内容正文:
9.3 溶质的质量分数 教学设计
一、基本信息
· 教材版本:人教版九年级化学下册
· 课题名称:9.3 溶质的质量分数
· 适用年级:九年级
· 课时安排:1课时(45分钟)
· 核心素养目标:立足人教版教材9.3课题核心内容,紧扣化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四大维度,结合九年级学生已有的溶液、溶质、溶剂相关知识,规避所有化学方程式和公式,通过实验探究、生活关联、逻辑分析,实现知识传授、能力培养与素养培育的有机融合,引导学生理解溶质质量分数的含义,掌握简单的应用方法,认识化学知识在生活、生产中的实用价值,贴合人教版教材“理论联系实际、强化探究体验、注重素养落地”的编写特点,兼顾知识的基础性和实用性,符合九年级学生的认知规律。
二、教学重难点
(一)教学重点
1. 理解溶质的质量分数的核心含义,明确其表示的是溶质与溶液之间的质量关系,能结合具体实例说明溶质质量分数的意义;
2. 掌握溶质质量分数的简单应用,能根据已知条件判断溶液的浓稀,能结合生活实例说明溶质质量分数的选择依据;
3. 学会配制一定溶质质量分数的溶液,掌握配制的基本步骤和操作规范,能准确完成实验操作并记录实验现象;
4. 结合生活、生产实例,认识溶质质量分数的实际应用价值,建立“化学与生活密切相关”的认知。
(二)教学难点
1. 准确理解溶质的质量分数的含义,区分“溶质质量分数”与“溶液浓稀”的关系,避免混淆“溶质质量”“溶剂质量”“溶液质量”的概念;
2. 掌握配制一定溶质质量分数溶液的操作细节,能分析实验操作中可能出现的误差及原因,培养严谨的科学态度;
3. 能将溶质质量分数的知识迁移应用到生活、生产实际中,结合具体场景选择合适溶质质量分数的溶液,落实科学思维和科学态度与责任素养;
4. 引导学生通过实验探究,归纳总结溶质质量分数与溶液浓稀的关系,体会“控制变量”“对比分析”的科学方法。
三、教学准备
(一)教师准备
1. 多媒体课件:包含生活中不同溶质质量分数的溶液实例(如医用生理盐水、果汁饮料、农药稀释液、白酒等)、实验操作视频、溶质质量分数相关示意图、实验误差分析素材,全程规避任何化学方程式和公式;
2. 实验器材:托盘天平(带砝码)、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、药匙、滤纸、烧杯刷、废液缸,提前检查所有器材的完好性,确保操作安全;
3. 实验药品:氯化钠(食盐)、蒸馏水,提前准备足量,确保药品纯净、无杂质,贴合实验室常规用药标准;
4. 辅助教具:不同浓度的氯化钠溶液(提前配制,标注编号)、试管、标签纸、记号笔,用于课堂对比实验和学生分组实验;
5. 预习任务单:提前设计简单的预习问题,引导学生回顾溶液、溶质、溶剂的概念,预习教材中溶质质量分数的相关内容,记录自己的疑问。
(二)学生准备
1. 预习人教版教材9.3课题内容,回顾前序“溶液的形成”相关知识,明确溶质、溶剂、溶液的概念,完成预习任务单,记录自己的疑问(如“为什么同样的溶质和溶剂,配出的溶液浓稀不同”);
2. 观察生活中常见的溶液,记录其标签上的相关信息(如白酒的度数、饮料的配料表、医用生理盐水的说明等),尝试思考“这些标签上的数字表示什么含义”;
3. 分组准备实验所需的简易器材(提前分配任务,每组指定1-2名同学负责检查器材),了解托盘天平、量筒、玻璃棒的基本使用方法,提前熟悉实验操作注意事项;
4. 携带笔记本和笔,用于记录课堂知识点、实验现象和小组讨论结果。
四、教学过程
(一)导入新课(5分钟)
1. 情境展示:多媒体呈现三组生活中常见的溶液素材,同时展示实物:
(1)第一组:两杯氯化钠溶液(一杯浓、一杯稀,标注编号1和2),引导学生观察颜色、状态,尝试用味觉(提前说明实验安全,仅教师演示品尝,学生观察)区分浓稀;
(2)第二组:医用生理盐水标签、白酒标签、果汁饮料标签,展示标签上的数字(如生理盐水“0.9%”、白酒“52度”),提问:“这些标签上的数字表示什么含义?为什么不同的溶液,标签上的数字不一样?”;
(3)第三组:农药稀释说明图片(如“农药与水按1:100稀释后使用”),提问:“为什么农药使用前需要稀释?稀释前后,溶液的什么发生了变化?”。
2. 提问引导:“同学们,我们生活中经常会遇到不同浓稀的溶液,比如喝的果汁有浓有淡,医用的药水有特定的浓度要求,农药使用前需要稀释。这些溶液的浓稀,我们可以用眼睛观察、用味觉判断,但这种方法很粗略,不能准确表示溶液中溶质的多少。那么,我们该用什么科学的方法来准确表示溶液的组成呢?今天我们就一同学习《溶质的质量分数》,解决这个问题。”
3. 素养衔接:通过生活实例和实物展示,激发学生的探究兴趣,唤醒学生对溶液、溶质、溶剂的已有认知,初步渗透“物质的组成是可以定量表示的”化学观念,引导学生体会“化学源于生活、用于生活”,为后续新知探究和素养培育奠定基础。
(二)新知探究一:溶质的质量分数的含义(10分钟)
1. 实验探究:溶液浓稀与溶质、溶剂质量的关系
(1)提出问题:“同样的溶质和溶剂,为什么会配出不同浓稀的溶液?溶液的浓稀与溶质、溶剂的质量之间有什么关系?”
