高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第2课时教学设计

《物质的量》教学设计

【第二课时】

一、         设计思想及策略

设计思想：“气体摩尔体积”是中学化学计算的重要物理量，它是将气体体积与质量、粒子数目、物质的量浓度等物理量联系起来的桥梁。然而，“气体摩尔体积”一直以来都是高中化学教学的难点。很多学生在初学这段内容时由于内容的抽象而难以理解，进而对化学产生畏难情绪，一个抽象的概念、一个艰深的名词，一个复杂的过程，只有当学生亲手做过，感悟过，才能使其真正理解。正是出于这种思考，我尝试利用现代化的手持传感技术（温度、压强传感器、数据采集器、计算机）得到影响气体体积的外界因素，通过传感技术得到的数据进行推理得到“气体摩尔体积”的定义，通过动手实验测量在实验室条件下相同物质的量的不同气体的体积，验证实验预测，让学生真实的感受到“气体摩尔体积”的真实内涵，将抽象的问题具体化。通过制作标况下一定物质的量的气体体积模型使学生深刻体会气体的物质的量与体积之间的比例关系，从而很轻松的得到阿伏伽德罗定律，使复杂的问题简单化。

教学策略：首先，通过案例分析引导出“气体摩尔体积”的社会实际应用。第二，通过手持传感技术（温度、压强传感器、数据采集器、计算机）得到影响气体体积的因素，然后利用手持传感技术（温度、压强传感器、数据采集器、计算机），通过控制变量法探究不同气体的三个变量（温度、压强、物质的量）相同时，气体的体积是否相同，接着通过实验测量在实验室条件下相同物质的量的不同气体的体积，来验证预测，紧跟其后，通过数据分析、数学推理得到“气体摩尔体积”的定义。第三，通过制作标况下一定物质的量的气体体积模型得到阿伏伽德罗定律。第四，解决社会实际问题。在本节课的实际教学过程中，培养了学生宏观辨识、微观探析、实验探究、证据推理、模型认知，社会责任感等核心素养。

二、         教材分析

1.    课程标准分析：《普通高中化学课程标准》中对“气体摩尔体积”没有提出具体要求，但是在第三部分“内容标准”的“主题1认识化学科学”中提出：“认识摩尔是物质的量的基本单位，能用于进行简单地化学计算，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。认识实验、假说、模型、比较、分类等科学方法对化学研究的作用”。［1］
2.    鲁科版有关“气体摩尔体积”的内容：通过计算1mol不同的固体、液体和气体的体积，比较数据后得出结论：1mol不同的固体、液体的体积是不同的，在一定温度、压强下1mol不同气体的体积近似相同；利用图示，指出“微粒大小和微粒间距”对具有向同微粒数的物质体积的影响；引出“气体摩尔体积”概念和阿伏伽德罗定律。教材遵循“宏观现象-数据探究-微观解释-获得概念”的编排逻辑推理的理性思维和对气体分子微观状态的想象力，将气体体积和物质的量之间建立桥梁，突出了“气体摩尔体积”的实用价值。
3.    内容编排的特点：以“摩尔质量和气体摩尔体积”为标题，点出这两个概念具有共同的“桥梁”的作用和价值；在数据呈现中增加了不同温度、压强下气体的体积，隐含了气体体积和压强、温度之间的比例关系，更丰富的数据使结论更具有说服力；在“资料在线”栏目中简单介绍了阿伏伽德罗和阿伏伽德罗定律。

三、         学情分析

1.    知识基础：学生已学习了物质的量、摩尔质量等知识，这些内容对本节课的学习起到了铺垫和支持的作用，初三学过从微观角度解释物质的三态变化，然而对影响它们体积的因素理解的不是很清楚。
2.    能力基础：高一学生在之前的学习中基本形成了一定的实验探究习惯，而且学生已经具备了基本的观察、分析、总结归纳能力，具备了一定的计算和数据处理分析能力，但是抽象思维能力欠缺［2］，如何利用现代教育手段用真实的实验数据使得抽象问题具体化、复杂问题简单化、直观化是教师备课的重点。
3.    学生学习困难分析：学生从应用角度出发简单地将“摩尔质量”和“气体摩尔体积”的概念意义视为相同。实际上，“摩尔质量”与物质的种类有关，与外界条件（温度、压强）无关，所以不同物质的摩尔质量一般不相同，而“气体摩尔体积”随着外界条件（温度、压强）的改变而改变，与气体种类基本无关，即对纯净气体还是混合气体均大体适用。所以，让学生在一个合适的情境中了解“气体摩尔体积”以及用直观的形象和真实数据验证理论推理是非常有利于克服学习上的困难的。

