創(chuàng)新是化學(xué)課堂教學(xué)永恒的魅力
——以人教社九年級上冊“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)為例

張玉彬

（深圳市福田區(qū)教研中心 廣東 深圳 518048）

創(chuàng)新是化學(xué)課堂教學(xué)永恒的魅力
——以人教社九年級上冊“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)為例

張玉彬

（深圳市福田區(qū)教研中心 廣東 深圳 518048）

廣東省深圳市初中化學(xué)教師模擬上課大賽有很多教學(xué)創(chuàng)新點。本文以《質(zhì)量守恒定律》為例，從新課導(dǎo)入、實驗教學(xué)、原因分析、微課運用、歸納和應(yīng)用幾個方面進行介紹和分析。

創(chuàng)新；實驗；質(zhì)量守恒

2015年上半年，廣東省深圳市舉行了全市初中化學(xué)教師模擬上課大賽。參賽教師來自深圳10個區(qū)和市直學(xué)校，在 《制取氧氣》、《原子的結(jié)構(gòu)》、《水的凈化》、《質(zhì)量守恒定律》、《二氧化碳和一氧化碳》五個課題中抽取一個參加比賽。廣大一線化學(xué)教師精心準(zhǔn)備、積極參與，勇于創(chuàng)新，精彩紛呈，讓觀摩學(xué)習(xí)的老師享受到課堂教學(xué)的魅力。筆者有幸擔(dān)任《質(zhì)量守恒定律》小組模擬上課的評委，對該組十一位教師模擬上課的創(chuàng)新點進行歸納分析，以期和更多的化學(xué)同仁分享。

一、新課導(dǎo)入

在學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律之前，學(xué)生是從定性的角度學(xué)習(xí)化學(xué)。本節(jié)課是初中學(xué)生第一次從定量角度研究化學(xué)變化。參賽教師用化學(xué)史、故事、實驗、微觀分析拋出問題，引發(fā)學(xué)生思維沖突，讓學(xué)生產(chǎn)生“憤”、“悱”的心理狀態(tài)，從而進入新課的學(xué)習(xí)。

1．以化學(xué)史導(dǎo)入

你知道這兩位科學(xué)家的“爭論”嗎？

1673年，英國化學(xué)家波義耳在敞口容器中加熱金屬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后質(zhì)量增加了，他認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量不相等。1774年，法國化學(xué)家拉瓦錫在密閉容器中研究氧化汞的分解和合成時，卻發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的總質(zhì)量相等（見圖1）。

教師從兩位化學(xué)家大相徑庭、迥然不同的觀點導(dǎo)入新課，讓學(xué)生重溫質(zhì)量守恒定律發(fā)現(xiàn)的歷史，引導(dǎo)學(xué)生對不同的觀點進行思考，做出判斷，并用事實來支持自己的判斷。學(xué)生在進入本課學(xué)習(xí)的同時，也感受到化學(xué)科學(xué)發(fā)展是一個逐步完善的過程。

2．以故事導(dǎo)入

圖1

神探福爾摩斯的故事：一天，神探福爾摩斯正在滋滋有味地抽著他的煙斗，房間里充滿了刺鼻的煙味（見圖2）。他的學(xué)生問道：“尊敬的先生，別人都說你很聰明，那么你能告訴我您吐出的這煙質(zhì)量有多少嗎？福爾摩斯慢條斯理地說：”這個問題很簡單，我只要稱出抽煙前煙斗和煙絲的總質(zhì)量，再減去抽完煙后煙斗和剩余煙灰的總質(zhì)量，不就是我吐出煙的質(zhì)量了嗎！”

教師提問：神探福爾摩斯的算法，我們?nèi)绾斡玫仁奖硎灸兀克乃惴ㄕ_嗎？

學(xué)生：m（煙斗）＋m（煙絲）＝m（煙斗）＋m（煙灰）＋m（煙）

寶安區(qū)新湖中學(xué)程蘭老師巧妙地將質(zhì)量守恒定律編撰在神探福爾摩斯的小故事里，制造懸念，暫時不點破福爾摩斯推理存在的問題，而是等本課接近尾聲時，再重新請學(xué)生分析，首尾呼應(yīng)。這個導(dǎo)課充滿趣味和智慧，學(xué)生在愉悅輕松的狀態(tài)下進入對質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)。

3．以小實驗導(dǎo)入

圖2

方案1：撕開一張紙，問學(xué)生是什么變化？質(zhì)量有無發(fā)生改變？再把這張紙點燃，讓其燃燒，問是什么變化？質(zhì)量有無發(fā)生改變？

方案2：點燃一張紙片，放入蒸發(fā)皿中，紙片燒完以后，觀察蒸發(fā)皿里留下什么。在另一蒸發(fā)皿里點燃約1mL酒精，火焰熄滅后，觀察蒸發(fā)皿里留下什么。教師向?qū)W生提出，化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量有什么樣的變化？