(2)实验设计:分组实验,每组完成3组对比实验(严格遵循控制变量法,贴合人教版教材实验设计要求,全程无公式):
· 试管1:加入10mL蒸馏水,再加入0.5g氯化钠,搅拌至完全溶解,观察溶液颜色和状态,记录溶质、溶剂的大致质量;
· 试管2:加入10mL蒸馏水,再加入1.0g氯化钠,搅拌至完全溶解,观察溶液颜色和状态,记录溶质、溶剂的大致质量;
· 试管3:加入20mL蒸馏水,再加入1.0g氯化钠,搅拌至完全溶解,观察溶液颜色和状态,记录溶质、溶剂的大致质量。
(3)实验操作:学生分组进行实验,教师巡回指导,强调操作规范:① 称量氯化钠时,托盘天平要放平,左物右码,用药匙取药品,多余药品放入指定容器,不能放回原瓶;② 量取蒸馏水时,量筒要放平,视线与凹液面最低处保持水平,胶头滴管垂直悬空滴加;③ 搅拌时,玻璃棒不能碰到试管内壁,搅拌方向一致,直至溶质完全溶解。
(4)现象分析:引导学生对比三组实验的现象,讨论得出:① 当溶剂质量相同时,溶质质量越多,溶液越浓;② 当溶质质量相同时,溶剂质量越多,溶液越稀;③ 溶液的浓稀,取决于溶质质量与溶液总质量的关系,而非单一的溶质或溶剂质量。
2. 溶质的质量分数的含义
(1)引导总结:结合实验现象,教师通俗讲解:“为了准确表示溶液的组成,化学中常用‘溶质的质量分数’来表示,它的核心是表示溶质质量与溶液总质量的比例关系,能准确反映溶液的浓稀程度,避免了直观观察的局限性。”
(2)含义解读:重点强调:① 溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量的比例,不是溶质与溶剂的比例;② 溶液质量=溶质质量+溶剂质量,不包括未溶解的溶质质量;③ 溶质的质量分数能定量表示溶液的组成,数值越大,溶液越浓,数值越小,溶液越稀,结合实验中三组溶液的现象,帮助学生理解这一关系。
(3)实例应用:结合生活中的实例,进一步解读含义:① 医用生理盐水的“0.9%”,表示每100份质量的生理盐水中,含有0.9份质量的溶质;② 白酒的“52度”,本质上也是表示溶质质量与溶液质量的比例,反映白酒的浓稀程度;③ 实验中试管2的溶液比试管1浓,就是因为其溶质质量与溶液质量的比例更大。
(4)素养落实:通过实验探究,让学生经历“猜想—设计—实验—观察—分析—总结”的科学探究过程,锻炼实验操作、观察和分析归纳能力,落实科学探究与实践素养;通过含义解读和实例应用,培养学生的逻辑分析能力,渗透“物质的组成可以定量表示”的化学观念,落实科学思维素养。
(三)新知探究二:配制一定溶质质量分数的溶液(15分钟)
1. 实验方案设计
(1)提出问题:“在生活和生产中,我们常常需要配制一定浓稀的溶液,比如医用生理盐水、农药稀释液等。如果我们要配制一杯指定浓稀的氯化钠溶液,需要哪些步骤?”
