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        微觀粒子模型在初中化學定量計算中的應用與思考

        2020-09-02 14:47:23吳良根
        初中生世界·初中教學研究 2020年7期
        關鍵詞:氧原子水分子定量

        吳良根

        一、問題的提出

        滬教版化學九(上)“純凈物中元素之間的質量關系”是在學生學習了用元素概念定性地表示物質組成的基礎上,進一步從定量的角度來學習和研究物質的組成。本節(jié)課的難點是讓學生建立和理解元素在物質(化合物)中的質量分數(shù)的概念,引領學生從微觀粒子的數(shù)量與質量的角度,推算出組成宏觀物質中各元素質量關系,也是幫助學生理解化學學科中“宏觀-微觀-符號”這三重表征的極好素材。

        “純凈物中元素之間的質量關系”一節(jié)內容較為抽象與深奧,且遠離學生的生活經驗和感性知識,這給教學帶來了一定的困難。為較好地突破教學中的這一難點,幫助學生用定量的觀點去學習化學,教師在教學中可通過觀察、想象、模型化等方法,化虛無抽象為形象直觀,逐步引領學生從定性到定量,初步理解物質的組成。同時通過類比推理,學生的抽象思維能力和定量計算能力也能有所提高。

        二、教學片斷

        環(huán)節(jié)一:問題情景。

        【投影】尿素是農業(yè)上常用的一種氮肥。小強看到某化肥標簽如下:

        試幫助小強回答下列問題:

        (1)尿素含氮量的含義。

        (2)尿素中的含氮量是如何計算出來的?

        學生活動:思考、討論。

        環(huán)節(jié)二:定比定律介紹。

        【閱讀】法國化學家普魯斯特發(fā)現(xiàn)定比定律的化學史。

        【講解】每一種化合物都有固定的組成,且組成化合物的各成分元素的質量比是一定的,這一規(guī)律稱為定比定律,又稱定組成定律。

        學生活動:閱讀、思考。

        環(huán)節(jié)三:水中氫、氧元素質量比。

        【活動】指導學生用下面的模型搭出水分子結構,再拼出1個水分子中氫、氧原子質量比的示意圖。

        【講解】水中氫、氧原子個數(shù)比n(H):n(O)=2:1,1個水分子中所有的氫原子和氧原子的質量之比,即是水中氫元素和氧元素的質量之比。

        1個水分子中氫原子和氧原子的質量比=

        【講解】原子的質量都很小,計算時使用相對原子質量。

        【總結】化合物中各元素質量比=該元素原子的相對原子質量×原子個數(shù)之比。

        【鞏固】計算下列物質中原子個數(shù)比、各元素的質量比:(1)氨氣(NH3);(2)尿素〔CO(NH2)2〕。環(huán)節(jié)四:水中氫元素的質量分數(shù)。

        【活動】用模型拼出氫元素質量在水中占的質量比例(質量分數(shù))。

        【講解】一個水分子中所有的氫原子的質量與這個水分子的質量之比,即是水中氫元素的質量分數(shù)。

        1個水分子中氫原子所占的質量分數(shù)=

        【講解】分子和原子的質量都很小,計算時使用相對分子質量和相對原子質量。

        環(huán)節(jié)五:拓展應用。

        【情景再現(xiàn)】尿素是農業(yè)上常用的一種氮肥。小強同學看到某化肥廣告如下:

        請你運用本節(jié)課所學知識判斷這袋尿素樣品是純凈物還是混合物?

        學生活動:

        通過計算,純尿素的含氮量為46.7%。而樣品中氮元素的質量分數(shù)為43.5%,低于純尿素中氮元素質量分數(shù),故為混合物。

        【課堂小結】結合所學內容,從知識、方法、規(guī)范、學科觀念談一談這節(jié)課的收獲。

        三、教學反思

        從宏觀到微觀,從定性到定量,是化學教學中的一大難點。本節(jié)課將宏觀計算演變成微觀模型的演示,從而化抽象為直觀,進一步提高學生對物質的微粒觀、元素觀的認識。

        1.合理設置教學臺階。本節(jié)教學內容是初中化學計算的開始,設計時以學生熟悉的化學肥料(尿素)為素材,以問題鏈作為主線,同時以組成相對簡單的水為例,用球棍模型讓學生體驗水分子與氫原子和氧原子的關系。通過模型,學生總結出水分子中氫、氧原子質量比和氫原子在水分子中占的質量比例,然后通過類比、歸納等方法得出氫、氧元素質量比和水中氫元素的質量分數(shù)。教學以生活經驗為基礎,拾級而上,降低學習的難度。

        2.設計多樣學習方法?!凹儍粑镏性刂g的質量關系”的內容比較抽象和枯燥。教師在教學中要善于運用觀察、模型、討論、想象等方法,通過對化學史的解讀、模型拆分體驗、多媒體輔助等手段分析水中氫氧元素之間的質量關系,學習方法多樣、形式多變,把學生容易理解的微粒模型結構成功遷移到化學計算的難點上來。

        3.注重聯(lián)系生活實際。本節(jié)內容是在教授了物質的定性組成后,從定量角度來研究物質的組成。本節(jié)課用日常生活中使用的化肥導入,讓學生感受到化學就在我們的身邊,服務于我們的生活生產,以此提高了學生學習化學的興趣。把學到的知識用于解決實際問題,讓學生感受到定量計算的價值,增強了學習愿望和興趣。

        (作者單位:江蘇省蘇州市吳江區(qū)笠澤實驗初級中學)

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