内容正文:
课题1 分子和原子(第一课时)教学设计
人教版 · 初中化学 · 九年级上册 · 第三单元 物质构成的奥秘
一、课标分析
依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》,本课题隶属于“物质的组成与结构”学习主题。课程标准要求学生认识物质的微粒性,知道分子、原子等都是构成物质的微观粒子;能够用分子的观点解释某些常见的宏观现象;初步形成“物质是由微观粒子构成的”这一基本化学观念。同时,课标强调通过实验探究和宏观现象的微观解释,发展学生的科学思维与探究实践能力,引导学生从宏观与微观相结合的视角认识物质世界,为后续学习化学变化的微观本质奠定基础。
二、四维核心素养目标
化学观念:建立物质由微观粒子构成的基本观念,知道分子是构成物质的一种微粒。科学思维:通过宏观现象推理微观本质,初步建立微粒模型与证据推理思维。科学探究:经历实验观察与分析过程,学习从现象中提炼结论的探究方法。科学态度与责任:感受微观世界的奇妙,培养严谨求实的科学态度与探索精神。
三、教学重难点
教学重点:分子的基本性质,包括分子的质量和体积很小、分子在不断运动、分子之间有间隔;能够用分子的观点解释生活中的常见现象。教学难点:从宏观现象到微观本质的推理过程,帮助学生初步建立微粒观,理解肉眼看不见的微观粒子如何决定了宏观世界的种种表现。
四、设计思路
本节课以“揭秘物质构成的微观世界”为项目主题,采用项目式教学方式展开。从学生熟悉的生活现象出发,设置递进式探究任务,引导学生在观察、讨论、推理中逐步建构分子的概念。教学过程遵循“情境导入—实验探究—概念建构—迁移应用”的认知路径,将宏观辨识与微观探析两条主线并行推进。学生以小组合作方式完成探究任务,在解决真实问题的过程中自主归纳分子的基本性质,实现从感性认识到理性思维的跃升。
五、项目教学过程设计
项目主题:揭秘物质构成的微观世界
本项目以“身边看不见的微粒”为驱动性问题,组织学生围绕三个核心探究任务展开学习。学生通过观察实验现象、分析资料数据、讨论交流推理,逐步认识分子的基本特征,最终能够运用所学解释生活中的常见现象,完成项目成果展示与交流评价。
任务一:情境导入——身边的“看不见”现象
教师引导学生回顾日常生活中的经历,提出一系列熟悉却又值得深思的问题:为什么走过花园的时候,即使没有看到花,也能闻到花香?洗过的湿衣服挂在阳台上,为什么慢慢就变干了?水去哪里了?把一块方糖放进一杯水里,搅拌之后糖块不见了,水却变甜了,糖去哪里了?
学生以小组为单位展开讨论,分享各自对这些现象的解释。有的学生认为香味是随着空气飘过来的,有的学生觉得水是被太阳“吸走”了,还有的学生说糖是化在水里了。教师不急于给出标准答案,而是进一步追问:这些现象背后有没有共同的原因?物质到底是由什么构成的?
通过层层追问,学生逐渐意识到:我们周围的物质虽然看起来是连续的、整块的,但实际上可能是由极其微小的、肉眼看不见的粒子聚集而成的。正是这些微小粒子的运动和变化,才产生了我们观察到的各种宏观现象。由此引出本节课的核心问题——物质是由微观粒子构成的,而分子就是其中一种重要的微观粒子。教师顺势点明:今天我们就要一起走进这个肉眼看不见的微观世界,看看分子到底是什么样的。
任务二:探究活动——分子的体积和质量有多小?
教师首先呈现一组参考资料:一滴水中大约含有极其庞大数量的水分子。这个数字之大远远超出了学生的日常经验范围。教师引导学生进行推理:如果一滴水里面就有这么多的水分子,那每一个水分子的体积该有多么微小?
接下来组织学生开展类比推理活动。教师提问:如果把一个水分子放大到乒乓球那么大,按照同样的比例放大,乒乓球会变成多大?学生展开热烈讨论,有的说会变成篮球那么大,有的说会变成房子那么大。教师进一步给出参考:按照这个比例,乒乓球会被放大到和地球差不多大小。学生听到这个结论时普遍感到惊讶,由此对分子的微小程度形成了强烈的直观印象。
教师再补充关于分子质量的数据:一个水分子的质量同样小到难以想象。正是因为分子的质量和体积都极其微小,所以我们用肉眼根本看不到单个的分子。平时看到的一滴水、一块糖、一杯水,其实都是由数量极其庞大的分子聚集在一起才形成的。
在学生充分感受分子微小的基础上,教师引导学生归纳第一个结论:分子的质量和体积都很小。教师进一步追问:既然分子这么小,我们怎么知道它确实存在呢?由此自然过渡到下一个探究任务——通过宏观现象来证明分子的存在和性质。这一环节中,学生通过数据感受和类比推理,从数量级上建立了对分子大小的初步认识,为后续理解分子运动和分子间隔奠定了认知基础。
任务三:探究活动——分子会运动吗?
教师演示经典实验:在一个小烧杯中加入适量的酚酞试液,然后在旁边另放一个盛有浓氨水的小烧杯,用一个大烧杯把两个小烧杯一起罩住。引导学生仔细观察罩住之后会发生什么变化。
过一会儿,学生发现:盛有酚酞试液的小烧杯中的液体慢慢变成了红色。教师组织学生围绕这个现象展开小组讨论:两个烧杯并没有直接接触,为什么酚酞试液会变色?是什么东西从旁边的氨水烧杯跑到了酚酞烧杯里?
