《物质的量的单位摩尔》信息化教学设计.docx
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《物质的量的单位摩尔》信息化教学设计
信息化教学设计
学院:
化学化工学院
姓名:
学号:
学科:
学科教育(化学)
教材版本:
人教版
年级:
高一
章节:
高中化学一年级上册第一章第二节第一课时
《物质的量的单位——摩尔》信息化教学设计
1、本节内容分析
“物质的量”这个词对学生来说比较陌生、抽象、难懂,而且非常容易将其与物质的质量混淆起来,以致错误地理解物质的量的含义。
教科书在介绍物质的量时,不介绍阿伏伽德罗常数是根据什么确定的,而是提出6.02×1023水分子或Al原子的质量在数值上正好与水的相对分子质量或Al的相对原子质量相等,因此用6.02×1023个分子或原子作为1mol来衡量宏观物质中所含的粒子数目就十分方便。
从而降低了了解物质的量含义的坡度。
2、教学设计思路分析
(1)教材内容分析
1、教学内容在教材中的位置:
“物质的量的单位——摩尔”是人教版普通高中课程标准化学1(必修)第一章《从实验学化学》第二节《化学计量在实验中的应用》的第一部分内容。
第一章《从实验学化学》共两节内容,第一节《化学实验基本方法》中共两部分内容:
化学实验安全、混合物的分离和提纯(过滤和蒸发、蒸馏和萃取)。
第二节《化学计量在实验中的应用》包含三部分内容:
物质的量的单位——摩尔、气体摩尔体积、物质的量在化学实验中的应用。
在第一节熟悉化学实验的基础上,对化学计量进行研究。
2、学习内容前后联系:
“物质的量”概念系统位于第一章,以实验需要导入,服务于重
要定量试验——配制一定的物质的量浓度的溶液。
同时,也为学习元素化合物知识提供了定量工具。
如在物质及其性质、化合物的学习中,“物质的量”概念系统可用于化学反应方程式的计算、量化物质浓度等方面。
自然资源
开发利用的手段
研究方法
化学
金属及其化合物
构
非金属及其化合物
物质
化学计量
微粒
实验
常用操作
成
有机化合物
能量变化举例
结构
物质结构
元素周期律
化学能与电能
化学能与热能
变化
离子反应
氧化还原反应
物质变化举例
简单分类
分散系及其分类
分类
对象
3、学习内容的地位与作用:
(1)作为国际单位制中七个基本单位之一,“物质的量”起着联系微观与宏观物质世界的重要作用。
对刚刚进入高中阶段的学生而言,从初中阶段对分子、原子等微粒的定性认识上升为借助物质的量这一工具,从量的层次上理解、分析宏观与微观概念并加以运用,既是学生认识不断深化的必然途径,也是学生思维方式从以感性认识为主向以逻辑思维为主转向的具体表现,更是学生将来学习其他相关概念、进行化学计算以及相关实验的基础。
(2)新教材将原本独立为一章的这一部分内容并入“从实验到化学”,并不是降低了这部分内容的重要性,而是进一步强调了“物质的量”作为高中化学的基础性、工具性价值。
突出其作为化学学科的基础工具作用和方法论上的意义。
(3)化学计量作为沟通化学的研究方法——实验与化学研究对象——物质的桥梁,其重要意义在于使得化学研究更加科学,对宏观物质的量直接与微观粒子数目相对应,促进了化学科学向精准、量化的方向发展。
(2)学情分析
在第一节中接触了基本化学实验操作之后,学生思考到的一个矛盾是:
实验中,取用的药品无论是单质还是化合物,都是可以用器具称量的,而物质间发生的化学反应是原子、离子或者分子间按一定数目关系进行的。
那么,可称量物质与原子、离子或分子之间有什么关心呢?
