Атомно-молекулярное учение. Закон сохранения массы веществ
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся сформулируют основные положения атомно-молекулярного учения и закон сохранения массы веществ, объяснят их на примере химической реакции и решат не менее двух расчётных заданий на сохранение массы с точностью не менее 80%.
- Сформировать представление о молекулах, атомах, движении и взаимодействии частиц, а также о различиях физических и химических явлений.
- Научить формулировать закон сохранения массы веществ и объяснять его с точки зрения перегруппировки атомов при химической реакции.
- Развивать умение извлекать информацию из текста учебника, составлять краткий конспект, работать в паре, проверять решение и аргументировать ответ.
- Воспитывать ответственное отношение к результатам эксперимента, интерес к химии и понимание связи закона с физикой, историей науки и практическими расчётами.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к объяснению веществ и химических явлений на уровне частиц.
- Осознают ценность доказательного знания и точного соблюдения условий эксперимента.
- Понимают вклад М. В. Ломоносова и А. Л. Лавуазье в развитие химии.
- Проявляют готовность к сотрудничеству и самостоятельному выбору уровня задания.
Метапредметные
- Извлекают из текста учебника определения, факты и причинно-следственные связи.
- Сравнивают физические и химические явления, выделяют признаки химической реакции.
- Строят объяснение по схеме «наблюдение — вывод — объяснение на уровне частиц».
- Планируют решение расчётной задачи, выполняют самопроверку по эталону и корректируют ошибки.
- Используют электронный образовательный ресурс для выполнения тестовых заданий.
Предметные
- Знать основные положения атомно-молекулярного учения: существование атомов и молекул, их движение, взаимодействие и сохранение при химических явлениях.
- Уметь объяснять диффузию, изменение агрегатного состояния и химическую реакцию с точки зрения движения и перегруппировки частиц.
- Знать формулировку закона сохранения массы веществ: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ.
- Уметь применять закон сохранения массы для нахождения неизвестной массы вещества.
- Владеть навыком составления краткого конспекта и объяснения практического значения закона.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознают смысл изучения закона как основы количественных расчётов в химии.
- Оценивают собственный вклад в работу пары и группы.
- Связывают точность химических измерений с деятельностью химика, инженера и лаборанта.
- Формулируют личный учебный результат в конце урока.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную цель после выявления затруднения в объяснении химической реакции.
- Планируют последовательность решения задачи на сохранение массы.
- Сверяют результат с эталоном и находят причину ошибки.
- Оценивают степень освоения темы с помощью листа самооценки и «Светофора».
Познавательные УУД
- Выделяют главное в тексте учебника и преобразуют его в схему.
- Классифицируют признаки физических и химических явлений.
- Моделируют химическую реакцию как перегруппировку атомов.
- Используют формулу $m(исходных веществ)=m(продуктов реакции)$ при решении задач.
- Устанавливают связь между макроскопическим наблюдением и микромиром частиц.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: читатель, аналитик, докладчик и проверяющий.
- Формулируют вопросы по тексту и отвечают на вопросы одноклассника.
- Аргументируют вывод о сохранении массы, опираясь на рисунок и результаты опыта.
- Принимают иной способ рассуждения и корректно обсуждают ошибку.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или интерактивный слайд с моделями атомов и молекул, схемой перегруппировки атомов и формулировкой закона сохранения массы.
- Подготовить безопасную демонстрацию опыта по рисунку из учебника: закрытая колба с фосфором на весах до и после реакции; при отсутствии оборудования использовать видеодемонстрацию ЭОР.
- Распечатать на каждого ученика краткий лист с таблицей «Знаю — Хочу узнать — Узнал», заданиями трёх уровней и листом самооценки.
- Распечатать по одной карточке на парту с фрагментами положений атомно-молекулярного учения для приёма «Собери конспект».
- Подготовить на каждую группу карточку с расчётной задачей: масса железа 28 г и серы 16 г, найти массу сульфида железа(II).