(2)小组讨论:结合教材内容和实验经验,分组讨论配制步骤,教师引导学生梳理,总结得出核心步骤:计算、称量、量取、溶解、装瓶贴标签,逐一解释每个步骤的目的:
· 计算:确定所需溶质和溶剂的质量,确保配制的溶液符合要求(全程无公式,仅结合简单的质量比例说明,如“要配制较浓的溶液,就多取溶质、少取溶剂”);
· 称量:用托盘天平准确称取所需溶质的质量,注意操作规范,避免称量误差;
· 量取:用量筒准确量取所需溶剂的体积,掌握量筒和胶头滴管的正确使用方法;
· 溶解:将溶质放入烧杯中,加入量取好的溶剂,用玻璃棒搅拌,直至溶质完全溶解;
· 装瓶贴标签:将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签,标注溶液名称和浓稀程度,便于存放和使用。
2. 分组实验:配制一定浓稀的氯化钠溶液
(1)实验任务:每组配制一杯指定浓稀的氯化钠溶液(教师统一要求,如“溶质质量与溶液质量的比例适中”),明确实验要求:操作规范、记录完整、注意安全、保持实验台整洁。
(2)实验操作:学生分组进行实验,教师巡回指导,重点关注以下细节,及时纠正错误操作:
· 称量时,托盘天平的使用:左物右码,砝码用镊子夹取,不能用手直接接触,称量前先调平;
· 量取时,量筒的读数:视线与凹液面最低处保持水平,不能俯视或仰视,避免量取误差;
· 溶解时,玻璃棒的搅拌:搅拌方向一致,不能碰到烧杯内壁,直至溶质完全溶解,观察并记录溶解过程中的现象;
· 实验安全:药品不能品尝,废液倒入指定废液缸,实验结束后及时清洗器材,整理实验台。
(3)实验记录:学生填写实验记录表,记录溶质、溶剂的取用情况、实验操作步骤、实验现象,以及实验过程中遇到的问题和解决方法。
3. 实验误差分析与总结
(1)提问引导:“同学们,在实验过程中,我们可能会出现一些操作失误,这些失误会导致配制的溶液浓稀不符合要求。比如,称量溶质时,砝码放反了;量取溶剂时,俯视量筒读数。这些操作会导致溶液偏浓还是偏稀?”
(2)小组讨论:结合实验操作,分析常见的实验误差及原因,教师引导总结:
· 导致溶液偏浓的原因:溶质称量过多、溶剂量取过少、俯视量筒读数、溶解时未完全溶解就装瓶(未溶解的溶质后续溶解会使溶液变浓);
· 导致溶液偏稀的原因:溶质称量过少、溶剂量取过多、仰视量筒读数、称量时溶质沾在药匙或烧杯壁上(未全部加入烧杯)。
(3)补充说明:实验误差是不可避免的,但我们可以通过规范操作,减小误差,培养严谨的科学态度,这也是化学实验的核心要求之一。
(4)素养落实:通过完整的实验操作,锻炼学生的实验操作能力、动手实践能力,落实科学探究与实践素养;通过误差分析,培养学生的逻辑推理、分析归纳能力,落实科学思维素养;通过规范操作要求,培养学生严谨、认真的科学态度,为后续化学实验学习奠定基础。
(四)新知探究三:溶质的质量分数的实际应用(8分钟)
1. 生活中的应用
(1)多媒体展示生活中常见的溶质质量分数应用实例,结合学生课前收集的标签信息,引导学生分析:
· 医用领域:生理盐水的浓度是固定的,浓度过高或过低都会影响人体健康,体现了化学知识在医疗中的重要作用;
· 食品领域:果汁饮料、糖水、白酒等,不同浓度对应不同的口感和用途,商家会根据消费者需求调整浓度;
· 日常用品:洗衣液、洗洁精等,稀释后使用效果更好,既节约资源,又避免对环境造成污染。
2. 生产中的应用
(1)补充实例:农业生产中,农药的稀释需要严格控制浓度,浓度过高会毒害农作物,浓度过低则无法杀死害虫和病菌;工业生产中,某些化学反应需要在特定浓度的溶液中进行,浓度不当会影响反应效果和产物质量,让学生认识到溶质质量分数在生产中的重要性。
3. 小组讨论:“结合生活和生产实例,说说我们在选择溶液浓度时,需要考虑哪些因素?” 引导学生总结:用途、效果、安全性、节约资源等,学会具体问题具体分析。
4. 素养落实:通过生活、生产实例分析,让学生体会化学知识的实用价值,树立“化学与生活、生产密切相关”的化学观念;通过小组讨论,锻炼学生的逻辑分析、归纳总结能力,落实科学思维素养;引导学生认识到合理控制溶液浓度的重要性,培养学生的科学态度与责任,树立节约资源、安全使用化学物质的理念。
(五)课堂小结(3分钟)
1. 师生共同梳理本节课知识点,结合人教版教材重点,梳理知识脉络,确保每个知识点都落实到位:
· 核心概念:溶质的质量分数的含义(溶质质量与溶液质量的比例,定量表示溶液浓稀);
