能力方法
所授课班级学生的学习能力较强，学习较主动，思维灵活，方法得当。
3．非智力因素
有良好的学习习惯，喜欢探索新问题，能主动与他人合作，积极表达自己的观点。
三、教学设计思想
从促进学生发展出发制订教学目标，全面考虑“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面的课程目标；注重科学方法教育，培养学生的探究能力；运用现代信息技术，发挥多媒体的教学功能。
四、教学目标
1．知识与技能
认识质量守恒定律，了解常见化学反应中反应物与生成物的质量关系，从微观角度认识，在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
2．过程与方法
通过具体的探究活动，了解质量守恒定律的内容，并从微观角度解释化学反应的实质。
3．情感态度与价值观
通过对质量守恒定律的探究，让学生体会成功的乐趣，培养学生团结协作的团队精神。
五、教学的重点和难点
1．教学重点
质量守恒定律的理解及运用。
2．教学难点
引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。
六、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
（一）引言：
“遥想公瑾当年，小乔初嫁了。
雄姿英发，羽扇纶巾，谈笑间，樯橹灰飞烟灭”。
赤壁之火，使曹军百万雄师，化为灰烬。
满江的人船怎么就成了一堆灰呢？
它的质量为什么减小了呢？
而铁生锈后它的质量增加了，这又是为什么呢？
难道在化学变化中隐藏着什么秘密吗？
积极思考，产生了强烈的学习兴趣
激发学习兴趣和探索知识的欲望
（二）提出问题：
化学反应的特征是生成了其他物质，例如：
碳在氧气中燃烧生成了二氧化碳，那么生成的二氧化碳的质量与反应物碳和氧气的质量之和有什么时候关系呢？
产生猜想，出现不同的想法
引导学生从量的方面来进行研究
（三）实验探究
1、提出假设
若反应物与生成物之间的质量有变化，则可能有几种情况？
2、制定方案
方案一（第一组）
白磷燃烧前后质量的测定
方案二（第二组）
铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
3、指导实验
适时指导学生完成实验
4、收集数据
5、归纳小结
屏幕显示：
质量守恒定律
分组讨论，交流得出有如下三种情况
①参加反应的各物质的质量之和=生成的各物质的质量之和
②参加反应的各物质的质量之和>生成的各物质的质量之和
③参加反应的各物质的质量之和<生成的各物质的质量之和
分工、合作
设计实验方案、动手实验
观察实验现象进行讨论、归纳、完成表格（表格见后）
分析实验现象和实验数据，试着总结化学反应前后物质的质量的变化规律。
体会、记忆定律内容
了解科学探究的方法
培养学生团队精神
培养学生研究问题的科学方法和严谨求实和科学品质
初步记住定律
教师活动
学生活动
设计意图
[问题讨论]为什么参加化学反应前各物质的质量总和等于化学反应后生成各物质的质量总和呢
[演示]有关“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。
[小结]（投影）
原子的种类不变
原子的数目不变 质量守恒
原子的质量不变
6、反思评价
[演示]实验1、2
实验1改为：
盐酸与碳酸钠粉末反应前、后以及反应后并刺破汽球质量的测定
[讨论]在封闭体系中发生的化学反应，没有物质逸散到空气中，而在开放体系中发生的化学反应常会有生成的气体逸散到空气中，分析是否与质量守恒定律相矛盾？
[小结]所有的化学反应都符合质量守恒定律
猜想、讨论
出现思维困惑，产生新的学习期待
观看动画演示，思考化学反应的微观实质
记忆“三个不变”
学生阅读教材P92页
观察现象，分析原因，讨论
思考
再次设疑启发学生深入思考
通过形象的分析，使学生的思维由宏观到微观，从现象对本质深入思考，学会研究问题的科学方法。
掌握质量守恒定律的本质原因
激发学习兴趣，为后面的学习作准备
加强对定律的理解
使学生对开放体系的化学反应也能遵守质量守恒定律有更直观的理解
教师活动
学生活动
设计意图
（四）纸笔练习（略）
（五）归纳总结
独立完成，自查知识掌握情况，并分小组互相检查
归纳，小结
1、质量守恒定律是指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
2、化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合生成其他物质（生成物）的过程。
在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变
及时反馈，使学生掌握质量守恒定律及运用
形成较完整的知识体系
七、学习评价设计
1．通过活动表现评价学生的探究能力和情感态度与价值观。
在学生的活动与探究过程中，教师通过观察学生们在各项活动中的表现，从学生参与探究活动的积极性、实验技能、记录和处理数据的能力、交流讨论和发表见解的情况作出综合的评价，并给予恰当的反馈以激励学生进步。
[表现性评价学生实验探究，收集数据，交流表达]
下面方案中分组做前面2个实验，教师演示后面2个实验学生并观察记录现象，实验后小组内交流讨论。
探究内容
白磷燃烧前后质量的测定
铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
镁条燃烧前后质量的测定
仪器药品
天平，锥形瓶，单孔塞，套有小气球的玻璃管，白磷，火柴，小刀，滤纸
