目標(biāo)貫通之“根據(jù)化學(xué)式計(jì)算”課例報(bào)告

【課例主題】本課例以“目標(biāo)貫通”之“根據(jù)化學(xué)式計(jì)算”的教學(xué)為例，比較物質(zhì)中元素含量的方法——原子個(gè)數(shù)比、元素質(zhì)量比、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。帶動(dòng)學(xué)生深入理解這些概念在化學(xué)中的應(yīng)用，同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將這些理論知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，通過(guò)查看食品、藥品的標(biāo)簽或說(shuō)明書來(lái)辨識(shí)其主要成分，并能夠?qū)ο鄳?yīng)物質(zhì)的含量進(jìn)行比較和分析?！疚谋窘庾x】1.課標(biāo)銜接。義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生能夠通過(guò)課程具體化學(xué)習(xí)，達(dá)到化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的核心素養(yǎng)。2022年版課程標(biāo)準(zhǔn)中，“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”學(xué)習(xí)主題的根據(jù)化學(xué)式計(jì)算學(xué)業(yè)要求為能用化學(xué)式表示某些常見(jiàn)物質(zhì)的組成;能根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行物質(zhì)組成的簡(jiǎn)單運(yùn)算;能根據(jù)相關(guān)標(biāo)簽或說(shuō)明書辨識(shí)某些食品、藥品的主要成分，并能比較、分析相應(yīng)物質(zhì)的含量。2.單元素養(yǎng)?！昂棋拇髿狻笔腔瘜W(xué)九年級(jí)第一學(xué)期（試用本）上教版第二章。從本章開(kāi)始學(xué)生將“有重點(diǎn)地研究一些我們身邊的物質(zhì)”，因此本章是學(xué)生走好“化學(xué)之旅”的奠基內(nèi)容。本章的知識(shí)框架聚焦于三大核心要點(diǎn)。①物質(zhì)構(gòu)成的探索。在微觀層面，認(rèn)識(shí)到物質(zhì)由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成;而在宏觀層面，物質(zhì)則是由元素組成。深入理解這些關(guān)系是進(jìn)一步研究具體物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基礎(chǔ)。②化學(xué)研究的實(shí)證路徑。首先從日常生活中最常見(jiàn)的空氣開(kāi)始，以氧氣的性質(zhì)為突破口，親身體驗(yàn)化學(xué)作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的魅力。實(shí)驗(yàn)探究不僅是化學(xué)研究的關(guān)鍵方法，更通過(guò)“空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，為后續(xù)元素化合物性質(zhì)的研究提供方法論指導(dǎo)。③化學(xué)反應(yīng)的定量規(guī)律。不論化學(xué)反應(yīng)的形式如何多變，它們都遵循質(zhì)量守恒定律這一核心原則。這一定律是化學(xué)計(jì)算的理論基石，而物質(zhì)的量則是化學(xué)計(jì)算的基本單位。通過(guò)掌握這些定量規(guī)律，學(xué)生能更精確地描述和預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。弄懂了這些關(guān)系，就為今后化學(xué)計(jì)算做好了準(zhǔn)備。3.教材解讀。本節(jié)內(nèi)容處于滬教版（試用本）九年級(jí)化學(xué)教材的第二章第一節(jié)的第4課時(shí)，在此章節(jié)中按化學(xué)式書寫、書寫注意事項(xiàng)、化學(xué)式的名稱讀法、化學(xué)式計(jì)算這樣的順序授課。教材中對(duì)根據(jù)化學(xué)式計(jì)算方面只提及相對(duì)原子質(zhì)量、式量的概念，落實(shí)好原子個(gè)數(shù)比、元素質(zhì)量比、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算需要在課堂的活動(dòng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和本單元的教學(xué)目標(biāo)可以看出，雖然這部分內(nèi)容要求不高，但實(shí)踐性較強(qiáng)。教學(xué)設(shè)計(jì)中需要補(bǔ)充以藥品、食品等商品的標(biāo)簽或說(shuō)明書為例設(shè)計(jì)相關(guān)練習(xí)，做到將課堂所學(xué)知識(shí)與日常生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生能運(yùn)用課堂所學(xué)內(nèi)容解決生活實(shí)際中的問(wèn)題。這樣既鞏固了課堂所學(xué)知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)和人體健康的化學(xué)理念，從而有利于化學(xué)學(xué)科價(jià)值的體現(xiàn)?！