模型材料

教学设计以宏观现象为驱动模型建构式教学设

发布时间:2022/10/18 22:42:46   
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教学设计模式的名称很多,如目标教学模式,问题教学模式,探究发现式教学模式,情景教学模式,建构式教学模式等,按依据教学理论及教学过程中操作的程序分,可概括为三类:以教师为中心的,以学生为中心的,以师生互动式为中的。模型建构式教学模式,是以问题为导向,通过师生互动,探讨、发现、运用证据推理构建学生知识体系,培养学生能力素养的教学模式,是新课标提倡的一种先进的教学方法。下面以离子反应第一课时的教学设计,再现以解释宏观现象为驱动问题模型建构式教学方法的教学过程。希望对朋友们有所帮助。

教师提问:安全用电的宣传片中,告诫大家湿手不要摸电器。因为手的汗液中有氯化钠,氯化钠遇水形成氯化钠溶液,能导电,湿手更容易触电。让我们走进化学实验室,从微观的角度寻找湿手易触电的原因。请同学们设计实验证明氯化钠溶液能导电。

学生活动1探究氯化钠的导电性

在烧杯中加入氯化钠溶液,将石墨电极放入氯化钠溶液中,接通电源,观察现象。(通过灯泡儿变亮的实验事实可以证明氯化钠溶液能够导电)

教师提问:氯化钠溶液为什么能导电呢?请同学们继续设计实验,从微观角度探究氯化钠溶液能够导电的原因。

学生活动2探究氯化钠溶液能导电的原因。

猜想1水能导电。猜想2氯化钠能导电。猜想3水和氯化钠共同作用能导电.猜想4氯化钠溶液中有自由移动的带电粒子

教师启发:根据猜想,请同学们进一步设计实验,搜寻证据,验证猜想。我们已经知道氯化钠溶液能导电了,猜想3的实验不用做了。分别设计对比实验,试验蒸馏水的导电性,试验干燥的氯化钠固体的导电性。

学生实验:在两个烧杯里分别放入干燥的氯化钠固体和蒸馏水将两根电极依次放入两个烧杯中接通电源,观察现象。

教师讲解:请同学们观看实验视频,发现无论是蒸馏水还是干燥的氯化钠固体,实验过程中灯泡都不亮。也就是说在该实验条件下蒸馏水和干燥的氯化钠固体都不能导电。(严格地说蒸馏水也能导电,只是导电能力非常弱,用该实验装置不能测出来而已。因此在这个探究过程中我们把蒸馏水的导电性忽略不计)。通过这三个实验,我们可以得出氯化钠溶液能导电是水和氯化钠共同作用的结果猜想3合理。那么氯化钠加入水中发生了什么变化?从微观角度来看氯化钠溶液导电的原因是什么呢。

教师引导:物理学知识告诉我们,电流是由带电荷的粒子按一定方向移动而形成的,以此为基础我们进一步提出猜想,氯化钠溶液能够导电的原因是氯化钠溶液中有自由移动的带电粒子。

教师演示:补充一组实验。将氯化钠固体加热至融化,试验熔融状态氯化钠的导电性。请同学们观看实验视频,注意观察实验现象。将两根电极直接接触,灯泡变亮了。说明熔融状态的氯化钠也能导电。

教师启发:我们对实验事实进行分析,氯化钠溶液和熔融氯化钠都能导电,我们也可以提出猜想:融熔的氯化钠中也有自由移动的带电粒子。在对比氯化钠溶液和熔融氯化钠的组成,结合初中所学的氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,氯化钠能提供钠离子和氯离子。对比实验三和实验四这两个实验的共同点,所用物质都是氯化钠,因此都有带电粒子钠离子和氯离子。实验3和实验4的区别是物质的状态不同,实验3所用氯化钠是固体,实验4所用氯化钠是液体,结果一个不导电,一个能导电。同学们可以猜想,固体氯化钠中的钠离子和氯离子仍然紧密排列,不能自由移动。而熔融氯化钠中的钠离子和氯离子能自由移动,也就是说加热熔化时,氯化钠固体中不能自由移动的钠离子和氯离子,转变成能自由移动的钠离子和氯离子。同学们观察P14(新人教版必修一)1-10微观示意图,来体会一下这时氯化钠晶体的结构模型.从图上我们可以看到氯化钠固体中含有带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子,由于带相反电荷的离子间的相互作用,钠离子和氯离子按一定规则紧密地排列着。在通电的条件下,氯化钠固体中带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子仍然紧密地排列着,不能自由移动,因此干燥的氯化钠固体不能导电。而氯化钠固体受热融化,看1-12示意图,随着温度的升高,离子的运动加快了,克服了微粒之间的相互作用,产生了能够自由移动钠离子和氯离子,而氯化钠在熔融状态时能导电。同学们对蒸馏水不导电的原因提出猜想。

学生思考:教师引导学生,初中我们就已经知道,水是由水分子构成的。因此蒸馏水中没有大量的带电粒子,所以蒸馏水不导电的原因,应该是没有大量的带电粒子。对比实验再结合上术分析,猜想氯化钠溶液导电,是因为氯化钠固体加入水中水,使氯化钠固体中不能自由移动的钠离子和氯离子,转变成能自由移动的钠离子和氯离子。