粗铁丝，硫酸铜溶液，烧杯，天平
实验步骤
实验现象
分析
结论
2．通过课堂的纸笔练习来评价学生运用知识解决问题的能力，帮助学生较全面地认识自己在群体中的相对水平，明确发展方向和需要克服的弱点。
[纸笔评价]（在课内进行，时间5分钟）
1、参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，是因为（ ）
A、反应后物质的种类没有变化 B、反应后原来的种类没有变化
C、反应后原子的种类、数目和质量没有变化
D、反应后分子的种类、数目和质量没有变化
2、现有化学反应A+B=C，若mgA和ngB在一定条件下充分反应，生成C的质量是（ ）
A、等于（m+n）g B、小于（m+n）g
C、大于（m+n）g D、不大于（m+n）g
3、小明在练习制作“糖葫芦”时，在给蔗糖加热时产生了炭黑和水（整个过程密闭），这一事实说明了（ ）
A、蔗糖是由炭黑和水组成的纯净物
B、蔗糖是炭黑和水组成的混合物
C、蔗糖分子是由碳元素和水分子组成的
D、蔗糖是由碳、氢、氧元素组成的
4、下列各组物质，在敞口容器里发生反应，容器内物质的总质量在反应前后不变的是（ ）
A、镁条放入盐酸中 B、高锰酸钾固体受热分解
C、硫酸铜溶液加入氢氧化钠溶液 D、在空气中加热铜粉
5、根据质量守恒定律可知，铁丝在氧气中空气燃烧后生成的质量为（ ）
A、大于铁丝质量 B、小于铁丝质量
C、等于铁丝质量 D、可能等于铁丝质量
6、高锰酸钾受热分解后，剩余固体质量是比反应物高锰酸钾的质量小，因此不遵守质量守恒定律，对吗？
为什么？
如何设计实验来进行验证？
八、本教学设计的特点
采用自主、合作、探究性学习的方式，以问题教学为中心，培养学生提出问题，分析问题、解决问题的能力，采用现代化教学方法与手段，力求做到重点突出，难点突破，有系统地对学生进行指导，既关注学生学习的过程，更关注学生的兴趣激发，良好的学习习惯的养成，正确的学习态度以及学习过程中情感体验和价值观的形成。
九、教学反思
该课较好地完成了教学目标，在活动与探究中，引导学生认真完成实验和做好结果记录，对实验现象进行思索归纳，并与同学、教师进行交流和讨论，得出结论。
这些实践活动不但有利于学生获得知识技能，也培养了学生认真扎实的科学态度和科学探索的学习方法。
本节课对演示实验1的改进，使学生对封闭体系和开放体系中的化学反应都能遵守质量守恒定律有了更直观的理解，使认识更加深刻，效果较好。
一、教学目的要求
1.通过实验探究认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度认识在一切化学反应中，反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
二、本课题分析
本课题包括质量守恒定律与化学方程式两部分内容。
在质量守恒定律部分内容中，教材不是从定义出发，把质量守恒定律强加给学生，而是首先提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系的问题，让学生思考，然后通过作出假设、实验探究、交流讨论、得出结论等科学探究方法，设计并实施一系列的探究性实验方案，如蜡烛燃烧前后质量的测定、镁条燃烧前后质量的测定、白磷燃烧前后质量的测定以及铁钉跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定等实验，指导学生观察、思索，使学生从自己亲身观察到的事实中，经过由此及彼、由表及里的思考，得到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这一规律。
教材的这种处理方法，学生接受起来十分自然，实验也具有很强的说服力，而且学习质量守恒定律，也是对学生进行辩证唯物主义教育的重要内容。
本课题是在教师指导下进行的课堂探究活动，教师应确保实验能够顺利进行。
如果学生自己提出一些实验方案，经教师审查并同意后，也可进行实验。
本课题的活动与探究内容较多，应将学生分为几个小组进行。
应使每一位学生都能边操作、边观察、边思索，使其得到更多的锻炼机会，其受益会更大一些。
各实验小组所测定的化学反应各不相同，但通过比较、判断，不断地揭示矛盾和解决矛盾，必然会激起学生更强烈的求知欲，同时也是开发智力的有效手段。
关于化学方程式部分内容，学生在前面已经学习了元素符号、化学式、化学反应的实质，知道了一些化学反应和它们的文字表达式，结合第一部分内容学到的质量守恒定律，已经完全具备了学习化学方程式的基础。
教材根据质量守恒定律，介绍了化学方程式，即用物质的化学式表示化学反应的式子叫化学方程式。
通过木炭在氧气中燃烧这个实例，用简练的文字准确叙述了化学方程式的意义：
（1）表示了化学反应中的反应物和生成物。
（2）表明了该化学反应进行的条件。
（3）表示了参加反应的物质种类以及各物质之间的质量关系，即各物质之间的质量比。
教材在“学完本课题你应该知道”栏目中给出了上述有关化学方程式所提供的信息。
教学建议如下：
1.应注意引导学生思考，探究活动中几个表面上似乎不符合质量守恒定律的实验是因什么导致其如此，可采取什么措施使其符合质量守恒定律，通过举一反三，使学生知其然并知其所以然，使学生的认识更加深刻。
例如，蜡烛点燃时的质量逐渐变小，而在蜡烛上方加有碱石灰吸收装置时，点燃后总质量却逐渐增大（具体装置请参阅资料部分）。
2.在教学过程中，还要密切联系生活实际。
例如，钢铁生锈、煤炭燃烧等学生熟悉的化学反应，讨论这些反应前后物质的质量是增加，是减少，还是不变?