緦W(xué)情分析】學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了很多物質(zhì)的化學(xué)式、知道化學(xué)符號(hào)所表示的意義，以及建立了一定的元素觀和宏微結(jié)合，知道分子與原子能都構(gòu)成物質(zhì)，以及分子是由原子構(gòu)成的。九年級(jí)學(xué)生在思維發(fā)展上仍處于一個(gè)逐步成熟的階段，他們的抽象思維能力和對(duì)時(shí)空關(guān)系的準(zhǔn)確定位能力尚顯不足。同時(shí)，由于本課題之前的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生日常的生活經(jīng)驗(yàn)相距較遠(yuǎn)，可能使他們?cè)诶斫夂蛻?yīng)用這些知識(shí)時(shí)感到一定的困難，學(xué)習(xí)元素的化合價(jià)之初難免是機(jī)械記憶。在學(xué)習(xí)微粒性質(zhì)時(shí)，學(xué)生對(duì)分子、原子的概念往往停留在表面，缺乏深入理解。這導(dǎo)致教學(xué)中看似易懂，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)卻困難重重。因此，學(xué)生錯(cuò)誤頻發(fā)，部分人感到學(xué)習(xí)壓力大且枯燥，學(xué)習(xí)水平開(kāi)始出現(xiàn)明顯分化?！菊n時(shí)目標(biāo)】1.知道相對(duì)原子質(zhì)量引入的意義和概念，說(shuō)出相對(duì)原子質(zhì)量與實(shí)際質(zhì)量的區(qū)別與聯(lián)系。（一維，重點(diǎn)）2.理解相對(duì)分子質(zhì)量概念，并能使用相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算物質(zhì)的組成。（二維，重點(diǎn)）3.掌握化學(xué)式中原子個(gè)數(shù)比、元素質(zhì)量比、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算。（二維，重點(diǎn)）4.通過(guò)對(duì)化合物中各元素質(zhì)量比和某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算及分析，使學(xué)生體驗(yàn)用微觀概念解決生活真實(shí)情境中問(wèn)題的方法，建立化學(xué)對(duì)人體健康的意識(shí)理念。（三維，難點(diǎn)）【課堂環(huán)節(jié)】引入：在前面的學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)了氧氣的性質(zhì)，學(xué)習(xí)了甲烷的燃燒，在廚房中主要用到天然氣即主要成分是甲烷，石油化工的龍頭用乙烯，焊接用乙炔，與氧氣形成氧炔焰，下面來(lái)看三種氣體的在相同條件下燃燒，播放甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）三種氣體燃燒的視頻。提問(wèn)：觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？學(xué)生：從甲烷到乙炔，燃燒放出的黑煙逐漸變多。提問(wèn)：為什么產(chǎn)生的黑煙越來(lái)越明顯？學(xué)生：與三種物質(zhì)的含碳量有關(guān)。提問(wèn)：怎么判斷呢？學(xué)生：黑煙是碳。講解：不妨從三種物質(zhì)的組成上看，三種氣體都含有碳、氫元素，黑煙與碳元素的含量有關(guān)，碳元素含量越高，不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的黑煙越多，那么如何比較它們的含碳量呢？說(shuō)明：聯(lián)系第一單元所學(xué)習(xí)的萬(wàn)物是由元素組成，復(fù)習(xí)燃燒是化學(xué)變化，為后續(xù)比較碳元素含量做鋪墊。環(huán)節(jié)一：尋找比較碳元素含量的方法活動(dòng)：請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)觀察桌面上三種物質(zhì)的分子模型，討論如何比較含碳量的高低？過(guò)渡：從微觀的視角中，分子是由原子構(gòu)成的。提問(wèn)：請(qǐng)小組同學(xué)回答。學(xué)生：方法一、比較原子個(gè)數(shù)。提問(wèn)：如何從宏觀的視角來(lái)比較碳元素含量高低呢？學(xué)生：思考元素質(zhì)量比。講解：查閱資料。一個(gè)碳原子的質(zhì)量1.993×10-26kg;一個(gè)氧原子的質(zhì)量2.657×10-26kg。講解：方法二、比較原子質(zhì)量比。教師帶領(lǐng)學(xué)生在黑板上列式比較。講解：一個(gè)原子的實(shí)際質(zhì)量非常小，在計(jì)算過(guò)程中非常麻煩，科學(xué)家在實(shí)際研究過(guò)程中也遇到了相同的情況，于是選擇了優(yōu)化工具來(lái)表示元素的質(zhì)量，提出了相對(duì)原子質(zhì)量。學(xué)生聆聽(tīng)并觀看相對(duì)原子質(zhì)量的發(fā)展史視頻。視頻播放相對(duì)原子質(zhì)量的發(fā)展歷程視頻。提問(wèn)：結(jié)合課本第44頁(yè)，說(shuō)一說(shuō)何為相對(duì)原子質(zhì)量？