運動與變化

本課選自人民教育出版社九年義務教育初級中學《化學》第一冊第三章分子和原子第一節“分子”。

教學重點：分子的基本性質及分子的定義，

教學難點：對分子微觀行為的想像。

教學目標：認識分子，了解分子的基本性質和定義；培養學生科學探究能力，實驗操作能力，辯證思維能力；學會利用分子知識解釋宏觀現象，通過實例激發學生對生活的感悟。

一、引入

師：讓我們來看一段錄像——從巍峨的高山，奔騰的流水，到微小的生命，甚至每一個細胞，都是由什么構成的呢?從古至今人們一直在不斷地探索，如今人們已經對物質的結構有了非常清楚的認識，從本節課開始讓我們共同走進物質的微觀世界，了解物質的微觀構成。

二、新課

師：首先請同學們觀看一個趣味實驗——“鐵樹開花”，這是我用鐵絲做好的“鐵樹”，鐵絲上面已經掛好了棉花，向棉花上滴幾滴酚酞試液，在一個小燒杯中倒入適量的濃氨水，將“鐵樹”架在燒杯上，一起放到一塊玻璃板上，立即用一個大燒杯罩住，觀察發生的現象。你認為產生這種現象的原因是什么?請設計實驗驗證你的假設。同學們在做實驗時，一定要團結合作，讓每一個人的想法都得以表達，得以實現。

(學生討論并動手實驗，教師指導。)

生1：我們將酚酞試液滴到棉花上用小燒杯罩住，棉花沒有出現紅色，將酚酞試液滴入氨水中，出現了紅色，所以我們認為是氨水與酚酞試液發生了反應變成紅色。

生2：我們不用鐵絲，我們把氨水和酚酞試液都滴到棉花上，棉花上就出現了紅色，而向棉花上單獨滴加酚酞試液或氨水棉花均不變色，因此我們認為是氨水與酚酞試液發生反應出現紅色。我們又將氨水與酚酞試液混合，結果混合后的溶液確實變紅，驗證了我們的猜測。

生3：我們的想法和實驗與前兩組差不多，不過我們注意到打開氨水瓶時有一股刺鼻的氣味，我們覺得應該是氨水揮發出的氣體與酚酞試液發生化學反應出現了紅色。

生4：我們的實驗也是這幾個，我們認為鐵絲只是起到支撐作用，是氨水揮發出的看不見的粒子與酚酞試液反應出現的紅色。

師：同學們的實驗完成得很好，操作比較規范，同學們的分析也很透徹，我們聞到刺鼻的氣味卻看不見的氣體是氨氣，是由氨水揮發出來的粒子構成的，這種看不見的粒子就是氨分子，通過以上實驗和討論，請談談你對分子的認識。

生5：分子看不見，很小、能擴散。

師：我們來看一些事實。(投影。)

(生讀：每次喝100億個水分子，一滴水能喝1670億次。)

師：我們再看一段錄像(二氧化氮氣體的擴散)。我們還可以用實驗來感受一下。(投影：酒精與水混合的步驟，學生完成實驗。)

酒精與水混合實驗步驟：

1．取一支試管吸入約一半水

2．中指堵住下端除去膠頭。

3．從上端加入酒精至滿。

4．用拇指堵住上端。

5．使滴管翻轉幾次。

6．使滴管倒立觀察。

師：通過這些事實你能歸納一下分子具有哪些基本性質嗎?請寫到黑板上并說一下你歸納的依據。(學生板書。)

生7：分子看不見，一滴水中就有上千億個，說明分子很小，特別小。氨分子能擴散到空氣中，二氧化氮氣體能擴散，說明分子在不斷的運動。分子能運動說明分子之間有距離而不是緊挨著的，另外，酒精與水混合后試管內出現空隙，也說明分子之間有間隔。

師：你歸納得很完整，觀察得很仔細，分析得很認真，解決了問題，也說明對信息有很好的整理能力。

師：我們來看看真實的分子。(投影：苯分子照片。)這是用隧道掃描顯微鏡拍攝的苯分子照片，它告訴我們分子是真實存在的。科技發展到今天，在許多科學實驗室看到分子是很容易的，當然我們學校現在還做不到，不過我們可以借助計算機來模擬分子的運動，想像分子的無規則運動。(動畫：分子的無規則運動。)

師：你能舉出生活中哪些事例說明分子在不斷的運動?

生8：能聞到花香、菜味。

生9：衛生球時間長了就沒有了。

生10：濕衣服能曬干，是水分子運動到空氣中。堆在墻角的煤時間長了墻角變黑，也說明分子在運動。

師：例子很豐富，那么誰能舉出哪些事例說明分子之間有間隔呢?

生11：分子運動就說明分子之間有間隔。

師：能用實例來說明嗎?

生11：空氣由氧氣、氮氣等氣體組成，分子之間一定有間隔，要不然什么東西都不能動。

生12：空塑料瓶蓋好蓋后還能被壓縮。

生13：塑料袋盛放油炸制品，第二天外面會有油，是油分子穿過塑料分子間隙出來了。

師：實例太精彩了，將生活與學習的知識運用得恰如其分，同學們很善于觀察生活，運用知識。

生14：我還有話說，我認為生13的例子不僅說明分子之間有間隔，還說明分子在運動，油的分子從塑料袋里面運動到外面來了。

師：善于多角度考慮問題，是大家學習的榜樣。我們就用剛剛學到的有關知識解釋一下下列現象。(投影：品紅分別在冷水、熱水中的擴散實驗步驟。)

品紅擴散實驗步驟：

1．兩個燒杯中分別倒入冷水和熱水。

2．用兩個藥匙各取幾粒品紅。

3．將品紅同時放入兩個燒杯中。

4.側面觀察液體顏色變化。

師：通過實驗你有什么想法?