- Вывести на доску или экран ключевые слова: «атом», «молекула», «движение», «взаимодействие», «перегруппировка», «масса».
- Подготовить электронный тест по материалу параграфов об атомно-молекулярном учении и законе сохранения массы; предусмотреть 5–6 вопросов.
- Подготовить проектор, компьютер, интерактивную доску, колонки при использовании видео и таймер.
- Организовать безопасное пространство для физкультминутки; химические реактивы не выдавать учащимся без инструктажа и необходимости.
- Методические ресурсы: текст и иллюстрации предоставленного учебника, электронное приложение к параграфу, презентация учителя, интерактивный тест, карточки трёх уровней сложности.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и создать проблемную ситуацию, связанную с сохранением массы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте, ребята. Проверьте, пожалуйста, наличие тетради, ручки и учебника. Сегодня нам понадобятся наблюдательность, точность и умение объяснять невидимые процессы. На экране вы видите закрытую колбу на весах до и после реакции. Предположите, изменится ли масса веществ внутри закрытой колбы." | Проверяют готовность, рассматривают изображение, индивидуально выбирают ответ «увеличится», «уменьшится» или «останется прежней». |
2 мин | Учитель организует приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: "Сначала подумайте 30 секунд, затем обсудите предположение с соседом. Обязательно приведите причину. После этого две пары озвучат разные версии, а мы пока не будем объявлять ответ окончательным." | 30 секунд думают индивидуально, около минуты обсуждают в парах, формулируют версии: «масса сохранится, потому что колба закрыта» или «масса изменится, потому что образовалось новое вещество». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что одинаковое наблюдение может вызвать разные объяснения. Чтобы проверить версии, сначала вспомним, из чего состоят вещества и что происходит с частицами при физических и химических явлениях."
Этап 2. Актуализация знаний и физкультминутка (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о частицах, физических и химических явлениях, снять статическое напряжение и подготовить мышление к открытию нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель показывает на экране пять слов и говорит: "Работаем в парах. Соедините каждое слово с подходящим объяснением: атом, молекула, диффузия, физическое явление, химическое явление. Затем ответьте: почему запах распространяется по комнате? Почему при нагревании лёд превращается в воду? Что меняется при химической реакции?" Учитель просит две пары обосновать ответы. | Соединяют термины и определения, обсуждают 2 минуты, затем отвечают: «частицы постоянно движутся», «при плавлении меняется состояние вещества, но не образуется новое вещество», «при химической реакции происходит перегруппировка атомов и образуются новые вещества». |
2 мин | Учитель проводит физкультминутку: "Встаньте. На слове «атом» поднимите руки, на слове «молекула» соедините ладони, на слове «движение» сделайте шаг на месте, на слове «реакция» повернитесь к соседу и обменяйтесь местами только взглядом. Повторим последовательность два раза спокойно и без резких движений." | Выполняют движения по инструкции, затем садятся и записывают одно ключевое слово, которое помогает объяснить химическую реакцию. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что вещества состоят из частиц, частицы движутся и взаимодействуют, а при химическом явлении происходит их перегруппировка. Теперь выясним, какие положения объединяют эти наблюдения и как они приведут нас к закону сохранения массы."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно определить план открытия нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране схему: «исходные вещества → химическая реакция → новые вещества» и спрашивает: "Если при реакции образуются новые вещества, исчезают ли исходные атомы? Могут ли атомы возникнуть из ничего? Как связать это с массой веществ? Запишите вопрос, на который нам предстоит ответить." | Формулируют проблему: «Что сохраняется при химической реакции и почему сохраняется масса?» Предлагают гипотезы: «атомы не исчезают», «атомы только соединяются по-новому». |
2 мин | Учитель применяет «Снежный ком»: "Сначала каждый запишите одну цель урока. Затем объединитесь в пары и выберите общую формулировку. Наша цель должна начинаться со слов «научиться» и быть проверяемой." Учитель фиксирует на доске итог: «Научиться объяснять сохранение массы через атомно-молекулярное учение и применять закон в расчётах». | Формулируют индивидуальные цели, согласуют в парах, предлагают общий план: прочитать и выделить положения учения, рассмотреть опыт, сформулировать закон, решить задачи и проверить себя. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Цель определена: от устройства вещества мы перейдём к объяснению химической реакции и затем к расчётам. Откройте текст учебника по теме урока и приготовьтесь выделять не всё подряд, а только опорные положения."