学生分组讨论后汇报交流。有的小组认为是氨水挥发出来的某种粒子进入了酚酞试液;有的小组提出可能是空气把氨水的成分带过去了。教师引导学生进一步分析:如果是空气流动带过去的,那为什么大烧杯罩住之后现象仍然很明显?学生逐渐形成共识:是氨水中的氨分子在不断地运动,从一个烧杯扩散到了另一个烧杯中,接触到酚酞试液后使酚酞试液变成了红色。
在这个结论的基础上,教师联系生活实际进一步拓展:为什么湿衣服在阳光下比在阴凉处干得更快?为什么蔗糖在热水中比在冷水中溶解得更快?学生结合刚刚得出的分子运动观点进行解释:温度越高,分子运动的速率就越快,所以水蒸发得更快,糖扩散得也更快。
教师引导学生归纳第二个结论:分子总是在不断地运动着,温度越高,分子运动速率越快。教师总结提升:正是因为分子在不断运动,所以我们才能闻到远处的花香,湿衣服才能晾干,糖才能在水中均匀分散。这些看似平常的生活现象,背后都是分子运动在起作用。从宏观的现象推理出微观粒子的运动,这是化学研究中非常重要的思维方法。
任务四:探究活动——分子之间有间隔吗?
教师提出新的问题:既然物质是由分子构成的,那分子与分子之间是紧挨着的,还是有空隙的?学生对此发表不同看法。教师不急于评判,而是组织学生通过实验来寻找答案。
学生分组实验:取一根细长玻璃管,先往其中加入约一半体积的水,再小心地沿着管壁慢慢加入染成红色的酒精,直到玻璃管被装满。记下此时两种液体的总体积刻度。然后用手指堵住玻璃管口,将玻璃管反复颠倒几次,使水和酒精充分混合。混合之后再观察玻璃管内液面的位置,学生发现:总体积明显减少了。
这一现象让学生感到困惑:水和酒精都没有少,为什么混合之后总体积变小了?教师引导学生类比思考:如果把一筐乒乓球和一筐篮球倒在一起混合,总体积会是两筐之和吗?学生马上反应过来:因为乒乓球会钻进篮球之间的空隙里,所以总体积会小于两筐之和。由此类推到水和酒精混合的现象:水分子和酒精分子之间互相钻进了对方的分子间隔中,所以混合之后总体积减小了。这就说明分子之间是有间隔的。
教师再组织学生做第二个体验实验:取两支注射器,一支吸入空气,一支吸入等体积的水,用手指堵住注射器口,分别推动活塞,感受压缩的难易程度。学生发现:装空气的注射器很容易就能把活塞推下去,而装水的注射器几乎推不动。
组织学生讨论这一现象说明了什么。学生结合前面得出的分子间隔结论进行分析:气体物质分子之间的间隔比较大,所以容易被压缩;液体物质分子之间的间隔比较小,所以不容易被压缩。教师进一步补充:固体物质分子之间的间隔就更小了。正是因为不同状态的物质分子间间隔不同,才表现出气体容易被压缩、液体和固体难以被压缩的宏观特点。
教师引导学生归纳第三个结论:分子之间有间隔。气态物质分子间间隔较大,液态和固态物质分子间间隔较小。这也解释了为什么物质会有固态、液态、气态三种不同的状态,以及为什么物质会有热胀冷缩的现象——受热时间隔变大,遇冷时间隔缩小。
任务五:项目成果展示——用分子观点解释生活现象
在学生已经掌握分子三个基本性质的基础上,教师布置项目成果任务:以小组为单位,列举生活中能够用分子的性质来解释的现象,并尝试用刚刚学到的分子观点进行解释说明。
各小组展开热烈讨论,搜集生活中的相关现象。有的小组想到了路过酒厂闻到酒香的例子,用分子在不断运动来解释;有的小组想到了打气筒可以把空气压进轮胎里,用气体分子之间有间隔来解释;有的小组想到了长期堆放煤的墙角里面会变黑,也是因为煤的分子不断运动渗透进去了;还有的小组想到了物体受热膨胀、遇冷收缩的现象,用分子间间隔随温度变化来解释。
每个小组派代表上台展示本组的成果,分享列举的现象和对应的分子解释。其他小组进行补充和评价。教师在学生展示的基础上进行点评和提升,引导学生把零散的现象归纳到分子的三个基本性质之下,形成完整的认知框架。
最后教师进行课堂总结:通过今天的学习,我们认识到物质是由分子这样的微观粒子构成的,分子具有质量和体积很小、不断运动、之间有间隔这三个基本性质。我们之所以能够用肉眼看到各种各样的宏观现象,背后都是微观粒子在运动和变化。学会从微观的角度看世界,是化学学科带给我们的一双“慧眼”。下一节课我们将继续探索,看看分子在化学变化中又会发生怎样的变化。
六、板书设计
【板书设计】课题1 分子和原子(第一课时)
一、物质由微观粒子构成
分子是构成物质的一种微粒
二、分子的基本性质
1. 分子的质量和体积都很小
2. 分子在不断地运动
温度越高,运动速率越快
3. 分子之间有间隔
气体间隔大,液体、固体间隔小
三、用分子观点解释现象
闻到气味 → 分子运动
热胀冷缩 → 间隔变化
气体可压缩 → 分子间有间隔
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