初中化学“质量守恒定律”的教学及其运用

■文/郑 口

在初中化学中，“质量守恒定律”的教学有其特殊的意义。它不仅是引导学生把研究化学的思路从定性拓展到定量的一个节点，而且是启迪学生体会科学实验探究方法的一面镜子。从这一意义上来说，“质量守恒定律”的教学起着帮助学生通过实验探究认识化学反应客观规律的作用。

一、以实验探究的学习方式，引导学生揭示质量守恒定律的本质

教学中，笔者首先以铁丝、蜡烛在氧气中燃烧的图片展示导入新课，启迪学生转换角度，提出问题：反应前后各物质的质量之和会不会发生变化？从而，激起学生认知上的矛盾冲突。接着，笔者设计了几种不同类型的反应，要求学生分小组实验探究，比较反应前后物质总质量的关系：1.金属与溶液反应（如，铁与硫酸铜溶液反应）；2.液固反应生成气体（如，大理石与稀盐酸反应）；3.液液反应生成沉淀（如，氢氧化钠与硫酸铜溶液的反应）。教师则针对学生在实验中出现的种种问题进行及时地点拨，或侧重于实验原理的启迪，或侧重于操作层面的指导。这样，学生在质疑、讨论中提高了分析问题的能力，在实验、探究的过程中加强了对质量守恒定律涵义的认识。然后，在指导学生顺利完成教科书中实验5-1的基础上，笔者还演示了教科书中实验5-2，促使学生的思维向纵深发展：物质在发生化学反应中，为什么反应物与生成物的质量总是相等？引导学生从化学反应中根据各种元素原子的重新组合的现实认识元素的种类没有改变、数目没有增减以及各元素质量守恒的道理。从而，使学生对“质量守恒”的原因产生了理性的认识。

二、通过比较的方法，引导学生从微观的角度深入理解化学反应中质量守恒的普遍性与科学性

在化学教学中，运用比较（或类比）的方法，抓住新知识与旧知识的某些共同点，将新知识纳入到旧知识的体系中去，不仅有利于学生去巩固新知识，而且有利于开拓新思维。

如，在讨论实验5-1中提出的“天平是否仍然保持平衡”的问题时，笔者引导学生从生成物氧化镁与反应物镁的质量比较中，去发现生成物氧化镁质量大于镁条质量的道理。又从实验5-2中的托盘天平可能出现的两种不同情况的观察与比较中，笔者引导学生透过现象看本质，深入探究化学反应中分子、原子的变化过程与原因，并通过比较化学反应前后原子的种类与个数，让学生进一步认识质量守恒的普遍性与科学性。在掌握已有知识的基础上，笔者以蜡烛在空气中的燃烧为例，设计了两种不同的实验，一是在密闭容器中进行实验，二是不在密闭容器中进行实验，通过比较，让学生明确定量实验的设计必须杜绝反应系统与环境之间的物质交换的道理。教学实验告诉我们：只有通过反复比较，才能将学生的认识引向深入；只有突出新旧知识的联系，才能使学生形成完整的知识系统。

三、结合应用，引导学生运用“质量守恒定律”解释生产、生活中的相关现象，拓展质量守恒定律的应用空间

在初中化学教学中，让学生掌握质量守恒定律，不仅可以为下一步化学方程式的教学作好理论上的准备，而且有助于学生运用“定律”去解释生产、生活中的相关现象，拓展质量守恒定律的应用空间。

如，镁带在空气里燃烧，为什么生成物的质量比镁带大？如果用质量守恒定律去解释，那么就会得出科学的结论。这是因为，镁带在空气里燃烧，实际上是镁与空气中的氧气发生了化学反应。在这一化学反应中，反应物的质量应该是镁带与氧气的质量总和。由此可见，生成物的质量比镁带大。根据质量守恒定律，运用化学反应前后元素种类不变、各元素原子个数不变以及各元素质量守恒的原理，还可以进一步拓展质量守恒定律的应用空间：1.根据反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量的原理，可以求出某一反应物或生成物的质量；2.根据反应前后元素种类不变的原理，可以确定化学反应中物质的组成；3.根据化学反应中前后各元素原子个数不变的原理，可以补全化学方程式；4.根据各元素质量的守恒原理，可以推断出在反应前后各元素的质量比也保持不变的结论。从而，为化学方程式的计算铺平道路。可见，“质量守恒定律”的应用范围相当广泛。因此，我们要注意引导学生真正掌握“质量守恒”的原理，并且在运用中变通，在变通中深化。只有如此，学生才会全面、深刻地认识质量守恒定律的内涵。

综上所述，“质量守恒定律”的教学实际上是一种实验探究的方法指导，是一种运用科学知识解决实际问题的实践导航，也是一种辩证唯物主义的思想教育。