由于学生对化学实验有着强烈的兴趣,而由于认知的需求,学生的学习积极性又得到了充分调动。
学生的认知矛盾是学生学习的强大压力,由于物质的量的概念非常抽象,而且学生从初中刚刚进入高中,微观想像能力还不是很高,因此纯粹的灌输概念教学不仅伤害学生的热情,还有能使学生在进入高中时就失去学习化学的兴趣。
(3)教学设计重点
运用建构主义学习理论,帮助学生完成有意义的知识建构学习。
以生活中的计量类比迁移,通过计算,发现规律,导出物质的量。
尤其注重概念形成与发展的思维过程,而不是一味给学生灌输概念,要求学生记住概念。
(4)教学设计基本思路
基于建构主义理论,创设丰富的情境,以购买交卷等生活经验为基础,提炼出科学记数的思想,然后进行类比迁移,解决发现的问题,通过解决问题,导出物质的量的概念,实现有意义的建构,着重于概念形成与发展的思维过程,即知识建构的动态过程。
环节一
环节二
推出理论
通过问题情境强化概念辨析
通过问题情境深化概念,衔接概念,形成网络
运用类比迁移,导出物质的量的概念
环节一
逐层深入
寻找“集
合”标准
类比迁移移
微观粒子
的计量
生活中
的计量
宏观的物质(m)
如何联系?
微观粒子的数目(N)
思路主线:
微观的微粒数(N)
最后形成概念图:
÷MA
×M
n
宏观的质量(m)
×NA
÷M
3、教学整体设计
(1)、教材节次:
人教版普通高中课程标准实验教科书化学1(必修)第一章第二节第一课时
(2)、教学目标:
知识与技能:
1、知道物质的量是描述微观粒子集合体的一个物理量,认识摩尔是物质的量的基本单位。
2、理解阿伏伽德罗常数的含义,了解摩尔质量的概念。
3、能进行有关物质的量的简单计算,能解释物质的微粒数、物质的量、物质的质量、摩尔质量之间的相互关系,熟练运用它们之间的关系进行计算。
过程与方法:
1、通过问题解决的方式,从已有的相似概念迁移形成物质的量的概念。
2、在问题解决过程中,初步学会类比、迁移的学习方法,提高归纳概括能力和逻辑推理能力,培养学习的自信心,增强自主学习的能力。
3、通过问题——建构的模式,化静态为动态,理解物质的量的概念形成过程,学会概念学习的常用模式。
情感态度与价值观:
1、在多种问题解决的活动中,体会到化学微观表征的重要意义并在获得成功的过程中树立学习的信心与兴趣。
2、体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用,养成求真务实、大胆创新、积极实践的科学态度。
(三)、教学内容:
物质的量概念系统中物质的量、摩尔、阿佛加德罗常数、摩尔质量等概念及概念间的联系、相互转化关系。
(四)、教学难点:
1、用类比迁移的方法获得物质的量的概念以及对概念的理解和运用。
2、对于刚刚接触高中化学的学生而言,习惯上仍限于初中阶段微观概念与宏观概念相对立的二元思维方式,加之缺乏相似的概念作为先行组织,本课的难点无疑是物质的量概念的理解与运用,并要注意与过去一些概念——如物质质量等的区别和联系。
3、由于今后的学习中物质的量将成为定量实验计算、分析等的基本工具,本节的重点无疑在于物理之间的相互关系。
(五)、教学方法:
主要采用问题解决方法,同时配以理解为主的方法:
讨论法、讲授法,以实践为主的方法:
练习法,以感知为主的方法:
观察法。
(六)、学习方法:
1、结合本教材的特点及所设计的教学方法,用“类比迁移建构法”开展学习活动,以学生自己为主体,以生活中的计量为起点,利用问题解决式教学,在问题中进行探究,通过发现问题、分析问题、解决问题,层层深入,逐步推进,把学习过程和认识过程有机地统一起来,化被动接受转化为主动探索,使学生自主完成知识建构,感受到学习的乐趣。
2、学生在教师帮助下顺利完成知识建构,对原有知识经验进行改造和重组,使科学知识与原有知识经验之间达到平衡,实现学习的有效迁移,从而获得知识建构的成功感,培养自己的探究能力。
(七)、教学媒体:
完全相同的回形针若干(300枚以上)
多媒体视频
四、教学过程设计:
环节一:
创设问题情境,展示概念的形成过程,促进学生对概念的理解。
物质的量是一个基本的物理量,是在微观层次上计量物质的方法。
这句话说起来简单,可是学生理解起来却非常费劲。
学生不明白为什么要引入一个新的物理量来计算物质的多少。
引入物质的量之一概念以后对于他们学习有什么帮助和方便之处?
