内容正文:
构成物质的微观粒子(第二课时)教学设计
沪教版(2024)九年级化学上册 第3章 物质构成的奥秘 第1节
一、课标分析
本课时依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》中“物质的组成与结构”主题要求设计。课标指出,学生应形成物质是由元素组成和微观构成的基本观念,认识物质的微粒性,知道分子、原子、离子等是构成物质的微观粒子,能从宏观与微观相结合的视角分析和解决问题,初步形成结构决定性质的思维。本课时承接第一课时对微观粒子基本性质的认识,引导学生深入理解分子与原子的概念及化学变化的微观实质,为后续学习原子结构、元素和化学式奠定观念基础。
二、四维核心素养
化学观念:建立物质由微观粒子构成的微粒观。
科学思维:通过宏观现象推演微观过程,发展模型认知与推理能力。
科学探究:在问题研讨中学习基于证据推理和建构模型。
科学态度与责任:感受人类探索微观世界的历程,树立严谨求实态度。
三、教学重难点
教学重点:分子和原子的概念;化学变化的微观实质,即分子分裂成原子、原子重新组合成新分子的过程。
教学难点:从微观角度理解化学变化中分子可分而原子不可分,初步建立宏观现象与微观本质之间的联系。
四、设计思路
本课时采用任务驱动教学,以“问题—探究—建构—应用”为主线。先以学生熟悉的水通电分解现象设疑,引发认知冲突;再通过分子模型拆解活动,引导学生认识分子由原子构成;随后借助微观过程推演,让学生在“变与不变”的辨析中自主建构化学变化的实质;继而通过对比梳理分子与原子的异同;最后回归生活,用微粒观点解释物理变化与化学变化、纯净物与混合物。全程以学生活动为中心,教师适时搭建支架,帮助学生完成从宏观辨识到微观探析的思维跨越,避免抽象概念的直接灌输。
五、教学过程
任务一:温故知新——微粒世界再出发
任务情境:教师引导学生回忆上节课所做的探究活动:敞口放置的浓氨水能使远处蘸有酚酞试液的棉花变红,水和酒精等体积混合后总体积小于两者之和。教师提出问题:这些现象说明构成物质的微粒有哪些基本性质?
师生活动:学生独立回顾后举手回答,师生共同梳理出三条结论:微粒的质量和体积都很小;微粒在不停地运动,温度越高运动越快;微粒之间有空隙,气体微粒间空隙较大,固体和液体微粒间空隙较小。教师追问:既然物质都是由这样的微粒构成的,那么不同的物质,比如水、氢气、氧气,它们是由同一种微粒构成的吗?如果不是,构成它们的微粒又是什么样的?由此自然引出本节课要深入认识的两种微观粒子——分子和原子。
设计意图:以旧知唤起学习经验,用连续追问制造认知悬念,让学生带着问题进入新课,明确本节课的学习方向,同时建立前后课时之间的逻辑衔接。
任务二:问题研讨——分子是什么样的粒子
任务情境:教师呈现一组事实:水在通电条件下可以分解得到氢气和氧气;氢气能燃烧,氧气能支持燃烧,而水却既不能燃烧也不能支持燃烧。教师提问:水、氢气、氧气是三种不同的物质,它们的性质各不相同,这是为什么?
师生活动:学生阅读教材相关内容后小组讨论。学生在交流中逐渐形成认识:不同的物质是由不同的微粒构成的。大量水分子聚集在一起形成了水,大量氢分子聚集在一起形成了氢气,大量氧分子聚集在一起形成了氧气。教师进一步引导:既然构成它们的微粒不同,这些微粒所能保持的化学性质也就不同。由此师生共同归纳出分子的概念:由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小微观粒子。教师特别强调,分子保持的是物质的化学性质,而颜色、状态、气味、熔点、沸点等物理性质是大量分子聚集在一起共同表现出来的,单个分子并不能体现物质的物理性质。教师再举例说明:二氧化碳由二氧化碳分子构成,二氧化碳分子保持了二氧化碳的化学性质;氧气由氧分子构成,氧分子保持了氧气的化学性质。
设计意图:从学生已有的物质性质知识出发,通过对比不同物质的性质差异,让学生自己发现“性质不同是因为构成微粒不同”,从而自然建构分子的概念,避免教师直接给出定义。
任务三:模型拆解——分子是由什么构成的
任务情境:教师提出递进式问题:分子既然是构成物质的一种微观粒子,那么分子是不是构成物质的最小粒子?它还能不能再分?如果能分,分子又是由什么更小的粒子构成的?
