創新是化學課堂教學永恒的魅力
——以人教社九年級上冊“質量守恒定律”教學為例

張玉彬

（深圳市福田區教研中心 廣東 深圳 518048）

創新是化學課堂教學永恒的魅力
——以人教社九年級上冊“質量守恒定律”教學為例

張玉彬

（深圳市福田區教研中心 廣東 深圳 518048）

廣東省深圳市初中化學教師模擬上課大賽有很多教學創新點。本文以《質量守恒定律》為例，從新課導入、實驗教學、原因分析、微課運用、歸納和應用幾個方面進行介紹和分析。

創新；實驗；質量守恒

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

一、新課導入

在學生學習質量守恒定律之前，學生是從定性的角度學習化學。本節課是初中學生第一次從定量角度研究化學變化。參賽教師用化學史、故事、實驗、微觀分析拋出問題，引發學生思維沖突，讓學生產生“憤”、“悱”的心理狀態，從而進入新課的學習。

1．以化學史導入

你知道這兩位科學家的“爭論”嗎？

1673年，英國化學家波義耳在敞口容器中加熱金屬，結果發現反應后質量增加了，他認為化學反應前后物質總質量不相等。1774年，法國化學家拉瓦錫在密閉容器中研究氧化汞的分解和合成時，卻發現化學反應前后各物質的總質量相等（見圖1）。

教師從兩位化學家大相徑庭、迥然不同的觀點導入新課，讓學生重溫質量守恒定律發現的歷史，引導學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。學生在進入本課學習的同時，也感受到化學科學發展是一個逐步完善的過程。

2．以故事導入

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量，再減去抽完煙后煙斗和剩余煙灰的總質量，不就是我吐出煙的質量了嗎！”

教師提問：神探福爾摩斯的算法，我們如何用等式表示呢？他的算法正確嗎？

學生：m（煙斗）＋m（煙絲）＝m（煙斗）＋m（煙灰）＋m（煙）

寶安區新湖中學程蘭老師巧妙地將質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，再重新請學生分析，首尾呼應。這個導課充滿趣味和智慧，學生在愉悅輕松的狀態下進入對質量守恒定律的學習。

3．以小實驗導入

圖2

方案1：撕開一張紙，問學生是什么變化？質量有無發生改變？再把這張紙點燃，讓其燃燒，問是什么變化？質量有無發生改變？

方案2：點燃一張紙片，放入蒸發皿中，紙片燒完以后，觀察蒸發皿里留下什么。在另一蒸發皿里點燃約1mL酒精，火焰熄滅后，觀察蒸發皿里留下什么。教師向學生提出，化學反應前后物質的質量有什么樣的變化？

方案3：點燃一根火柴。向學生提出火柴燃燒過程中，反應物的質量和生成物的質量之間存在什么關系？如何設計簡單實驗證明反應前后質量是否變化？

圖3

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

實驗導入是化學課堂教學最常見的導課方法。方案1和方案2分別從兩個不同的小實驗出發，引起學生的興趣和思考，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，激發學生的探究欲望，引導學生進行實驗探究設計。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，培養了學生創新意識。

還有教師用原子模型模擬水電解的微觀過程導入新課。引導學生思考化學反應前后原子的種類、數目、質量是否變化。若微觀情況下原子的質量不發生變化，則宏觀情況下應該如何？從而引導學生進入實驗探究。

二、實驗教學

人教社教材在本節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量、鐵釘和硫酸銅溶液反應前后的質量，兩個演示實驗：比較碳酸鈉和鹽酸反應前后的質量、鎂條燃燒前后的質量。參賽教師根據自己的教學需要，對以上安排做了適當調整和補充。學生分組探究，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變為學生探究，有些教師增加了硫酸銅和氫氧化鈉反應實驗、碳酸鈣和鹽酸反應實驗、雙氧水分解（二氧化錳催化）實驗、銅與氧氣反應實驗。

1．銅與氧氣反應實驗的設計

福田外國語學校黃怡老師設計銅與氧氣反應實驗來探究質量守恒定律（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，明顯發現銅絲兩邊平衡發生變化，停止加熱后再用尺子量出銅絲一邊的高度（見圖5），引導學生對比分析實驗現象產生的原因。為了防止加熱時銅絲發生形變以及實驗現象更明顯，該實驗要用比較粗的銅絲，長短要適中。該實驗構思巧妙，簡單易行，避免了質量微小變化，托盤天平測試不明顯的缺陷，從另外的渠道探究化學反應前后質量的變化，拓寬了學生的探究思路，對教學是一個非常好的導向。