Этап 4. Открытие нового знания: атомно-молекулярное учение (9 мин)
Цель этапа: выделить и осмыслить основные положения атомно-молекулярного учения на основе текста учебника.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт карточки с сокращёнными фрагментами текста и говорит: "Используем приём «Собери конспект». Прочитайте материал в учебнике и расположите карточки в логической последовательности. Найдите положения о составе веществ, движении частиц, силах взаимодействия и сохранении молекул. Подчеркните слова, которые нельзя потерять при пересказе." | В парах читают текст, сортируют карточки, выделяют положения: вещества имеют молекулярное или немолекулярное строение; молекулы и атомы находятся в движении; между частицами есть промежутки и силы взаимодействия; молекулы состоят из атомов; при физических явлениях молекулы сохраняются, при химических — перегруппировываются. |
4 мин | Учитель задаёт вопросы эвристической беседы: "Почему газ сжимается легче жидкости? Почему при нагревании увеличивается скорость движения молекул? Чем физическое явление отличается от химического? Что происходит с атомами при химической реакции?" Учитель дополняет кластер на доске и просит сформулировать общий вывод. | Отвечают: «между частицами газа большие промежутки», «при нагревании частицы движутся быстрее», «при физическом явлении молекулы сохраняются», «при химическом явлении атомы перегруппировываются». Формулируют вывод: «новые вещества возникают из тех же атомов, соединённых в другом порядке». |
Запись в тетрадях: «Атомно-молекулярное учение: вещества состоят из частиц; частицы находятся в непрерывном движении; между частицами есть промежутки; частицы взаимодействуют; молекулы состоят из атомов; при химических явлениях атомы сохраняются и перегруппировываются».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь у нас есть микроскопическое объяснение реакции: атомы не исчезают, а входят в состав новых частиц. Проверим эту мысль на опыте и установим, что происходит с общей массой веществ."
Этап 5. Открытие закона сохранения массы веществ с использованием ИКТ (8 мин)
Цель этапа: на основе исторического и экспериментального материала сформулировать закон сохранения массы веществ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель демонстрирует изображение опыта с закрытой колбой и говорит: "Рассмотрите рисунок эксперимента в учебнике. Сначала колбу с фосфором взвешивают, затем проводят реакцию в закрытой системе и снова взвешивают. Что изменилось в колбе? Что показывает равенство показаний весов? Посмотрите короткий фрагмент ЭОР о проверке закона и зафиксируйте наблюдение." | Рассматривают рисунок и ЭОР, отвечают: «фосфор вступил в реакцию с кислородом», «образовалось твёрдое вещество», «колба оставалась закрытой», «масса до и после реакции одинакова». |
4 мин | Учитель рассказывает: "Роберт Бойль нагревал металлы в открытой реторте и заметил увеличение массы. М. В. Ломоносов проводил опыты в запаянных ретортах и установил, что масса до и после реакции сохраняется. А. Л. Лавуазье сформулировал закон в 1789 году. Сформулируйте его точно, используя слова «масса», «вступившие в реакцию», «образовавшиеся вещества»." Учитель выводит на экран формулу $m(исходных веществ)=m(продуктов реакции)$. | Составляют формулировку: «Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ». Записывают формулу и объяснение: «атомы сохраняются, меняется только порядок их соединения». |
Запись в тетрадях: «Закон сохранения массы веществ: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ. Объяснение: атомы не исчезают и не возникают, а перегруппировываются».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Опыт в закрытой системе подтвердил нашу гипотезу: общая масса сохраняется. Теперь применим закон сначала вместе, затем самостоятельно, причём каждый сможет выбрать подходящий уровень сложности."