通过设计问题情境体验宏观中的计量思想,为迁移应用到微观中做好准备,体会集合思想对于微观计量的重要作用,学生在解决问题的同时,明白引入概念的重要作用,加以对概念的理解。
情境一:
生活中的计量
【引入】回形针是我们平时常用的办公用品,现在需要100枚回形针,装订文件。
请两位同学分别从甲、乙两个盒子中拿出100枚大头针。
说明:
其中甲为小盒装(一小盒20枚),乙为散装。
请问谁能更快地拿出100个来?
【学生活动】学生参与活动,并在活动中体验化零为整带来的方便。
很快回答:
学生甲快。
【问题】为什么甲的快呢?
在上述计量回形针的过程中体现了一种什么样的转化思想呢?
【学生活动】学生讨论得出,化零为整的思想。
通常以一定单位集合体来计量。
【深入思考】生活中还有哪些地方应用到这种思想?
【学生活动】学生举例,购买一令纸张、一打啤酒、一盒香烟等等。
【问题】1、生活中,我们如何购买食盐?
2、为什么不买一颗或几粒食盐?
【视频】买食盐的照片
【学生活动】买食盐是论斤两,如买一斤食盐。
原因是食盐颗粒的质量太小,买“大量”的食盐更方便。
【总结】“回形针”的记数思路是将微小的不可直接称量的物体(食盐)集合成大量可称的质量。
生活中的这些现象启示我们,在记数时有时要采取“集合”的思想:
即将部分及合成整体(华零为整)、微小汇成多数。
【学生活动】体会解决问题的过程,对记数思想加深理解。
【设计意图】有了上述生活中的例子。
学生对集合体的理解就容易多了,学习的亲切感和兴趣都有了。
学生根据生活中的计量事例,可以得到如下启示:
数目越到、外观越小的物质用集合体的计量方法比较方便。
情境二:
微观离子的计量
【多媒体展示】给出水分子的微观模拟图,一滴水(约0.05g)含有的水分子数约为17万万亿个。
【问题】那我们如何“数”水分子?
引导学生类比联想:
就像生活中的计量一样,化学中也要知道微粒的数目。
但是不同的是构成物质的微粒太小而且数目更加巨大,所以显然不能逐一记数微观粒子。
【问题】如何“数”这么的微观粒子?
方法一:
一秒钟数两个水分子,一年按365天计算。
方法二:
采取“集合”思想记数微观粒子,即将很多微观粒视为一个集合体,以此数微观粒子。
【学生活动】学生分组讨论,投计记数方法。
思考生活中的计量思想与计量微粒的方法之间的联系,学会迁移的方法。
【回答】约2.65×1013年
【问题】那选择“集合”的标准是多少?
选择100个、10000个还是多少个作标准?
【学生困惑】应该选择多少位一个集合标准来“数”微观粒子呢?
多大的集合体才是合适的呢?
【设计意图】引导学生将现有认知扩展和迁移,将生活中的计量思想迁移到化学计量中。
学生已经接受用“集合思想”记数微观粒子,但对“怎样数”感到困惑,这为引入阿伏加德罗常数作铺垫。
情境三:
寻找“集合”标准
【教师活动】初中我们学过的一个化学方程式:
C+O2=CO2
【问题】从质(物质)和量(宏观和微观)的角度,描述该化学方程式的含义。
【学生活动】C+O2=CO2
从微观粒1个1个氧1个二氧
子的角度碳原子分子化碳分子
从宏观质12g32g44g二
量的角度碳氧气氧化碳
【发现问题】我们在实验室中可以用器具称量12g碳,但是却难以称量1个碳原子。
那么可称量的物质与难以称量原子或分子有什么联系呢?
能不能与生活中的计量类比,用一定数目的粒子集合体来计量它们之 间的关系呢?
宏观的
质量(m)
微观的微
粒数目(N)
如果可以,这个集合体的标准是多少?