教师提问:氯化钠固体加入水中是如何怎样变成了自由移动的离子了呢?引导学生看图1-11思考回答。

学生回答:氯化钠加入水中,氯化钠固体溶解形成氯化钠溶液。钠离子和氯离子在水分子的作用下脱离固体进入水中,形成水合钠离子、水合氯离子。分子在不断地运动,水合钠离子与水合氯离子也不断运动。

教师解释:目前为止科学家们认为,氯化钠溶于水的微观过程,很有可能是氯化钠固体放入水中时,在水分子的作用下,钠离子和氯离子脱离氯化钠固体浸入水中形成了水和钠离子和水合氯离子。在氯化钠溶液中插入电极并接通电源时,带正电荷的水和钠离子向与电源负极相连的电极移动,带负电荷的水合氯离子向与电源正极相连的电极移动,因而氯化钠溶液能够导电。到此为止,我们通过对比四个实验,知道了失手更容易触电的原因是,残留在人手上的汗液中的氯化钠在遇到水,形成了能够自由移动的钠离子和氯离子。通电时这些自由移动的钠离子和氯离子按一定方向移动,从而形成电流。当然人手上也会沾有其他的能溶于水导电的化合物。请同学们小结一下氯化钠导电的原因。

学生小结:宏观物质氯化钠以固体形式存在时,构成氯化钠的钠离子和氯离子不能自由移动干燥的固体氯化钠不能导电。当氯化钠固体加水溶解形成氯化钠溶液或加热融化得到熔融状态的氯化钠时,不能自由移动的钠离子和氯离子转变成了能自由移动的钠离子和氯离子,从而导电。

教师设问:同学们结合课本P15,当氯化钠固体加水溶解形成氯化钠溶液或加热融化得到熔融状态的氯化钠时,不能自由移动的钠离子和氯离子转变成了能自由移动的钠离子和氯离子过程,用什么概念表达?

教师板书:电离:化合物溶于水或受热融化时,形成自由移动的离子的过程。

教师叙述从宏观物质变化的角度来看,像氯化钠这样在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物,属于一类如盐酸、氢氧化钠溶液、硝酸钾溶液都能够导电、因此氯化氢氢氧化钠硝酸钾等都属于电解质

教师板书:电解质,在水溶液时或熔融状态下能够导电的化合物叫电解质。(1)类别:化合物。(2)性质:导电。(3)条件:水溶液或熔融.

教师启发:用什么方法可表示电解质电离过程呢?请同学们写出来

学生问答:(1)用粒子模型示意图(2)离子符号

教师板书:电离方程式:教师强调并板书:1、电离对象:化合物2、电离的条件:溶于水或溶化壮态3、电离的结果。(1)一变多,离解成的粒子带电荷的阴、阳离子(2)阴、阳离子所带电荷数相等。

教师叙述:同学们已从宏观、微观、符号三个维度认识了电离并建构了电解质电离的模型。下面请同学们利用电离模型结合资料,分析硫酸钡在水中的主要存在形式并说出判断依据。资料一:二十五摄氏度时,硫酸钡的溶解度为2.38×10的-4次方克。

资料二:蒸馏水和饱和硫酸钡溶液的电导率,电导率是物质传送电流的能力,相同条件下数值越大导电能力越强。请同学们分析硫酸钡难溶,在水中主要以硫酸钡固体的形式存在,还是与氯化钠一样,溶于水后会电离成自由移动的钡离子和硫酸根离子?

教师引导学生分析并强调:根据资料一,硫酸钡在水中的溶解度很小,所以硫酸钡不溶解,极少数的硫酸钡溶于水,因此硫酸钡在水中主要以硫酸钡固体形式存在。根据资料二,相同条件时饱和硫酸钡溶液与蒸馏水相比电导率增加了,说明物质在水溶液中的离子种类和数量与导电性密切相关。依据溶解性可推测电解质在水中的是否以固体形式存在,依据是否电离判断物质是否以自由离子的形式存在。也就是说物质在溶液的存在形式要从化合物的溶解性与电离两个角度判断。

学生活动:写出下列三组物质电离的方程式,观察酸、碱、盐电离的特点

(1)氢氧化钠、氢氧化钙,氢氧化钡

(2)H2SO4、硝酸、HCl

(3)硝酸钾、碳酸钠、硫酸铜

教师启发学生总结:

根据电离方程式看出,酸电离生成的阳离子都是氢离子,因此酸具有相似的化学性质。碱电离时生成的阴离子全部都是氢氧根离子,碱的通性是由氢氧根决定的。盐电离生成了金属阳离子和酸根阴离子。酸、碱、盐具有共同的性质电离,所以我们把它归为同一类电解质。因此电解质实际上就是按照能否电离的标准对化合物进行分类的结果,这是从微观的角度认识电解质。能电离的化合物是电解质。

从宏观的角度判断电解质的方法是:水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物是电解质。

从物质的类别上断定电解质的方法:酸、碱和大多数的盐属于电解质。

板书设计:离子反应

1、电离:(1)、电离对象:化合物(2)、电离的条件:溶于水或溶化壮态(3)、电离的结果。

2、电离方程式

3、电解质:酸、碱、盐是电解质



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