师生活动:学生带着问题阅读教材,教师借助分子结构模型教具进行直观拆解演示:水分子模型可以拆成一个氧原子和两个氢原子;氢分子模型可以拆成两个氢原子;二氧化碳分子模型可以拆成两个氧原子和一个碳原子。学生分组观察模型并尝试描述:每一个分子都是由更小的原子按一定方式结合而成的。师生共同归纳:分子不是最小的粒子,分子是由原子构成的。教师顺势点明原子的初步含义:原子也是构成物质的一种微观粒子,金属铁、铜等以及金刚石这类非金属固体,就是由原子直接构成的。
设计意图:借助模型把看不见的分子“拆开”,让学生在动手观察中获得“分子由原子构成”的直接经验,为下一步理解化学变化的实质做好铺垫,同时渗透模型建构的科学方法。
任务四:微观推演——化学变化中粒子的变与不变
任务情境:教师引导学生回到水通电分解这一熟悉的变化,提出核心问题:在这个过程中,水分子本身发生了怎样的变化?哪些微粒变了,哪些微粒没有变?
设计意图:这是本节课的难点所在。通过模型拆解与微观推演相结合,让学生在“变与不变”的辨析中自己得出原子概念和化学变化实质,而不是被动接受结论;同时通过水蒸发与水电解的对比,深化学生对物理变化和化学变化微观本质的理解。
任务五:对比建构——分子与原子的区别与联系
任务情境:教师引导学生回顾前面所形成的两个概念,提出任务:请同学们用自己的话,从定义、能否再分、能否直接构成物质、相同性质四个方面,梳理分子和原子的相同点、不同点与相互联系。
师生活动:学生先独立思考,再小组合作完成对比梳理,然后全班交流。师生共同完善如下认识:相同点方面,分子和原子都是构成物质的微观粒子,质量和体积都很小,都在不停地运动,粒子之间都有空隙。不同点方面,在化学变化中分子可以再分,而原子不能再分;分子是保持物质化学性质的最小粒子,原子是化学变化中的最小粒子。联系方面,分子是由原子结合而成的;在化学变化中分子可以分裂成原子,原子又可以重新结合成新的分子。教师用一句通俗的话帮助学生记忆:化学变化的过程,就是分子“分家”、原子“重组”的过程。
设计意图:通过结构化对比,帮助学生把零散认识整理成清晰的概念网络,明确分子与原子的本质区别在于“化学变化中能否再分”,防止两个概念混淆。
任务六:迁移应用——用微粒观点解释宏观现象
任务情境:教师出示一组生活和实验中的现象,请学生用本节课所学的微粒观点加以解释,比比哪一组解释得最准确、最完整。
师生活动:学生分组讨论后汇报,教师逐一点拨。第一组现象:敞口放置的香水过一段时间后变少了。学生解释:香水中的分子在不断运动,扩散到空气中去了。第二组现象:物质有固态、液态、气态三种状态,且三态之间可以相互转化。学生解释:这是微粒之间空隙大小发生改变的结果,微粒本身没有改变。第三组现象:空气容易被压缩,水很难被压缩。学生解释:气体分子之间空隙大,容易被压缩;液体分子之间空隙小,难被压缩。第四组现象:从分子角度看,为什么氧气是纯净物而空气是混合物?学生解释:氧气由同一种氧分子构成,属于纯净物;空气中含有氮分子、氧分子等多种不同分子,属于混合物。第五组现象:有人说“分子能保持物质的物理性质”,这句话对不对?学生辨析:不对,分子只能保持物质的化学性质,物理性质需要大量分子聚集在一起才能表现出来。教师对学生的解释及时给予肯定和补充。
设计意图:把抽象概念放回真实情境,让学生在解释现象的过程中检验和深化对分子、原子概念的理解,同时训练宏观—微观相互联系的化学思维,体现学以致用。
任务七:科学史话——人类对原子的认识
任务情境:教师讲述:今天我们认识了原子是化学变化中的最小粒子,但人类对原子的认识并不是一开始就清晰的。请同学们阅读教材“拓展视野”栏目中人类认识原子的历程。
师生活动:学生阅读后交流:近代道尔顿最先提出原子是坚实的、不可再分的实心球体;后来汤姆生发现了比原子更小的电子,人们才意识到原子内部还有结构;再后来卢瑟福通过实验提出原子是由居于中心的原子核和核外电子构成的。教师简要点评:人类对原子的认识经历了由浅入深、由现象到本质的漫长过程,每一次模型的修正都来自实验证据,这正是科学不断进步的动力所在。教师同时指出,关于原子内部还可以再分的结构,将在后续课时继续学习,激发学生进一步探究的欲望。
设计意图:借助科学史素材,让学生体会科学模型是不断发展完善的,认识到实验证据在科学发展中的作用,落实科学态度与责任素养,同时为下一课时原子结构的学习埋下伏笔。
六、板书设计
一、分子
1. 分子是构成物质的一种微观粒子
2. 由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子
3. 同种分子性质相同,不同种分子性质不同
二、原子
1. 原子也是构成物质的一种微观粒子(金属、金刚石等由原子直接构成)
2. 分子是由原子结合而成的
3. 原子是化学变化中的最小粒子
三、化学变化的实质
化学变化中:分子分裂成原子,原子重新组合成新分子
变化前后:分子种类一定改变;原子种类和数目不变
四、分子与原子的比较
相同点:体积质量都很小、在不断运动、之间有空隙
本质区别:化学变化中分子可分,原子不可分
联 系:分子由原子构成,化学变化中分子分成原子、原子重新组合成新分子
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