鲁科版高一化学必修1《研究物质性质的方法和程序》教学设计

《研究物质性质的方法和程序》教学设计
一、教学内容分析
本节是山东科学技术出版社出版的《化学1(必修)》第一章第二节“研究物质性质的方法和程序”第一课时的教学内容。学生在初中认识氧气、氢气、二氧化碳、铁等物质的性质时，已用到了观察、实验、比较等研究方法，但没有对研究物质性质的基本方法进行概括和整合。钠是活泼的金属单质，具有金属单质的通性，又具有它的特性，因此非常适合用做学习研究物质性质的方法的载体。本节内容以金属钠的性质为主线，把研究物质性质的方法贯穿其中，使学生体验应该怎样更科学、更合理的运用观察、实验、比较等方法研究物质的性质，为后面的学习做好准备。
二、学生学习情况分析
高一学生来自不同的初级中学，存在一定的学习差异，无论知识水平和实验能力都比较有限，探究能力还很欠缺。因此一开始的探究活动要注意不能超出学生的能力范围，必须在教师的指导下进行探究，使学生对实验探究有初步的认识和体验，并在探究中逐步培养和提高学生的分析、对比、归纳等能力。
三、设计思想
达尔文有一句格言“最有价值的知识是关于方法的知识”，在研究物质性质的方法的教学中，主要是通过对金属钠性质的实验探究，引导学生分析、归纳得出研究物质性质的基本方法。教学设计中，要以金属钠的性质和研究物质性质的基本方法两条主线贯穿教学的始终，通过学生主动参与的活动来完成教学任务。
1.采用创设情景、实验探究、观察思考等几个主要环节组织教学，通过亲自观察金属钠与水反应的实验现象，使学生初步认识研究物质性质的基本方法，加深对观察法含义的理解，培养学生观察能力、实验操作能力和探究意识，突出本节课重点。
2.通过交流研讨、实验探究、问题讨论等环节，指导学生根据金属钠与水、氧气反应现象，归纳得出钠的物理性质和化学性质。帮助学生分析其中运用了哪些研究性质的基本方法，使物质的性质和研究物质性质的方法有机结合，是教学的另一个重点。
3.通过回顾初中化学学习中认识了哪些物质?运用了哪些方法研究它们的性质?并对钠与铁的性质分类比较，加深对观察法、实验法、比较法、分类法的含义的理解，以及在研究物质的性质中的具体作用，突破难点。
4.学生是否掌握了研究物质性质的基本方法和金属钠的性质，是本节课学习的主要目标，设计知识拓展练习环节，检验学生能否灵活运用知识，达到学以至用的目的。
四、教学目标
知识与技能:
1.初步学会研究物质性质的基本方法:观察法、实验法、分类法、比较法。
2.使学生认识钠是一种很活泼的金属，了解钠的物理性质和主要化学性质(钠与水、氧气的反应)。
过程与方法:
1.通过引导学生观察、分析实验现象，体验怎样科学、合理地运用观察方法。
2.通过归纳金属钠的性质，让学生体会分类、比较等研究方法在学习和研究物质性质过程中的作用，了解研究物质性质的方法和技巧。
情感态度和价值观:
1.进行唯物主义的思想教育，让学生明白实践是检验真理的唯一标准，同时也教育学生研究任何一种事物还应该有一定的科学方法和实事求是的科学态度。
2.通过对钠的性质的探究，激发学生学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘。
五、教学重点和难点
重点:研究物质性质的基本方法，钠的物理性质和主要化学性质。
难点:实验探究能力的培养，分析、对比、归纳能力的提高。
六、教学过程设计
活动一:认识研究物质性质基本方法
[情景创设]
中央电视台《朱轶说计》栏目播放了一个江湖巫师替人捉“鬼”的模拟现场，巫师在一盆水上面作法，口中念念有词，突然水上发出噼里啪啦的爆炸声，并伴有火花，而且盆中水的颜色变成了红色，于是巫师便说“鬼”被他杀死了，同学们能揭穿巫师玩的是什么把戏吗?
[实验探究]
1.取一黄豆粒大小的金属钠，吸干煤油观察颜色，用刀切开，再观察颜色。
2.将切开的金属钠加入盛有水(滴有酚酞)的烧杯中，观察钠与水反应的现象。
[观察思考]
1.钠与水反应的现象与巫师的法术有何联系?
2.钠与水反应有哪些重要的现象?说明了金属钠具有哪些重要的性质?
3.在认识金属钠的性质过程中，你用了哪些常见的基本方法?
[阅读理解] (指导学生阅读课本)
1.研究物质性质的基本方法有哪些?
2.什么叫观察法?观察法包括哪些步骤?观察法要注意哪些问题?