方案3：點燃一根火柴。向?qū)W生提出火柴燃燒過程中，反應(yīng)物的質(zhì)量和生成物的質(zhì)量之間存在什么關(guān)系？如何設(shè)計簡單實驗證明反應(yīng)前后質(zhì)量是否變化？

圖3

在大試管中放入一根火柴，試管塞上單孔塞，單孔塞配上導(dǎo)管和氣球 （見圖3）。加熱試管底部使火柴燃燒起來，比較反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。

實驗導(dǎo)入是化學(xué)課堂教學(xué)最常見的導(dǎo)課方法。方案1和方案2分別從兩個不同的小實驗出發(fā)，引起學(xué)生的興趣和思考，從定性研究向定量研究過渡。方案3的起點比較高，從火柴的燃燒引入課題，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生進行實驗探究設(shè)計。用火柴燃燒代替課本上紅磷燃燒實驗，去繁就簡，操作簡單、安全，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識。

還有教師用原子模型模擬水電解的微觀過程導(dǎo)入新課。引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量是否變化。若微觀情況下原子的質(zhì)量不發(fā)生變化，則宏觀情況下應(yīng)該如何？從而引導(dǎo)學(xué)生進入實驗探究。

二、實驗教學(xué)

人教社教材在本節(jié)課給出了兩個探究方案：比較紅磷在錐形瓶中燃燒前后的質(zhì)量、鐵釘和硫酸銅溶液反應(yīng)前后的質(zhì)量，兩個演示實驗：比較碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)前后的質(zhì)量、鎂條燃燒前后的質(zhì)量。參賽教師根據(jù)自己的教學(xué)需要，對以上安排做了適當(dāng)調(diào)整和補充。學(xué)生分組探究，教師大都安排了三個不同的實驗，由不同的小組完成，再進行交流、匯報。有些教師把碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)變?yōu)閷W(xué)生探究，有些教師增加了硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)實驗、碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)實驗、雙氧水分解（二氧化錳催化）實驗、銅與氧氣反應(yīng)實驗。

1．銅與氧氣反應(yīng)實驗的設(shè)計

福田外國語學(xué)校黃怡老師設(shè)計銅與氧氣反應(yīng)實驗來探究質(zhì)量守恒定律（見圖4），視角獨特，頗有新意。用一根細線將一根粗銅絲拴在鐵架臺的鐵夾或鐵圈上，盡量使銅絲兩邊平衡，用尺子量出銅絲一邊的高度，對銅絲另外一邊加熱，明顯發(fā)現(xiàn)銅絲兩邊平衡發(fā)生變化，停止加熱后再用尺子量出銅絲一邊的高度（見圖5），引導(dǎo)學(xué)生對比分析實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。為了防止加熱時銅絲發(fā)生形變以及實驗現(xiàn)象更明顯，該實驗要用比較粗的銅絲，長短要適中。該實驗構(gòu)思巧妙，簡單易行，避免了質(zhì)量微小變化，托盤天平測試不明顯的缺陷，從另外的渠道探究化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量的變化，拓寬了學(xué)生的探究思路，對教學(xué)是一個非常好的導(dǎo)向。

圖4

圖5

2．引導(dǎo)學(xué)生對碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)實驗的改進

碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)在開放系統(tǒng)中進行，稱量反應(yīng)前后的質(zhì)量，發(fā)生變化。教師實時提出此實驗是否不遵循質(zhì)量守恒定律，引發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計在密閉系統(tǒng)進行碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)實驗，并對不同的設(shè)計方案進行比較。這個教學(xué)點是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的一個絕佳教學(xué)素材。如下圖，是部分教師引導(dǎo)學(xué)生對碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)實驗的改進。圖6是小試管中碳酸鈉倒入錐形瓶后，塞上橡皮塞；圖7是將碳酸鈉用漏斗放入氣球中，將氣球套在錐形瓶中；圖8是碳酸鈉放在錐形瓶中，用注射器注入鹽酸；圖9是將碳酸鈉放入小試管中，用一根細線系住，反應(yīng)前捏癟盛有鹽酸的礦泉水瓶，扭緊蓋子，反應(yīng)后，礦泉水瓶自然復(fù)原。

圖6

圖7

圖8

圖9

三、原因分析

本節(jié)課教學(xué)是通過師生共同對實驗現(xiàn)象和原因的分析得出質(zhì)量守恒定律。為了更清晰地對化學(xué)反應(yīng)微觀粒子變化進行分析，參賽教師采取了粒子模型、多媒體動畫、游戲建模等形式，讓學(xué)生直觀感受，更好地認(rèn)識微觀世界，從而認(rèn)識質(zhì)量守恒定律的實質(zhì)。