如何联系?
【归纳问题】
【学生活动】学生观察思考并提出问题:
12g碳、32g氧气、44g二氧化碳所含微粒数是多少?
寻找数目数据支持。
解决自己提出的问题。
【数据资料】1999年巴西和美国科学家发明了能够称量10-17Kg物体的“纳米称”。
能够称量单个病毒的质量。
随后德国科学家研制出能称量单个原子的“纳米称”。
一个12C原子的质量为1.933×10-26Kg。
【学生活动】计算12g碳含有多少个碳原子、32g氧分子含有多少个氧分子。
碳原子数=12g/一个碳原子质量
N(C)=0.012Kg/[1.993×10-26Kg]≈6.02×1023
已知
【深度分析】计算32g氧气中含有多少个分子?
未知
【反向思考】氧分子数=32g/一个氧分子的质量,即N=
氧气的相对分子质量=
由以上两个式子可以推出,氧分子数N==
≈6.02×1023
【设计意图】通过计算获得的数据更具有说服力。
同时为物质的量、摩尔质量的引入做好准备。
体会用0.012Kg12C中所含的碳原子作为单位计量集合体的方便之处。
【发现规律】32g氧气的分子数与0.012Kg12C中所含的碳原子数相同。
再来算一算另外几种物质的微粒数。
引导学生分析微粒数、质量与相对原子含量或相对分子质量的关系。
【学生活动】
物质的质量
相对原子质量或相对分子质量
所含微粒数
44g
44
6.02×1023
17g
17
6.02×1023
18g
18
6.02×1023
56gFe
56
6.02×1023
【总结规律】物质的质量以克为单位并且在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量时,它含有的微粒数与0.012Kg12C中所含的碳原子数相同,其值均约为6.02×1023。
【解决问题】再回到上面的问题:
如果要“数”微观粒子(如水分子),以多大的“集合”标准去数比较合适?
理由是什么?
【学生活动】用0.012Kg12C中所含的碳原子数(约为6.02×1023)作为“集合”标准去数比较合适。
理由:
选择这个标准的好处是“能将微粒数、物质的质量和相对原子质量或相对分子质量联系起来”,即物质的质量以克为单位时,6.02×1023个微粒的质量在数值上就是该物质的相对原子质量或相对分子质量,应用非常方便。
【设计意图】对开始提出的问题进行回答,前后呼应,使学生的思维在发散后收拢,形成一个完整的思维过程,培养科学思维方法。
【进一步完善】天文学用“光年”来表示恒星间的距离。
6.02×1023这个数字很大,应用很不方便,怎样才能更方便呢?
又能把物质的质量与微粒联系起来?
【学生活动】把6.02×1023个微粒看为一个集合体,建立一个新的物理量把微粒(微观)与可称量的物质(宏观)联系起来。
【教师活动】其实,同学们的想法与化学家们不谋而合。
1971年国际第14届计量大会通过了“增加一个基本的物理量——物质的量和它的单位摩尔”,来计量原子、分子或离子等微观粒子。
【多媒体视频】科学史:
有关阿伏伽德罗常数确定过程
【多媒体展示】
物理意义
物理量名称(符号)
单位名称(符号)
单位标准
表示含有一定数目粒子的集合体
物质的量(n)
摩尔(moL)
将0.012Kg12C中所含的碳原子数约为6.02×1023)定为1moL
环节二:
通过问题情境,强化概念的辨析和应用,提高教学的实效性
【教师活动】设计问题让学生通过解决问题辨析概念
1、下列叙述正确的是()
A.物质的量就是物质的质量
B.物质的量指物质的数量
C.物质的量是国际单位制中一个基本物理量
D.物质的量是描述物质多少的单位
2、如果1g大米有40粒,地球上约有60亿人,人均每年消耗大米250Kg。
那么6.02×1023粒大米可以供全世界的人使用多少年?