圖4

圖5

2．引導學生對碳酸鈉和鹽酸反應實驗的改進

碳酸鈉和鹽酸反應在開放系統中進行，稱量反應前后的質量，發生變化。教師實時提出此實驗是否不遵循質量守恒定律，引發學生思考，引導學生設計在密閉系統進行碳酸鈉和鹽酸反應實驗，并對不同的設計方案進行比較。這個教學點是培養學生發散思維和創新能力的一個絕佳教學素材。如下圖，是部分教師引導學生對碳酸鈉和鹽酸反應實驗的改進。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，反應前捏癟盛有鹽酸的礦泉水瓶，扭緊蓋子，反應后，礦泉水瓶自然復原。

圖6

圖7

圖8

圖9

三、原因分析

本節課教學是通過師生共同對實驗現象和原因的分析得出質量守恒定律。為了更清晰地對化學反應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，讓學生直觀感受，更好地認識微觀世界，從而認識質量守恒定律的實質。

1．模型拼裝

深圳實驗學校吳佳君老師在這個環節，設計了一個電解水球棍模型拼裝比賽。組織學生分組拆開水分子，重新組裝成氫分子和氧分子，比較拼裝模型前后的總質量。讓學生在活動中體驗化學反應前后，原子、分子以及質量的變化。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，學生親自參與、體驗，感受會更加深刻。

2．多媒體動畫

大多數教師將水的電解過程用多媒體動畫的形式向學生展示（如圖10），“化學變化中分子被破壞，原子重新組合成其它物質的分子”，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，進一步說明化學反應中分子、原子的變化情況。

圖10

3．游戲建模

寶安區海灣中學趙爽老師在探究質量守恒定律成立的原因時，設計了“游戲建模”環節。在講臺上放一些一元、五角、一角硬幣，按面值分成三堆，現在將它們打亂，隨即分成三堆，每一堆的硬幣數量變了，硬幣總數變了嗎？總面值變了嗎？引導學生類比化學反應：不同面值的硬幣代表不同的原子，打亂重組就是發生了化學反應。將抽象難懂的微觀原子變成學生熟悉的硬幣，學生輕易知道即使重新打亂，硬幣總數和總面值不變，從而建立起質量守恒定律微觀本質模型，突破本節課的難點。

四、微課運用

除了用多媒體動畫的微課形式展示化學反應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。由于課堂教學時間有限，很難做到每個實驗都讓每個學生親自進行操作。大多數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。碳酸鈉和鹽酸反應實驗在開放的環境下，由教師或學生進行實驗，發現前后質量不同，教師引導學生分析原因，找出改進方法。如果這時再進行實驗，時間已經不允許了。教師利用事先準備好的視頻播放，就解決了教學時間不夠的問題。

五、歸納、應用

大多數教師在模擬上課中都注意了引導學生去歸納本節課的重點和難點。在質量守恒定律中，強調容易被學生忽視的三個關鍵詞 “化學變化”、“參加與生成”、“質量總和”，教師用著重號標明，并從宏觀和微觀兩個角度來歸納質量守恒定律：“五個不變，兩個一定改變，一個可能改變”，即在宏觀上，反應物和生成物的總質量不變、元素的種類不變，物質的種類一定改變；在微觀上，原子的種類、數目、質量不變，分子的種類一定改變，分子總數可能改變。

化學來源于生活，化學教學應回歸于生活。參賽教師都設計了學以致用環節，請同學們在學習完質量守恒定律后，來分析“點石成金”、“水變汽油”、蠟燭燃燒和鐵生銹等，來加深對質量守恒定律的進一步理解和掌握，體現化學與生活的聯系和學習化學的價值。

我們日復一日的化學課堂教學能否對學生具有吸引力和展現出化學的魅力，關鍵是化學教師是否能挖掘出教學內容所蘊含的深層次東西，我們以一種什么樣的形式展現給學生，我們以一種什么樣的形式引導學生進入學習，讓我們的教學富有新意。惟有不斷學習和思考，不斷改進和創新，我們的化學課堂才能永遠煥發勃勃生機和活力。

1008-0546（2015）08-0051-03

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10.3969／j．issn．1008－0546．2015．08．020