1．模型拼裝

深圳實驗學(xué)校吳佳君老師在這個環(huán)節(jié)，設(shè)計了一個電解水球棍模型拼裝比賽。組織學(xué)生分組拆開水分子，重新組裝成氫分子和氧分子，比較拼裝模型前后的總質(zhì)量。讓學(xué)生在活動中體驗化學(xué)反應(yīng)前后，原子、分子以及質(zhì)量的變化。另外一位教師采用紙片模型在黑板上粘貼展示電解水的過程，還有一位教師讓學(xué)生畫出電解水過程的微觀變化圖，也非常形象直觀。相對來說，學(xué)生親自參與、體驗，感受會更加深刻。

2．多媒體動畫

大多數(shù)教師將水的電解過程用多媒體動畫的形式向?qū)W生展示（如圖10），“化學(xué)變化中分子被破壞，原子重新組合成其它物質(zhì)的分子”，效果逼真，視聽并用，微觀粒子變化可視化。個別教師在展示電解水的基礎(chǔ)上，又用多媒體展示了碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳的動畫課件，進一步說明化學(xué)反應(yīng)中分子、原子的變化情況。

圖10

3．游戲建模

寶安區(qū)海灣中學(xué)趙爽老師在探究質(zhì)量守恒定律成立的原因時，設(shè)計了“游戲建?！杯h(huán)節(jié)。在講臺上放一些一元、五角、一角硬幣，按面值分成三堆，現(xiàn)在將它們打亂，隨即分成三堆，每一堆的硬幣數(shù)量變了，硬幣總數(shù)變了嗎？總面值變了嗎？引導(dǎo)學(xué)生類比化學(xué)反應(yīng)：不同面值的硬幣代表不同的原子，打亂重組就是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。將抽象難懂的微觀原子變成學(xué)生熟悉的硬幣，學(xué)生輕易知道即使重新打亂，硬幣總數(shù)和總面值不變，從而建立起質(zhì)量守恒定律微觀本質(zhì)模型，突破本節(jié)課的難點。

四、微課運用

除了用多媒體動畫的微課形式展示化學(xué)反應(yīng)的微觀變化過程以外，有些教師還利用微課對探究實驗進行補充。由于課堂教學(xué)時間有限，很難做到每個實驗都讓每個學(xué)生親自進行操作。大多數(shù)教師是采用分組形式，每個小組做不同的實驗，然后進行交流、匯報。這時，采用微課的形式予以有效補充，也是很有意義的。碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)實驗在開放的環(huán)境下，由教師或?qū)W生進行實驗，發(fā)現(xiàn)前后質(zhì)量不同，教師引導(dǎo)學(xué)生分析原因，找出改進方法。如果這時再進行實驗，時間已經(jīng)不允許了。教師利用事先準(zhǔn)備好的視頻播放，就解決了教學(xué)時間不夠的問題。

五、歸納、應(yīng)用

大多數(shù)教師在模擬上課中都注意了引導(dǎo)學(xué)生去歸納本節(jié)課的重點和難點。在質(zhì)量守恒定律中，強調(diào)容易被學(xué)生忽視的三個關(guān)鍵詞 “化學(xué)變化”、“參加與生成”、“質(zhì)量總和”，教師用著重號標(biāo)明，并從宏觀和微觀兩個角度來歸納質(zhì)量守恒定律：“五個不變，兩個一定改變，一個可能改變”，即在宏觀上，反應(yīng)物和生成物的總質(zhì)量不變、元素的種類不變，物質(zhì)的種類一定改變；在微觀上，原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量不變，分子的種類一定改變，分子總數(shù)可能改變。

化學(xué)來源于生活，化學(xué)教學(xué)應(yīng)回歸于生活。參賽教師都設(shè)計了學(xué)以致用環(huán)節(jié)，請同學(xué)們在學(xué)習(xí)完質(zhì)量守恒定律后，來分析“點石成金”、“水變汽油”、蠟燭燃燒和鐵生銹等，來加深對質(zhì)量守恒定律的進一步理解和掌握，體現(xiàn)化學(xué)與生活的聯(lián)系和學(xué)習(xí)化學(xué)的價值。

我們?nèi)諒?fù)一日的化學(xué)課堂教學(xué)能否對學(xué)生具有吸引力和展現(xiàn)出化學(xué)的魅力，關(guān)鍵是化學(xué)教師是否能挖掘出教學(xué)內(nèi)容所蘊含的深層次東西，我們以一種什么樣的形式展現(xiàn)給學(xué)生，我們以一種什么樣的形式引導(dǎo)學(xué)生進入學(xué)習(xí)，讓我們的教學(xué)富有新意。惟有不斷學(xué)習(xí)和思考，不斷改進和創(chuàng)新，我們的化學(xué)課堂才能永遠煥發(fā)勃勃生機和活力。

1008-0546（2015）08-0051-03

G633．8

B

10.3969／j．issn．1008－0546．2015．08．020