(答案为100万年,计算过程由学生自己完成)
【教师活动】引导学生自主总结概念的内涵和外延及使用规则
约为
约为6.02×1023
0.012Kg12C中所含原子数
1mol任何粒子数
【副板书】
阿伏伽德罗常数(NA)
约为
约为
【主板书】概念之间的关系
粒子数
两个变式
(1)N=n·NA
(2)NA=
一个推论:
n=
阿伏伽德罗常数
物质的量
【教师活动】
【多媒体展示】国际单位制(SI)的七个基本单位
【学生活动】了解七个基本单位
环节三:
通过问题情镜,巧妙地深化概念、衔接概念,形成知识网络。
【问题】
1、为什么要引入物质的量?
2、物质的量怎么用?
物质的怎样联系的宏观质量和微观数量?
【回答】是为了在“微观粒子和宏观质量”之间搭起一座桥梁,更深入地研究化学反应。
×NA
【主板书】
微粒数量(N)
÷NA
n
?
物质的质量(m)
【教师活动】物质的量(n)就像一座桥将微观的微粒数量(N)和宏观的质量(m)紧密联系起来,因而我们可以通过易于称量的宏观质量知道其所含有微粒数,在化学反应中更好的控制反应。
【学生活动】学生自己总结完善概念图
÷M
×NA
n
×M
÷NA
微粒数量(N)
物质的质量(m)
五、网上交流
同学们下课后可以自己通过网络资源来查询,得出更多与物质的量的单位有关系的知识,以及物质的量的单位的更多更广泛的应用,然后大家可以一起在网上,通过QQ群与老师交流,与同学之间互相交流心得体会,从而更好的掌握物质的量及其单位这一重要的化学概念,为今后的学习打下牢固的基础。
六、回家做作业
课后作业1、2题
7、教学过程流程图
开始
教师创设情境,导入新课
学生分析
学生分组讨论交流
学生举例
教师提问并播放视频
教师进一步提问,引出化合价的规则
同学练习相关题目
教师用多媒体展示水分子模型
学生分组讨论
教师提问
教师提问,“集合”的标准?
学生感到困惑
学生观察思考
教师发现问题
教师归纳问题
学生计算
教师提供数据资料
学生反响思考
教师深度分析
学生总结规律
教师发现规律
多媒体视频与展示
学生自己分析
教师设计问题
学生总结
教师引导
学生了解
多媒体展示
学生回答
教师提问
教师评价并给出结论
学生自己总结完善
教师评价总结
结束
符号说明:
教学内容与教师活动学生活动
媒体运用学生利用媒体操作、学习
教师进行评价判断
8、多媒体设计
序号
媒体内容要点
媒体类型
教学作用
使用方式
占用时间
媒体来源
1
集合的思想
视频
回归生活,在生活中发现在科学思想
提问、展示
2分钟
下载
2
水分子的微观模拟图
flash、动画
引导学生认知迁移,将生活中的计量思想扩展到化学中
展示—讨论讲解
3分钟
自制
3
阿伏伽德罗常数的确定
视频、PPT
通过科学史与自己研究成果的比较,体验科学的严谨性
展示—了解
分析—总结
3分钟
自制
4
国际单位制
PPT、文本
类比其他物理量及其单位,加深理解
展示—了解类比—总结
5分钟
自制
表格形式:
教学设计思路分析
(一)教材内容分析
教学内容在教学中的位置
“物质的量的单位——摩尔”是人教版普通高中课程标准化学1(必修)第一章《从实验学化学》第二节《化学计量在实验中的应用》的第一部分内容。
第一章《从实验学化学》共两节内容,第一节《化学实验基本方法》中共两部分内容:
化学实验安全、混合物的分离和提纯(过滤和蒸发、蒸馏和萃取)。
第二节《化学计量在实验中的应用》包含三部分内容:
物质的量的单位——摩尔、气体摩尔体积、物质的量在化学实验中的应用。
在第一节熟悉化学实验的基础上,对化学计量进行研究。
学习内容前后联系
“物质的量”概念系统位于第一章,以实验需要导入,服务于重要定量试验——配制一定的物质的量浓度的溶液。
同时,也为学习元素化合物知识提供了定量工具。
如在物质及其性质、化合物的学习中,“物质的量”概念系统可用于化学反应方程式的计算、量化物质浓度等方面
学习内容的地位与作用