· 实验操作:配制一定溶质质量分数溶液的步骤(计算、称量、量取、溶解、装瓶贴标签)及操作规范;
· 实际应用:溶质的质量分数在生活、医疗、农业、工业中的应用,以及选择溶液浓度的依据。
2. 素养回顾:引导学生回顾本节课的探究过程,总结自己在化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任方面的收获,强化素养认知,明确本节课的核心价值——学会用科学的方法表示溶液组成,运用化学知识解决生活、生产中的实际问题。
(六)布置作业(2分钟)
1. 基础作业:完成人教版教材9.3课题课后习题,巩固本节课知识点,重点落实溶质的质量分数的含义和配制溶液的步骤,夯实基础;
2. 实践作业:回家观察家中1-2种溶液类物品(如糖水、果汁、洗衣液等),记录其标签信息,分析其溶质质量分数的含义(或浓稀特点);尝试用厨房中的食盐和水,配制一杯简单的盐水,记录配制步骤和自己的发现;
3. 拓展作业:查阅资料,了解医用生理盐水的配制要求,撰写一篇简短的心得体会(100-150字),谈谈溶质质量分数在医疗领域的重要性,践行科学态度与责任素养;
4. 预习作业:预习下一节课相关内容,提前了解溶质质量分数的相关延伸知识,记录自己的疑问。
五、核心素养落实总结
1. 化学观念
通过本节课的学习,学生理解溶质的质量分数的含义,认识到溶液的组成可以定量表示,建立“物质的组成是可量化的”化学观念;了解溶质质量分数与溶液浓稀的关系,知道物质的组成会影响其性质和用途,理解化学与人类生产生活、医疗、农业的密切联系,树立“化学源于生活、用于生活”的观念。
2. 科学思维
通过实验探究归纳溶液浓稀与溶质、溶剂质量的关系,分析溶质的质量分数的含义,培养学生的逻辑分析、归纳总结能力;通过实验误差分析,引导学生运用科学思维分析问题、解决问题,学会具体问题具体分析;通过生活、生产实例应用,锻炼学生的知识迁移能力,落实科学思维素养,贴合人教版教材对科学思维的培养要求。
3. 科学探究与实践
通过“溶液浓稀与溶质、溶剂质量关系”的探究实验和“配制一定溶质质量分数溶液”的分组实验,让学生完整经历“猜想—设计—实验—观察—分析—总结”的科学探究过程,锻炼实验操作、动手实践、观察记录和分析归纳能力;通过实践作业,让学生将课堂知识与生活实际结合,提升实践应用能力,落实人教版教材“强化探究体验、注重实践应用”的核心要求。
4. 科学态度与责任
通过规范的实验操作要求,培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度;通过实验误差分析,引导学生认识到规范操作的重要性,培养精益求精的科学精神;通过了解溶质质量分数在医疗、农业、工业中的应用,让学生认识到化学知识的实用价值,树立安全使用化学物质、节约资源、保护环境的理念,培养学生的社会责任感,落实学科育人价值。
六、教学反思
1. 本节课紧扣人教版九年级化学下册9.3课题核心内容,严格规避所有化学方程式和公式,重点突出、细节到位,贴合九年级学生的认知规律,注重生活情境与教材内容的结合,通过实验探究、小组讨论、实例分析等多样化教学方式,充分调动了学生的积极性,让学生在主动参与中掌握知识、提升素养,落实了四大核心素养的培育要求。
2. 需重点关注学生的实验操作规范性,部分学生在使用托盘天平和量筒时,可能存在操作失误(如砝码放反、俯视/仰视读数),需提前做好针对性指导,实验过程中加强巡回检查,及时纠正错误操作;同时,要关注学生的个体差异,对基础薄弱的学生进行分层引导,结合实验操作步骤,逐一讲解细节,确保全员参与、全员提升。
3. 可适当增加拓展性内容,如介绍不同行业对溶液浓度的特殊要求,结合我国医疗、农业领域的相关案例,进一步激发学生的学习兴趣和爱国情怀,强化科学态度与责任素养的落实;后续可通过课堂反馈、作业批改,及时了解学生的掌握情况,尤其是溶质的质量分数含义的理解和实验操作的规范性,优化教学方法,提升教学效果。
4. 本节课的实验探究环节,可适当增加小组合作的深度,让学生分工明确(如称量员、量取员、记录员、观察员),培养学生的合作意识和团队协作能力;同时,可增加实验对比的多样性,如使用不同的溶质(如蔗糖)进行实验,让学生进一步理解溶质的质量分数的通用性,强化化学观念的落实。
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