初中化學“質量守恒定律”的教學及其運用

■文/鄭 口

在初中化學中，“質量守恒定律”的教學有其特殊的意義。它不僅是引導學生把研究化學的思路從定性拓展到定量的一個節點，而且是啟迪學生體會科學實驗探究方法的一面鏡子。從這一意義上來說，“質量守恒定律”的教學起著幫助學生通過實驗探究認識化學反應客觀規律的作用。

一、以實驗探究的學習方式，引導學生揭示質量守恒定律的本質

教學中，筆者首先以鐵絲、蠟燭在氧氣中燃燒的圖片展示導入新課，啟迪學生轉換角度，提出問題：反應前后各物質的質量之和會不會發生變化？從而，激起學生認知上的矛盾沖突。接著，筆者設計了幾種不同類型的反應，要求學生分小組實驗探究，比較反應前后物質總質量的關系：1.金屬與溶液反應（如，鐵與硫酸銅溶液反應）；2.液固反應生成氣體（如，大理石與稀鹽酸反應）；3.液液反應生成沉淀（如，氫氧化鈉與硫酸銅溶液的反應）。教師則針對學生在實驗中出現的種種問題進行及時地點撥，或側重于實驗原理的啟迪，或側重于操作層面的指導。這樣，學生在質疑、討論中提高了分析問題的能力，在實驗、探究的過程中加強了對質量守恒定律涵義的認識。然后，在指導學生順利完成教科書中實驗5-1的基礎上，筆者還演示了教科書中實驗5-2，促使學生的思維向縱深發展：物質在發生化學反應中，為什么反應物與生成物的質量總是相等？引導學生從化學反應中根據各種元素原子的重新組合的現實認識元素的種類沒有改變、數目沒有增減以及各元素質量守恒的道理。從而，使學生對“質量守恒”的原因產生了理性的認識。

二、通過比較的方法，引導學生從微觀的角度深入理解化學反應中質量守恒的普遍性與科學性

在化學教學中，運用比較（或類比）的方法，抓住新知識與舊知識的某些共同點，將新知識納入到舊知識的體系中去，不僅有利于學生去鞏固新知識，而且有利于開拓新思維。

如，在討論實驗5-1中提出的“天平是否仍然保持平衡”的問題時，筆者引導學生從生成物氧化鎂與反應物鎂的質量比較中，去發現生成物氧化鎂質量大于鎂條質量的道理。又從實驗5-2中的托盤天平可能出現的兩種不同情況的觀察與比較中，筆者引導學生透過現象看本質，深入探究化學反應中分子、原子的變化過程與原因，并通過比較化學反應前后原子的種類與個數，讓學生進一步認識質量守恒的普遍性與科學性。在掌握已有知識的基礎上，筆者以蠟燭在空氣中的燃燒為例，設計了兩種不同的實驗，一是在密閉容器中進行實驗，二是不在密閉容器中進行實驗，通過比較，讓學生明確定量實驗的設計必須杜絕反應系統與環境之間的物質交換的道理。教學實驗告訴我們：只有通過反復比較，才能將學生的認識引向深入；只有突出新舊知識的聯系，才能使學生形成完整的知識系統。

三、結合應用，引導學生運用“質量守恒定律”解釋生產、生活中的相關現象，拓展質量守恒定律的應用空間

在初中化學教學中，讓學生掌握質量守恒定律，不僅可以為下一步化學方程式的教學作好理論上的準備，而且有助于學生運用“定律”去解釋生產、生活中的相關現象，拓展質量守恒定律的應用空間。

如，鎂帶在空氣里燃燒，為什么生成物的質量比鎂帶大？如果用質量守恒定律去解釋，那么就會得出科學的結論。這是因為，鎂帶在空氣里燃燒，實際上是鎂與空氣中的氧氣發生了化學反應。在這一化學反應中，反應物的質量應該是鎂帶與氧氣的質量總和。由此可見，生成物的質量比鎂帶大。根據質量守恒定律，運用化學反應前后元素種類不變、各元素原子個數不變以及各元素質量守恒的原理，還可以進一步拓展質量守恒定律的應用空間：1.根據反應前各物質的總質量等于反應后各物質的總質量的原理，可以求出某一反應物或生成物的質量；2.根據反應前后元素種類不變的原理，可以確定化學反應中物質的組成；3.根據化學反應中前后各元素原子個數不變的原理，可以補全化學方程式；4.根據各元素質量的守恒原理，可以推斷出在反應前后各元素的質量比也保持不變的結論。從而，為化學方程式的計算鋪平道路。可見，“質量守恒定律”的應用范圍相當廣泛。因此，我們要注意引導學生真正掌握“質量守恒”的原理，并且在運用中變通，在變通中深化。只有如此，學生才會全面、深刻地認識質量守恒定律的內涵。

綜上所述，“質量守恒定律”的教學實際上是一種實驗探究的方法指導，是一種運用科學知識解決實際問題的實踐導航，也是一種辯證唯物主義的思想教育。