怎样的判断才算是科学的判断，能不能设计一些实验来进行验证?
学生对这些问题感兴趣，讨论时有话说，还能使学生受到自然科学方法论的教育。
3.应注意使学生了解质量守恒定律的微观解释。
教材在从实验的结果归纳出质量守恒定律后，接着就提出“为什么物质在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等呢?
”提出这个问题的目的，在于要引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。
在化学反应中，只是由于发生了原子间的重新组合，才使反应物变成生成物，但在这一变化中，原子的种类和个数并没有发生变化，原子的质量也没有发生变化，所以，反应前和反应后各物质的质量总和必然相等。
应该注意，对质量守恒定律的本质分析，要明确落实到化学反应前后原子的种类和个数保持不变这一关键点上，这不仅有利于理解质量守恒定律的本质，而且为学习化学方程式准备了基础知识。
三、实验说明和建议
1.方案二托盘天平的灵敏度较小，在实验时应注意使镁条有足够的长度才能保证天平倾斜现象明显。
2.方案三白磷燃烧前后质量的测定实验，往往会因瓶塞不严密产生漏气或被冲开而失败。
为了防止由于气体膨胀而冲开瓶塞，实验中采用在锥形瓶瓶塞玻璃管外端套一个瘪气球。
瓶内气体膨胀时，气球被吹大，冷却以后气球缩进瓶口内。
如果气球是新的，应揉搓并使其变软后再用。
锥形瓶的大小以250mL为宜。
所用白磷需要切去表面上的硬皮，使易于引燃。
白磷是一种易燃而又有剧毒的物质，通常把它贮存在水中，切割白磷也应该在水中进行。
取白磷要用镊子，不可用手接触。
表面的水分可用滤纸吸干。
接触过白磷的工具上往往有磷的碎片，不能随便乱放，白磷的碎片和吸过白磷表面水分的滤纸，一定要烧掉以保证安全。
这个实验也可以用固体跟液体反应产生气体的实验代替（例如碳酸钙跟盐酸反应）。
反应在吸滤瓶中进行，在抽气口上套一个气球，反应开始后气球膨胀，但天平保持平衡。
四、部分习题参考答案及说明
2.
（1）镁带在空气里燃烧，是镁和氧气发生了化学反应。
根据质量守恒定律，反应后生成物的质量，一定等于参加反应的镁带和氧气的质量总和，所以生成物的质量比镁带大。
（2）由于纸中的碳与氧气反应生成二氧化碳气体后逸走，故灰烬的质量比纸的质量小。
（3）高锰酸钾受热分解后，生成锰酸钾（固体）和氧气。
按照质量守恒定律，反应物高锰酸钾的质量应当等于生成物锰酸钾和氧气的质量之和，所剩余固体的质量必然比原高锰酸钾的质量要小。
3.
（1）正确。
（2）错误。
细铁丝在氧气里燃烧，反应物是铁和氧气，生成物是四氧化三铁，这个反应同样遵守质量守恒定律。
五、资料
1.关于质量守恒定律的几个问题
（1）质量守恒定律发现简史 1756年俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧，锡发生变化，生成白色的氧化锡，但容器和容器里的物质的总质量，在煅烧前后并没有发生变化。
经过反复的实验，都得到同样的结果，于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。
但这一发现当时没有引起科学家的注意，直到1777年法国的拉瓦锡做了同样的实验，也得到同样的结论，这一定律才获得公认。
但要确切证明或否定这一结论，都需要极精确的实验结果，而拉瓦锡时代的工具和技术（小于0.2%的质量变化就觉察不出来）不能满足严格的要求。
因为这是一个最基本的问题，所以不断有人改进实验技术以求解决。
1908年德国化学家朗道耳特（Landolt）及1912年英国化学家曼莱（Manley）做了精确度极高的实验，所用的容器和反应物质量为1kg左右，反应前后质量之差小于0.0001g，质量的变化小于一千万分之一。
这个差别在实验误差范围之内，因此科学家一致承认了这一定律。
（2）质量守恒定律的发展 自从爱因斯坦（Einstein）提出狭义相对论和质能关系公式（E=mc2）以后，说明物质可以转变为辐射能，辐射能可以转变为物质。
这个结论对质量守恒定律在化学中的应用有何影响呢?