生15：溫度對分子運動有影響，溫度越高分子運動越快。

師：誰還能舉出類似的例子?

生16：糖在熱水中溶得快，在涼水中溶得慢。濕衣服夏天干得快，冬天干得慢。

師：很好。我們再看一個現象。這是一支大注射器，里面密封著少量的液體是乙醚，現在我拉動活塞同學們注意觀察現象(拉動活塞，乙醚汽化)，我推上活塞同學們再觀察(推動活塞，乙醚液化)，誰能用分子的基本性質知識解釋這種現象?

生17：由于注射器密封，拉動活塞時注射器內空間變大，壓強變小，乙醚分子間隔變大，乙醚由液態變為氣態。當推上活塞時注射器內空間變小，壓強變大，乙醚分子間隔變小，又變為液態。

師：解釋得太棒了，可見分子間隔與物質狀態有密切的聯系。(投影：碘的三態分子間隔圖。)通過觀察碘在三種狀態下的分子間隔圖，怎樣描述同種物質的不同狀態與分子間隔的關系?

生18：同種物質，固態時分子間隔小，液態時分子間隔大，氣態時分子間隔最大。

師：對于同種物質來說，分子間隔的大小決定了物質的狀態。下面我們再來看一下硫在氧氣中燃燒的實驗錄像(塊狀硫、粉末狀硫分別在氧氣中燃燒)。請回答，塊狀硫研磨成粉末狀是什么變化?硫燃燒是什么變化?

生19：塊狀硫研磨成粉末狀是物理變化，硫燃燒是化學變化。

師：怎樣用分子的知識來解釋物理變化和化學變化呢?同種物質的分子性質是否相同?不同種物質的分子性質是否相同?請同學們討論后回答。(學生討論。)

生20：塊狀硫研磨成粉末狀是物理變化，分子不變，它們都是硫，硫燃燒是化學變化，硫分子變為二氧化硫分子，分子發生改變。

生21：我同意他的觀點，可以用一句話回答，物理變化時分子不變，化學變化時分子改變。或者說，分子不變的變化是物理變化，分子改變的變化是化學變化。

生22：對后兩問，我覺得同種物質的分子物理性質可能相同，也可能不同，像硫有塊狀的，有粉末狀的，但化學性質相同，因為硫不管是塊狀還是粉末狀都能燃燒，都是由硫分子變為二氧化硫分子。

師：同學們有理有據地回答問題，已經有了學習化學的一個好習慣，希望能繼續保持這種分析解決問題的方法。我們還是借助計算機來模擬硫與氧氣反應的微觀過程。(動畫：硫的物理變化、硫與氧氣發生化學反應的微觀過程。)

師：通過動畫我們看到了物理變化、化學變化時分子的變化情況，誰再來說一說同種物質的分子性質是否相同?不同種物質的分子性質是否相同?

生23：我認為單獨的一個硫分子，我們不能判定它是塊狀還是粉末狀的，甚至是固體、液體還是氣體我們也不知道。所以我說分子不能保持物質的物理性質，只能保持物質的化學性質。

師：由于分子是微觀粒子，物質的物理性質是宏觀性質，所以我們說的分子的性質實際上是指分子的化學性質，即同種物質的分子性質相同，不同種物質的分子性質不相同。把它列為分子的第四條性質。

師：通過以上的學習，請同學們用集體的智慧為分子下一個適當的定義。(學生討論，各組派代表將定義寫到黑板上。)

師：這是同學們集體智慧的結晶，我們看一看教材中分子的定義。(投影：分子的定義。)讓我們齊聲朗讀。

師：通過這節課的學習，請談一談你的收獲。

生24：我了解了分子的定義。

生25：我知道物質是由分子構成的，分子有四條重要的性質。

生26：我認為學習要靠思考，還要靠大家的齊心協力，特別是實驗要合作才能完成得好。

生27：我感覺學無止境，我更想親眼看一看真實的分子。

師：只要同學們認真學習，別說看分子、原子，更小的粒子也會看到，希望同學們將來都能夠成為科學家。

評 析：

在本節課之前，學生已經認識了化學的研究對象，學習了空氣和氧氣的有關知識，為認識物質的微觀結構準備了一定的條件。但是從宏觀物質到抽象的微觀粒子仍然是學習化學的一個跨越，在現階段的教學條件下，微觀粒子看不見也摸不著，只能靠分析宏觀現象去誘發學生想像。初三的學生已經具有一定的空間想像能力，通過實驗能夠分析產生現象的本質。分析學生的心理特點，由趣味實驗引起學生的探究，通過大量的事實、實驗證明分子的基本性質，激發學生的學習興趣，給學生想像的空間，充分利用剛剛學到的分子知識去解釋一些現象，推動學生良好思維品質的形成。

本節課的另一個亮點是幾個實驗設計得都非常巧妙。酒精與水的混合實驗采用滴管，現象十分明顯，同時也節約了藥品；品紅擴散采用對比方式，實驗現象一目了然。教學實驗探究是難于設計的，劉老師將氨水與酚酞的實驗采用“鐵樹開花”的方式將分子這一粒子引出，激發了學生的靈感和興趣，展現學生的思維，有利于學生展開科學探究。實驗簡易，現象明顯，并且注意到對學生進行節約意識和環保意識的培養。

另外本節課從現象到本質，又利用本質解釋現象，做到理論與實際相結合，知識與實際相結合，強化對知識的認識和運用能力，也使理論得到深化。其不足處在于，真實的分子圖片太少了一些。

責任編輯／張 燁

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