[讲解分析]
认识物质的性质是化学研究的一项重要任务，只有认识物质的性质，才能更好地利用物质。中学阶段重点学习研究物质性质的方法主要有:观察法、实验法、分类法、比较法等。
观:即“看”，这里指广义上的“看”，有两层含义，一是借助人体的感观，如眼睛看，鼻子闻，耳朵听等;二是借助仪器，如水温升高1℃，人体是很难感觉出来的，但用温度计很容易测定出来，再如测定甲烷分子中含几个氢原子，借助质谱仪等。
察:即“想”或“思考”，或者说对你所看到的各种信息进行处理，如课本第9页观察记录表中的现象栏属“观”，分析栏属“察”。
[归纳小结、板书]
一、研究物质性质的基本方法
1.观察法、实验法、分类法、比较法
2.观察法的四个步骤:明确观察目的→在实验中用感官或仪器观察→记录观察结果→分析、思考和综合。
活动二:运用研究性质的基本方法认识金属钠的性质
[交流研讨]
根据钠与水探究实验现象和学生记录的观察结果，交流分析:
1.金属钠的状态--固态
2.金属钠的颜色--银白色、有金属光泽
3.金属钠的密度的相对大小--ρ钠 > ρ煤油;ρ水 > ρ钠
4.金属钠硬度的相对大小--硬度小，可用小刀切割
5.钠与水反应现象:浮、熔、游、响、红
[问题讨论]
1.钠与水反应的现象(浮、熔、游、响、红)说明钠具有哪些重要性质?
(钠的密度比水的小，反应放出热量，钠的熔点低，反应剧烈，生成气体，收集此气体检验为氢气，生成氢氧化钠呈碱性使酚酞变红)。
2.钠与水反应的化学方程式如何书写?
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(置换反应)
3.金属钠用刀切开为什么断口会由银白色变暗?(钠与空气中氧气反应生成氧化钠)
4.在研究金属钠的性质过程中，你运用了哪些研究方法?(主要运用了观察法、实验法)
[实验探究]
将钠用刀切开，露置在空气中;将钠放在石棉网上点燃，现象有何不同?
[观察思考]
1.实验中你观察到哪些现象?说明钠有何性质?
(钠放置在空气中，迅速被氧化，生成氧化钠而失去金属光泽，金属钠在空气中燃烧生成淡黄色固体过氧化钠，发出黄色火焰)。
2.这组实验对你有什么启示?运用了哪些研究方法?
(反应条件不同，生成的产物不同，反应的原理也不相同，实验时要注意控制反应条件。运用实验法、观察法和比较法)
[归纳小结]
二、金属钠的性质:
1.物理性质
(1)银白色有金属光泽的固体;
(2)硬度小;
(3)密度小，0.97g·cm-3 ,ρ水> ρ钠>ρ煤油;
(4)熔点低 , 97.81℃。
2.化学性质
(1)与水反应 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
(2)与氧气反应:
常温下:4Na + O2 = 2Na2O(白色固体)
加热时:2Na + O2 Na2O2(淡黄色固体)
活动三:运用观察法、实验法、比较法、分类法研究物质的性质
[提问思考]
1.比较钠与铁在性质上的异同点，归纳金属可能具有哪些共性?运用了哪些研究物质性质的方法?
金属可能具有的物理性质:①有金属光泽、不透明的固体;
②电和热的良导体;
③有延展性。
金属可能具有的化学性质:①常温或加热条件下与氧气反应;
②常温或加热时与水反应，置换出水中的氢(比氢活泼);
③与酸反应置换出酸中的氢(比氢活泼);
④与盐溶液应，置换出在金属活动顺序中排在它后面的金属(K、Ca、Na先与水反应)
2.在初中化学学习中，你认识了哪些物质?你是通过什么方法研究它们的性质的?
[交流研讨]
1.研究物质性质的实验前、实验中、实验后、要注意哪些问题?
实验前，要明确实验的目的要求、实验用品和实验步骤等;
实验中，要仔细研究实验现象，并做好实验记录;
初中认识的主要物质
氧气
二氧化碳
盐酸
非金属通性
金属通性
酸的通性
研究它们性质的主要方法
观察法和实验法
分类法和比较法
实验后，要写好实验报告，并对实验结果进行分析。
2.实验法、比较法、分类法的含义、作用及需注意的问题。
实验法:在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶解的浓度等条件，这是因为同样的反应物质在不同的条件下可能会发生不同的反应。比较法:运用比较的方法，可以找出物质性质间的异同，认识物质性质间的内在联系，对物质的性质进行归纳和概括。
在研究物质性质时，运用分类的方法，分门别类地对物质及其变化进行研究，可以总结出各类物质的通性和特性;反之，知道某物质的类别，我们就可推知该物质的一般性质。
活动四:练习巩固、知识的应用
[拓展延伸]
1.金属钠是怎样保存的?理由是什么?
(钠保存在煤油中，因钠的密度比煤油的大，沉在煤油底部，煤油将钠与空气中的氧气和水蒸气隔绝