实验结果证明1000g硝化甘油爆炸之后，放出的能量为8.0×106J。
根据质能关系公式计算，产生这些能量的质量是0.89×10-7g，与原来1000g相比，差别小到不能用现在实验技术所能测定。
从实用观点来看，可以说在化学反应中，质量守恒定律是完全正确的。
20世纪以来，人们发现原子核裂变所产生的能量远远超过最剧烈的化学反应。
1000g235U裂变的结果，放出的能量为8.23×1016J，产生这些辐射能相等的质量为0.914g，和原来1000g相比，质量变化已达到千分之一的程度。
于是人们对质量守恒定律就有了新的认识。
在20世纪以前，科学家承认两个独立的基本定律，质量守恒定律和能量守恒定律。
现时科学家则将这两个定律合二为一，称它为质能守恒定律。
2.用来吸收蜡烛燃烧生成物的装置
蜡烛燃烧生成物为二氧化碳和水（气）。
碱石灰能有效地吸收这两种物质。
这种吸收装置的制作方法如下：
（1）截取一段长度为10cm，直径约为25mm的玻璃管（可用破了底的大试管截取）。
（2）装入金属网栅。
从破旧石棉网上剪一块直径略大于玻璃管内径的圆网，从玻璃管的一端轻轻推入，使圆网撑住在离管口约2cm处作为放置碱石灰的网栅（如网栅容易滑下，可以用回形针改制成一个带有弹性的圆环，弹紧在玻璃管的内壁作为挡圈，使网栅不致滑下），装配如图5-1。
（3）加入碱石灰，制成吸收器。
碱石灰要选大的颗粒，使间隙较大，保证气体流通。
碱石灰层厚约4cm～5cm。
（4）将吸收器固定在天平左盘蜡烛的正上方（如图5-2），即可进行实验。
（5）这一实验成败关键在于蜡烛是否正常燃烧，生成的气体是否顺利通过吸收器。
所以，蜡烛火焰的大小，吸收器离火焰的距离都要事先试验好。
如果实验正常，3min后即有明显的现象。
天平最好选用感量为0.02g的物理天平
在质量守恒定律发现过程中，我采用归纳推理、实验的办法，按科学认知的一般程序即“提出假说——设计求证——得出结论——实际应用”来引导学生，首先复习知识（用多媒体辅助教学法，展示水分解的微观过程，让学生领悟到在化学反应前后原子的“三不变”），得出质量守恒这一推理假说。
然后引导学生设计实验进行论证。
学生经历初次验证自己的推理正确的喜悦后，再演示碳酸钠和盐酸的反应和铜与氧气的反应，使之感受矛盾，受到打击。
同老师一道认真分析原因，优化方案，再次演示，最终发现质量守恒定律的确具有普遍性，将所学知识迁移运用于生活。
使学生享受发现“新大陆”的喜悦，愉快的接受并运用知识。
实验探究式和多媒体辅助教学法。
这是根据教学目标的要求、教材和学生的特点而确定的。
本节教学中有四点必须交代清楚：
1、物质发生化学反应时质量减少或消失，这是学生从生活经验中得出最初的结论。
2、质量守恒定律是通过科学实验得出的，不是凭空设想。
3、质量守恒定律的原因是很抽象的，这是正确理解质量守恒的关键。
4、质量守恒的应用涉及到化学方程式的计算应用，这是学于致用。
学生经过前面的学习，已有一定的实验操作能力和解决问题的能力，对实验问题充满充满激情，具有强烈的冲动，教师只需采取启发点拔，引导学生大胆推理建立假说、自主设计实验论证假说的学习方式。
但学生心理发展不够成熟，认知水平有限，为克服认识的肤浅和片面，所以还需采用交流合作的学法，实现优势互补，感受合作的快乐和重要性。
根据学生的实际情况，必须采取引导思考、分析、讨论与交流、观察等方法，才能正确理解质量守恒定律的涵义、原因，达到教学目的的效果。
本节教学中学生应注意以下三点：
1、实验是由学生相互配合演示的，要注意观察实验的现象和过程，从中可得出结论。
2、质量守恒定律的原因是抽象的，懂得把抽象的变为直观的，懂得透过实验现象分析其化学本质，这是理解的关键。
3、能够联系实际生活，应用学过的知识去解释、解决一些化学现象和问题。
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