四、           教学目标

1.    知识与技能：

（1）理解气体摩尔体积的概念和意义。

（2）会通过气体摩尔体积和物质的量的关系进行简单的计算。

（3）阿伏伽德罗定律及其应用。

2.    过程与方法：

（1）了解并熟悉数字化传感技术在化学学习中的使用方法和应用状况。

（2）通过比较、归纳、分析等手段认识影响物质体积的微观因素，建立微观空间想象力。

（3）通过使用手持传感器测定化学反应中的温度、压强，感受定量分析对外界因素对气体摩尔体积的透彻理解。

（4）通过亲手制作模型感知气体体积与物质的量的转化关系并获得阿伏伽德罗定律。

（5）通过计算家庭平均每月所用天然气的质量感受到化学之魅力-为解决能源危机做出的突出贡献。

3.    情感态度和价值观：

培养学生宏观辨识、微观探析、实验探究、证据推理、模型认知、社会责任等核心素养。

五、           教学重难点

教学重点：（1）气体摩尔体积的概念及其与物质的量的转化关系。

（2）标况下的气体摩尔体积的应用。

教学难点：影响气体体积的微观因素，阿伏伽德罗定律的应用。

六、           教学流程设计

七、         教学资源和媒体

1.    西沃交互式电子白板；
2.    数字化手持传感仪器（温度、压强传感器、数据采集器、计算机）；
3.    微视频：温度、压强对气体体积的影响，测定一定物质的量的不同气体体积的温度、压强，收集实验室条件下的一定物质的量的不同气体并测量体积。

八、           教学设计

环节一：引入概念

环节二：建构概念

活动1：观察、比较1mol不同固体、液体、气体的体积，发现异同

活动2：微观探析物质的状态不同时，粒子大小、粒子数目、粒子间距对物质体积的影响

活动3：实验探究：气体体积与温度、压强的线性关系

活动4：实验探究：测定产生等物质的量的H2．CO2的温度和压强是否相等

实验原理：

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑……（排水法收集氢气）

0.005mol                      0.005mol

2NaHCO3+·H2SO4=-Na2SO4+-2H2O+2C02↑      （排饱和碳酸氢钠溶液收集）

0.005mol                      0.005mol

实验步骤及注意事项：

1.第一、二大组，A同学打开电脑→爱迪生快捷键→取消屏幕所有对话框，出现当前的温度和压强B→同学将温度传感器置于水浴中→A同学点击开始→B同学将锥形瓶中的固体聚拢侧向一边置于水中，快速推入稀硫酸，用力按住注射器不松手，保证不漏气→C同学辅助压强传感器与发生装置气流通畅→其他同学观察反应现象，反应结束后，C同学断开压强传感器和锥形瓶之间的软管→A同学点击结束，点击图像，全景，记录实验现象和数据。

2.→第三大组，A同学打开电脑→爱迪生快捷键→取消屏幕所有对话框，出现当前的温度和压强→B同学在溶液中打开集气瓶瓶盖→将导管口深入瓶中→C同学向漏斗中倒入约40mL稀硫酸→C同学打开止水夹，收集气体，反应结束→B同学在溶液中盖好瓶盖→量筒测量集气瓶中剩余液体的体积，其他同学观察现象，记录实验现象和实验数据。

图1 传感器测量产生气体的温度和压强装置  图2 收集等物质的量的不同气体的装置

活动5：测定实验室环境下，等物质的量的不同气体的体积是否相近

环节三：理解概念

环节四：应用概念

九、           板书设计

气体摩尔体积

（一）、气体摩尔体积

定义：一定温度、压强下、1mol任何气体所占有的体积。

符号：Vm

表达式：Vm=V/n，表达式变形：V= n·Vm

单位：L/mol

（二）、标况（0℃，101kPa）下，1mol 任何气体的体积都约为22.4 L.

标况（0℃，101kPa）下，Vm=22．4 L/mol

0℃                                      同温度

101kPa          阿伏伽德罗定律           同压强

22.4 L                                    同体积的任何气体

6.02×1023个分子     特定情况              同分子数目

十、           教学反思

本节课最大的亮点在于利用现代化的传感技术从定量角度来分析影响气体的因素，用真实的数据来验证轻体摩尔体积理论的正确性，增强学生的视觉冲击，培养学生利用现代教育技术的实验探究的学习方法，证据推理，社会责任等核心素养。但是，在教学实施环节中，还存在一些不足，例如，学生对传感器的使用是陌生的，担心的，没有老师的指导较难完成；没有让学生独立自主的分析数据、处理数据从而得到自己的结论，亦或是该课程可以设计成每组学生独立完成测量等物质的量的不同气体的压强和温度，本组独立分析对比得到结论。希望自己在以后的教学中会继续提升自己。