學(xué)生：一種原子真實(shí)質(zhì)量與碳原子質(zhì)量的的比值。教師：是否有單位。學(xué)生：沒(méi)有，都約掉了。講解：板書：相對(duì)原子質(zhì)量的定義：一個(gè)原子的真實(shí)質(zhì)量對(duì)一個(gè)碳原子質(zhì)量的的比值（可以用Ar表示）。教師：計(jì)算出下列原子的相對(duì)原子質(zhì)量。多媒體播放：提問(wèn)：原子質(zhì)量與相對(duì)原子質(zhì)量的區(qū)別？學(xué)生：思考并回答。聯(lián)系：結(jié)合計(jì)算出的三種原子的數(shù)據(jù)找兩者之間的關(guān)系。多媒體：對(duì)同一個(gè)原子，實(shí)際原子質(zhì)量大，相對(duì)原子質(zhì)量也大，實(shí)際原子質(zhì)量之比=相對(duì)原子質(zhì)量之比。目的：這環(huán)節(jié)落實(shí)目標(biāo)1。提問(wèn)：回到開(kāi)始的問(wèn)題，我們可以利用元素質(zhì)量之比比較碳元素含量的高低。講解：利用原子的實(shí)際質(zhì)量之比非常麻煩，那么如何優(yōu)化進(jìn)行元素質(zhì)量之比呢？學(xué)生：推導(dǎo)元素質(zhì)量與相對(duì)原子質(zhì)量、原子個(gè)數(shù)之間的關(guān)系。學(xué)生：方法三、比較元素質(zhì)量之比。目的：從宏觀和微觀的視角來(lái)比較碳元素的含量，落實(shí)化學(xué)中的定量計(jì)算，宏微結(jié)合的核心素養(yǎng)。通過(guò)化學(xué)史的了解，從定量計(jì)算中，優(yōu)化工具，掌握相對(duì)原子質(zhì)量的概念和計(jì)算方法。環(huán)節(jié)二：元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)問(wèn)題：如何比較碳元素的含量？過(guò)渡：純度的定義：即為混合物中主要成分（某一成分）含量的高低。通過(guò)公式計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)是部分與整體的比較。物質(zhì)的純度=×100%提問(wèn)：那元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否也可以類比純度的定義，找一找部分與整體的關(guān)系。學(xué)生：推導(dǎo)出元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義和計(jì)算公式。元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%講解：相對(duì)分子質(zhì)量（亦指式量）是化學(xué)式中各原子的相對(duì)原子質(zhì)量之和。例如：H2O=1×2+16=18CO2=12+16×2=44目的：這環(huán)節(jié)落實(shí)目標(biāo)2。提問(wèn)：如何表示碳元素的含量？教師：方法四、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。板書：元素種類相同的物質(zhì)比較元素含量的高低。環(huán)節(jié)三：尋找比較鈣元素含量的方法過(guò)渡：工業(yè)上我們通過(guò)比較碳元素含量的高低，發(fā)現(xiàn)含碳量較高的燃料需要充足的氧氣才能充分燃燒，對(duì)環(huán)境減少污染。那生活中我們要補(bǔ)鈣也需要攝入定量的鈣元素。（教師出示日常生活中的常見(jiàn)藥物作為示例）學(xué)生：用學(xué)過(guò)的三種比較元素含量高低的方法，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)比較鈣元素的含量高低。提問(wèn)：如何比較碳酸鈣（CaCO3）和乳酸鈣（C6H10CaO）中鈣元素含量的高低呢？學(xué)生：計(jì)算鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。元素種類不同的物質(zhì)比較元素含量的高低。提問(wèn)：建議7—10歲的孩子每天服用一片鈣片，求每天從鈣片中攝入鈣元素____克，14歲的中學(xué)生每天需攝入約1.2克鈣元素，____克碳酸鈣中可以提供1.2g鈣元素，每天需服用____片。學(xué)生：計(jì)算，進(jìn)行公式變形。目的：從元素種類相同的甲烷、乙烯、乙炔過(guò)渡到元素種類不同的碳酸鈣和乳酸鈣，發(fā)現(xiàn)比較元素含量高低最優(yōu)的方法是元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的解決，進(jìn)行公式變形，定量計(jì)算出不同年齡的學(xué)生每日可服用補(bǔ)鈣劑的量。這一環(huán)節(jié)落實(shí)目標(biāo)4?？偨Y(jié)：比較元素含量高低的方法，對(duì)不同元素種類的物質(zhì)有不同的方法?！緢?zhí)教反思】1.根據(jù)化學(xué)式計(jì)算是化學(xué)學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)內(nèi)容，但涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，包括相對(duì)原子質(zhì)量、化學(xué)式中各元素的質(zhì)量比、化合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。在教學(xué)過(guò)程中盡量保持了內(nèi)容的系