Этап 6. Первичное закрепление и парная работа (6 мин)
Цель этапа: закрепить формулировку закона и алгоритм расчёта массы продуктов реакции.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт карточку: "В реакции железа с серой образуется сульфид железа(II). В реакцию вступили 28 г железа и 16 г серы. Найдите массу продукта реакции. Запишите условие, формулу закона, вычисление и ответ с единицей измерения. Сначала решает один партнёр, второй проверяет оформление, затем поменяйтесь ролями." | В парах записывают: $m(FeS)=m(Fe)+m(S)=28+16=44$ г. Проверяющий отмечает наличие формулы, вычисления и единицы измерения. Отвечают: «масса сульфида железа(II) равна 44 г». |
3 мин | Учитель разбирает решение: "Почему массы складываются? Какие вещества являются исходными, а какое — продуктом? Обратите внимание: закон не означает, что масса каждого отдельного вещества сохраняется. Сохраняется общая масса системы. Сравните решение с эталоном на экране." | Объясняют, что 28 г и 16 г — массы исходных веществ, а 44 г — масса продукта. Исправляют возможные ошибки в обозначениях и единицах. |
Эталон решения
1) Исходные вещества: железо и сера. 2) По закону сохранения массы $m(FeS)=m(Fe)+m(S)$. 3) $m(FeS)=28\ г+16\ г=44\ г$. 4) Ответ: масса сульфида железа(II) равна 44 г.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы применили закон в прямом расчёте и увидели, что важно правильно определить исходные вещества и продукт реакции. Теперь каждый выполнит задание самостоятельно, а затем проверит решение по критериям."
Этап 7. Самостоятельная работа с дифференциацией и самопроверкой (6 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание закона и умение выбирать способ применения правила.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель предлагает выбор: "Выберите карточку базового, повышающего или дополнительного уровня. Базовый уровень: при разложении 4,34 г оксида ртути(II) образовалось 4,02 г ртути, найдите массу кислорода. Повышающий уровень: медь соединяется с серой в массовом отношении 2:1; выберите верную пару масс из вариантов: 14 г и 7 г; 12 г и 9 г; 7 г и 14 г. Дополнительный уровень: объясните, почему открытая система может давать неверное впечатление о сохранении массы." | Индивидуально решают выбранную задачу. Для базового задания записывают $m(O_2)=4,34-4,02=0,32$ г. Для повышающего выбирают «14 г Cu и 7 г S» и обосновывают отношение $2:1$. Для дополнительного объясняют возможность выхода газа или поступления вещества из воздуха. |
2 мин | Учитель показывает эталон и организует самопроверку: "Поставьте плюс за правильную формулу, плюс за вычисление, плюс за единицу измерения и отдельно отметьте место затруднения. Не исправляйте молча: запишите, что именно привело к ошибке." | Сверяют решение с эталоном, ставят отметки по четырём критериям, формулируют затруднение: «ошибся в выборе действия», «забыл единицу», «не учёл закрытость системы». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, что закон можно применять и на сложение, и на вычитание, а также к отношениям масс. Осталось связать знания в единую систему и проверить, достигли ли мы цели урока."
