有效的教学设计是有效探究的前提——例析《质量守恒定律》教学设计

杨 明

（南京市百家湖中学 江苏 南京 211100）

一、设计思路

本课题的教学设计以生活常识的探讨来引入（发现问题）， 使课堂处于一种轻松但又能引人思考的气氛中。 学生思考后，通过作出假设、实验探究、交流讨论、得出结论等科学探究方法，设计并实施一些实验方案，如白磷燃烧前后质量的测定，铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定， 碳酸钙与盐酸反应前后质量的测定等实验， 指导学生观察、思考，使学生从自己亲身观察到的事实中，经过由此及彼、由表及里的思考，得到质量守恒这一规律。

另外， 在教学设计中还重点安排了学生对几个探究方案的讨论， 对采用的实验装置进行评价并加以改进， 使学生认识到在任何与周围环境隔绝的物质系统中，不论发生任何变化，其质量始终保持不变， 证明这条定律的实验都必须与外界隔绝，否则将失去意义。

在对质量守恒原因的教学中， 通过课件展示水电解反应中原子重新组合的过程， 使学生了解质量守恒定律的微观解释，即反应前后原子种类、数目、质量没有发生改变。 通过这种形象地分析，使学生的思维由宏观到微观， 从现象到本质深入思考，学会研究问题的科学方法。

二、教学目标

1．认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系。

2．能运用质量守恒定律解决一些相关问题。

3． 通过定量实验探究化学反应中的质量关系，体会科学探究的方法，培养学生严谨求实的科学态度。

三、教学过程

［教师导入］ 大家都知道：火柴燃烧后只剩下灰烬，而酒精燃烧后连灰烬都没有留下。难道物质从世界上真的会消失吗？

［回顾旧知］ 请同学们将我们所熟悉的两种化学反应用化学符号表示出来：

?

［提出问题］ 我们通过这两个反应式可以看出反应物、生成物及反应条件。 那么，这些化学反应前后物质的总质量是否发生了改变？是增加、减少，还是不变？ 接下来我们共同探究这一问题。

［学生猜想］ 根据你已有的知识和经验，猜想一下，物质发生化学变化前后，其总质量会不会发生变化？ 若有变化，是如何变化的？ 并说出你猜想的理由。

［实验探究］ 根据下列实验方案分组进行实验。

方案1 白磷燃烧前后质量的测定。

实验步骤： 如图1，将实验装置放在托盘天平上， 调节天平平衡，用酒精灯加热露在外面的铜丝，1－2 分钟后， 观察现象。

方案2 铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定。

实验步骤：如图（见教材）

①将几根铁钉用砂纸打磨干净，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称质量m1。 ②将铁钉放入硫酸铜溶液中，观察现象。 ③待溶液颜色不再改变时，将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放在托盘天平上称量，记录所称质量m2。

图1

方案3 碳酸钙与盐酸反应前后质量的测定。

实验步骤：如图2

图2

①在滴管里装入稀盐酸，小试管里放入大理石，锥形瓶里盛放足量澄清石灰水，放在天平上称量。

?

②再将滴管里的稀盐酸慢慢滴入试管中。

③再将装置放在天平上称量。

学生边实验边讨论，并将实验结果填写下表：

［问题讨论］

1．方案1 若用图3 装置进行实验，会有什么结果？

图3

2．方案1 的装置中，若玻璃管上没有系小气球，将会有什么结果？

3． 方案3 中的实验若在敞口的锥形瓶中进行，又会有什么结果？

［拓展探究］

请同学们用图4 所示装置探究质量守恒定律：将锥形瓶倾斜，使稀盐酸与锌粉充分接触生成氢气，待充分反应后，天平是否平衡？ 若不平衡，指针偏向何方向？ 并说出其原因。

［教师强调］质量守恒是指参加反应的反应物总质量与生成物的总质量相等，不能遗漏任一反应物或生成物，尤其是气体， 因此在实验中必须保证实验是在封闭体系下（独立体系）完成，否则天平不平衡。

［师生小结］ 质量守恒定律。

［提出问题］ 为什么“参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和”呢？你能用微粒的观点对质量守恒定律作出解释吗？

［学生探究］ 用分子、 原子的观点探究水电解的过程：

1．请写出水电解的符号表达式。

2．在反应中，分子种类、原子种类是否发生了改变？ 原子的数目、质量是否发生了改变？

3．分析该反应前后反应物与生成物质量总和守衡的原因。

［课件展示］ 水电解反应中，原子重新组合的过程。

［师生小结］ 从宏观和微观的角度小结质量守恒的原因。

［迁移与应用］ 某同学设计图5 装置探究质量守恒定律， 小试管中放入硫酸铜溶液， 烧杯内放入氢氧化钠溶液， 先称量其质量。 然后将小试管中硫酸铜溶液倒入烧杯中，待充分反应后， 仍将小试管放入烧杯中，称量装置的质量。试评价该方案是否合理？ 若不合理，如何改进？

说明：①氢氧化钠＋硫酸铜→氢氧化铜＋硫酸钠。

②氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳。

四、教学反思

新的化学课程标准将科学探究作为 “课程改革的突破口”，明确提出：“义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的重要实践活动”。在本节课运用科学探究教学模式则能较好地体现新课程的理念。 学生通过提出问题、作出猜想与假设、实验探究、交流与讨论等科学探究方法得到质量守恒定律这一规律。 学生在获得知识和技能的同时， 也亲身体验了科学探究的过程，享受到了探究的乐趣，因此学生的收获是全面的。

图4

图5

在本节课的教学中要注意拓展实验的教学功能，如用锌和盐酸反应来探究质量守恒定律时，该实验若在敞口容器中进行天平为什么不平衡？ 套上小气球为何仍不平衡？ 让学生带着这些问题去寻找实验装置的缺陷和改进方案。通过这种拓展，可以引发学生多个方向上的思考， 使学生的技能得到锻炼，思维更加缜密，更能让学生有一种探究的体验，从而扩大了实验探究的效果。

对学生学习成效的评价应侧重考察学生在探究活动中的实际表现。 如学生探究活动中表现出来的情感、态度，投入的程度大小，发现问题、提出问题、设计方案以及解决问题的能力表现，能否明晰地表达结果，和同学交流的情况如何等等。