“質量守恒定律”這一課題中設計了四個實驗,其中有兩個探究實驗:分別是在密閉容器中紅磷燃燒前后質量的測定、鐵和硫酸銅溶液反應前后質量的測定,學生通過這兩個實驗的探究得出“參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和”這一規律。很輕松、直觀地完成教材第一個環節的教學——質量守恒定律的內容。探究之后教材又給出了碳酸鈉和稀鹽酸的反應前后質量的測定、鎂帶的燃燒前后質量的測定這兩個實驗。通過測定化學反應前后的質量變化情況,使學生能夠透過不同情況下測量結果的表象,更深入地認識化學反應前后的質量關系本質。
我個人的理解是這兩個實驗都是在敞開體系中進行的,運用實驗的手段,引導學生認真觀察并分析實驗現象。這兩個實驗表面上似乎不符合質量守恒定律的原因是什么?可采取什么措施使天平平衡。我個人的理解是碳酸鈉和稀鹽酸的反應前后質量的測定這一實驗設計,是讓學生很容易分析出來,反應后有氣體生成,由于是在敞開體系中進行的,沒有稱量生成氣體的質量,所以天平不平衡了。同時學生也很容易想到如果在密閉容器中進行,反應前后的質量是平衡的。而鎂帶的燃燒前后質量的測定這一實驗的設計,從理論上來看是讓學生感知有氣體參與反應了,所以反應后的生成固體的質量應該比鎂帶的增加了。目的是讓學生知道無論是有氣體參與還是有氣體生成,氣體的質量都要考慮進去,同時也為下一步有關的這類計算獲得了感性認識。
可是在實際的實驗過程中,經過無數次的實驗演示,每次的結果都是反應后的質量比鎂帶的質量減少了。在學生沒有形成和學會分析“鎂帶燃燒后生成物的質量比鎂帶的質量增加了”這一概念時,讓學生去分析在實際操作中質量減少的原因,無疑加重了學生的負擔和增加了學習的難度。而且現在的教師教學用書上還列舉出三種情況“大于、小于、等于”,讓學生去分析原因。根據多年的教學經驗和教學實踐,給我的感覺是學生很難具備這種分析能力,使本來很直觀的問題變的復雜化。不能很好地完成這一環節的教學任務,反而增加了難度。個人認為,只有讓學生在理解并會運用質量守恒定律解釋一些現象的基礎上,再來分析這個實驗的三種情況,自然是水到渠成,教學效果會更好一些。
基于以上考慮,在進行本課教學設計時,進行了嘗試,效果顯著。把書上的“碳酸鈉和稀鹽酸的反應前后質量的測定、鎂帶的燃燒前后質量的測定”這兩個實驗改成四個實驗:實驗一,稀鹽酸與碳酸鈉粉末反應前后質量的測定(在燒杯中進行、敞口)。實驗二,稀鹽酸與碳酸鈉粉末反應前后質量的測定(在密閉體系中進行)。實驗三,蠟燭燃燒前后質量的測定。實驗四,向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳氣體反應前后質量的測定。根據學生的學情不同分組實驗,學生實驗非常成功,分析原因效果好。通過這四個實驗學生既驗證了質量守恒定律適用于一切化學反應,又加深了學生對質量守恒定律內容中“參加”“化學反應”的理解。實驗的設計有一定梯度,充分體現了注重學情,因人而異完成實驗的驗證,讓不同的學生得到鍛煉和提高。尤其是實驗四,向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳氣體反應前后質量的測定。先稱量氫氧化鈉溶液的質量(濃度大一些),在通入二氧化碳充分反應后,再稱量反應后的質量,質量增加。學生很輕松地理解了質量增加的原因,反應前氣體的質量沒有稱量,所以質量是增加的。通過練習鞏固。在這一基礎上演示鎂帶燃燒,觀察現象,實驗結果與理論分析的是否一致,可能會有幾種可能,交流探討。
總之,質量守恒定律在義務教育階段的教學中起著非常重要的作用,也因為它對學生有價值,但又同時是教師在教學中存在教學問題和困惑,所以本人在進行教學設計時對本課進行了以上嘗試和改進,課堂效果較好,使質量守恒定律的教學得以落實、發展、充實、完善和提高。
編輯 孫玲娟