Этап 8. Включение знаний в систему и рефлексия (3 мин)
Цель этапа: обобщить содержание урока, осознать личный результат и выявить вопросы для дальнейшей работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель возвращается к начальной ситуации: "В начале урока мы спорили о массе в закрытой колбе. Ответьте теперь полным объяснением: почему масса сохранилась? Затем заполните колонку «Узнал» в таблице «Знаю — Хочу узнать — Узнал» и покажите карточку «Светофор»." | Формулируют: «масса сохранилась, потому что система закрыта, атомы не исчезают и не возникают, а перегруппировываются». Заполняют третью колонку, показывают зелёную, жёлтую или красную карточку. |
1 мин | Учитель проводит «Билет на выход»: "На отдельной строке ответьте на два вопроса: сформулируйте закон одним предложением и запишите, какую массу найдёте из равенства $m_1+m_2=m_3$, если $m_1=12$ г, $m_2=8$ г." | Пишут: «масса исходных веществ равна массе продуктов реакции»; вычисляют $m_3=20$ г и сдают ответ при выходе. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня мы прошли путь от движения частиц до количественного закона. После сдачи билета запишите домашнее задание и выберите уровень, который позволит вам закрепить именно сегодняшнее умение."
Этап 9. Домашнее задание и итог (1 мин)
Цель этапа: дать посильное дифференцированное задание и завершить урок осмысленным итогом.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель говорит: "Запишите домашнее задание из таблицы и выберите уровень. Обязательное условие для всех — использовать формулировку закона и объяснение на уровне атомов. Перед выходом проверьте: можете ли вы ответить, что сохраняется при химической реакции и почему?" | Записывают выбранный уровень, задают уточняющие вопросы, мысленно отвечают на контрольные вопросы и сдают билет на выход. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно выполнено задание выбранного уровня, корректно сформулирован закон, записана формула, приведено вычисление с единицами измерения и дано объяснение через сохранение и перегруппировку атомов.
- «4» — правильно определены исходные вещества и продукт, но допущена одна неточность в оформлении, формулировке или единице измерения, не повлиявшая на ход решения.
- «3» — ученик воспроизводит основную формулировку закона и выполняет вычисление с помощью подсказки, но допускает одну существенную ошибку в выборе действия или объяснении.
- Ниже базового уровня — требуется дополнительная работа с различением исходных веществ и продуктов реакции и повторное решение аналогичной задачи.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о поведении атомов при химической реакции? | Проверка осознания микроскопического объяснения закона. |
Как вы сформулируете закон сохранения массы веществ одним предложением? | Выявление точности предметного результата. |
Какое действие в расчётной задаче оказалось самым сложным: определить вещества, выбрать сложение или вычитание, оформить ответ? | Выявление точки затруднения в алгоритме решения. |
Какой цвет «Светофора» вы выбираете и какая помощь нужна дальше? | Субъективная оценка освоения темы и планирование коррекции. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы установили, что при химической реакции атомы не исчезают и не возникают, а перегруппировываются, поэтому общая масса веществ сохраняется. Важно не путать сохранение общей массы с сохранением массы каждого отдельного вещества. При решении задач сначала определяйте исходные вещества и продукт, затем выбирайте сложение или вычитание. На следующем уроке мы продолжим применять закон сохранения массы при составлении уравнений химических реакций."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Повторить основные положения атомно-молекулярного учения и закон сохранения массы. Решить 3 аналогичные задачи на нахождение массы продукта или одного из исходных веществ по двум известным массам. | Закрепляет формулировку закона и алгоритм сложения или вычитания масс; при проверке обратить внимание на обозначения, вычисления и единицы измерения. |
Средний (повышающий) | Составить краткий конспект из 7–9 положений атомно-молекулярного учения и решить 2 задачи: одну на прямое применение закона, вторую на определение неизвестной массы исходного вещества. | Развивает смысловое чтение, умение выделять главное и применять закон в разных направлениях. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить письменное объяснение на 8–10 предложений: почему в закрытой системе масса сохраняется, а в открытой системе результаты опыта могут отличаться; включить историческую роль М. В. Ломоносова и А. Л. Лавуазье. | Развивает аргументацию, межпредметную связь с историей науки и понимание условий экспериментальной проверки закона. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Из каких частиц состоят вещества? Что происходит с атомами при химической реакции? Как формулируется закон сохранения массы веществ? Какая масса получится при реакции 6 г одного вещества и 9 г другого в закрытой системе?»