(1)作为国际单位制中七个基本单位之一,“物质的量”起着联系微观与宏观物质世界的重要作用。
对刚刚进入高中阶段的学生而言,从初中阶段对分子、原子等微粒的定性认识上升为借助物质的量这一工具,从量的层次上理解、分析宏观与微观概念并加以运用,既是学生认识不断深化的必然途径,也是学生思维方式从以感性认识为主向以逻辑思维为主转向的具体表现,更是学生将来学习其他相关概念、进行化学计算以及相关实验的基础。
(2)新教材将原本独立为一章的这一部分内容并入“从实验到化学”,并不是降低了这部分内容的重要性,而是进一步强调了“物质的量”作为高中化学的基础性、工具性价值。
突出其作为化学学科的基础工具作用和方法论上的意义。
(4)化学计量作为沟通化学的研究方法——实验与化学研究对象——物质的桥梁,其重要意义在于使得化学研究更加科学,对宏观物质的量直接与微观粒子数目相对应,促进了化学科学向精准、量化的方向发展。
(二)、学情分析
在第一节中接触了基本化学实验操作之后,学生思考到的一个矛盾是:
实验中,取用的药品无论是单质还是化合物,都是可以用器具称量的,而物质间发生的化学反应是原子、离子或者分子间按一定数目关系进行的。
那么,可称量物质与原子、离子或分子之间有什么关心呢?
由于学生对化学实验有着强烈的兴趣,而由于认知的需求,学生的学习积极性又得到了充分调动。
学生的认知矛盾是学生学习的强大压力,由于物质的量的概念非常抽象,而且学生从初中刚刚进入高中,微观想像能力还不是很高,因此纯粹的灌输概念教学不仅伤害学生的热情,还有能使学生在进入高中时就失去学习化学的兴趣。
(三)教学设计重点
运用建构主义学习理论,帮助学生完成有意义的知识建构学习。
以生活中的计量类比迁移,通过计算,发现规律,导出物质的量。
尤其注重概念形成与发展的思维过程,而不是一味给学生灌输概念,要求学生记住概念
(四)教学设计基本思路
基于建构主义理论,创设丰富的情境,以购买交卷等生活经验为基础,提炼出科学记数的思想,然后进行类比迁移,解决发现的问题,通过解决问题,导出物质的量的概念,实现有意义的建构,着重于概念形成与发展的思维过程,即知识建构的动态过程。
宏观的物质(m)
如何联系?
微观粒子的数目(N)
思路主线:
÷MA
×M
n
最后形成概念图:
宏观的质量(m)
÷M
×NA
微观的微粒数(N)
教学整体设计
课题
物质的量的单位——摩尔
课型
新课
课时
1课时
教材节次
人教版普通高中课程标准实验教科书化学1(必修)第一章第二节第一课时
教学目标
知识与技能:
4、知道物质的量是描述微观粒子集合体的一个物理量,认识摩尔是物质的量的基本单位。
5、理解阿伏伽德罗常数的含义,了解摩尔质量的概念。
6、能进行有关物质的量的简单计算,能解释物质的微粒数、物质的量、物质的质量、摩尔质量之间的相互关系,熟练运用它们之间的关系进行计算。
过程与方法:
4、通过问题解决的方式,从已有的相似概念迁移形成物质的量的概念。
5、在问题解决过程中,初步学会类比、迁移的学习方法,提高归纳概括能力和逻辑推理能力,培养学习的自信心,增强自主学习的能力。
6、通过问题——建构的模式,化静态为动态,理解物质的量的概念形成过程,学会概念学习的常用模式。
情感态度与价值观:
3、在多种问题解决的活动中,体会到化学微观表征的重要意义并在获得成功的过程中树立学习的信心与兴趣。
体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用,养成求真务实、大胆创新、积极实践的科学态度。
教学内容
物质的量概念系统中物质的量、摩尔、阿佛加德罗常数、摩尔质量等概念及概念间的联系、相互转化关系。
教学难点
1、用类比迁移的方法获得物质的量的概念以及对概念的理解和运用。
2
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- 物质的量的单位摩尔 物质 单位 摩尔 信息化 教学 设计