《質(zhì)量守恒定律》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新

《質(zhì)量守恒定律》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新《質(zhì)量守恒定律》是初中化學(xué)的重要定律，也是學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的重要基石。有關(guān)質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)是學(xué)生接觸的第一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)，所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生切身體驗(yàn)質(zhì)量守恒定律，是學(xué)好本課題的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)并做好關(guān)于質(zhì)量守恒定律的探究實(shí)驗(yàn)也是十分重要的。本文將初中化學(xué)教材中的《質(zhì)量守恒定律》為教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，與大家共勉。教材實(shí)驗(yàn)分析在滬教版教材第四章第二節(jié)中，關(guān)于質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容共設(shè)計(jì)了下面幾個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，我先談一下對(duì)這些實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)：（實(shí)驗(yàn)一）——“白磷燃燒”實(shí)驗(yàn)。藥品白磷是一種有毒的物質(zhì)，不宜讓初學(xué)的學(xué)生操作，燃燒需要點(diǎn)燃，點(diǎn)燃操作存在兩方面不足，直接加熱錐形瓶，掌握不好時(shí)間錐形瓶會(huì)發(fā)生破裂，若用玻璃導(dǎo)管加熱也不易掌握加熱的程度；若不連接氣球，又易造成橡膠塞被沖開(kāi)，使實(shí)驗(yàn)失敗。（實(shí)驗(yàn)二）——實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生操作要十分熟練，否則氣體容易散逸，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)論不準(zhǔn)。（實(shí)驗(yàn)三）——?dú)溲趸c和硫酸銅溶液反應(yīng)。反應(yīng)比較快，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)物中有藍(lán)色沉淀生成，視覺(jué)沖擊力較強(qiáng)。但學(xué)生對(duì)此類反應(yīng)不是太熟悉。在人教版教材中，共設(shè)計(jì)了兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，在實(shí)踐的過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)這兩則實(shí)驗(yàn)存在著不全面和不方便之處。我先談一下對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)：（實(shí)驗(yàn)一）——“白磷燃燒”實(shí)驗(yàn)。藥品白磷是一種有毒的物質(zhì)，不宜讓初學(xué)的學(xué)生操作，燃燒需要點(diǎn)燃，點(diǎn)燃操作存在兩方面不足，直接加熱錐形瓶，掌握不好時(shí)間錐形瓶會(huì)發(fā)生破裂，若用玻璃導(dǎo)管加熱也不易掌握加熱的程度；若不連接氣球，又易造成橡膠塞被沖開(kāi)，使實(shí)驗(yàn)失敗。（實(shí)驗(yàn)二）——鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)。此反應(yīng)的速度較慢，用時(shí)較長(zhǎng)，效果不夠理想，視覺(jué)沖擊力不強(qiáng)。針對(duì)以上問(wèn)題，我在教授此課題時(shí)在挖掘教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，在授課時(shí)大膽采用讓學(xué)生以小組為單位自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的方法，目的是開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性。讓學(xué)生感受到探究的樂(lè)趣?，F(xiàn)將我的設(shè)計(jì)思路和具體操作有各位同仁探究交流，以彌補(bǔ)不足。我先提前布置作業(yè)讓學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，由于是初次實(shí)踐我提前一個(gè)星期布置作業(yè)。學(xué)生設(shè)計(jì)的方案出來(lái)后使我大吃一驚，不但把已學(xué)的知識(shí)用到，還拓展到生活中的很多方面。把學(xué)生的方案我們有共同完善后，課堂中效果出來(lái)了。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)非常認(rèn)真積極，實(shí)驗(yàn)結(jié)論很豐滿，把我要在課堂上講授的實(shí)驗(yàn)中的一些注意事項(xiàng)都體現(xiàn)出來(lái)了。例如，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的裝置密封與否導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)論的的差異性。有次我直接引導(dǎo)學(xué)生分析波義爾與拉瓦錫實(shí)驗(yàn)中的不同之處。然后我又用視頻的模式進(jìn)一步加深學(xué)生的理解，此時(shí)，《質(zhì)量守恒定律》的內(nèi)容自然就脫穎而出了在此基礎(chǔ)上我還設(shè)計(jì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：一是利用一套簡(jiǎn)單的儀器，分別盛放不同的溶液，又便于稱量其質(zhì)量。然后通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，讓兩者混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后仍可方便稱量總質(zhì)量。于是在生活中有意識(shí)的搜集符合此要求的生活用品，后來(lái)想到了注射器可以吸收一定體積的溶液，關(guān)鍵是怎樣將兩者連接起來(lái)?輸液時(shí)受到了啟發(fā)，輸液器中的“墨菲式”滴管可以將兩種溶液混合在一起。經(jīng)過(guò)一番湊集整理便形成了方案一的一套裝置。經(jīng)過(guò)實(shí)踐確實(shí)簡(jiǎn)單、安全、方便、直觀并且效果很好，積極調(diào)動(dòng)了學(xué)生廢物利用的熱情?，F(xiàn)將方案一中的用品、裝置示意圖、操作步驟、優(yōu)點(diǎn)等幾方面陳述如下：（方案）用品：去掉針頭的注射器（5ml）兩個(gè)，帶“墨菲式”滴管的輸液器一段，托盤(pán)天平。藥品：氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液操作步驟：①用兩支注射器分別吸取1ml氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液，然后分別與輸液管的兩端連接好。②稱量反應(yīng)前的整個(gè)裝置及藥品的質(zhì)量并記錄。③將注射器中的藥品慢慢地滴入滴管中，使兩者混合反應(yīng)（學(xué)生觀察現(xiàn)象并記錄）④稱量反應(yīng)后的整個(gè)裝置及藥品的質(zhì)量，記錄。優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)象明顯、直觀性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、成功率高，同時(shí)藥劑用量較少，節(jié)約藥品，且無(wú)污染。本實(shí)驗(yàn)也可用氫氧化鈉溶液與氯化鐵溶液反應(yīng)，學(xué)生通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)，可以很容易的理解反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。二是對(duì)于有氣體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵在于采用怎樣的裝置能讓學(xué)生直觀地觀察到確實(shí)有氣體產(chǎn)生，但在觀察氣體產(chǎn)生的過(guò)程中，能夠不擴(kuò)散到外界環(huán)境中（即密閉容器），保持總質(zhì)量不變。而在需要時(shí)又能將氣體順利排出，使質(zhì)量減少。從而證明有氣體生成的反應(yīng)也遵守質(zhì)量守恒定律。我看見(jiàn)一些小孩玩口噴時(shí)受到了啟發(fā)，盛液體的透明包裝瓶，一按壓瓶蓋液體便沿著導(dǎo)管流出，并且氣密性良好。于是我找到了一個(gè)用完的口噴瓶，把里面的長(zhǎng)導(dǎo)管剪去3/4，使其只留下一小段，以便于氣體的排出。（方案）用品：剪去3/4導(dǎo)管的透明口噴小塑料瓶，托盤(pán)天平藥品：石灰石、稀鹽酸操作步驟：①在瓶中倒入5ml稀鹽酸②在托盤(pán)天平上稱量2小粒石灰石和盛有稀鹽酸的塑料瓶的總質(zhì)量，并記錄③快速將石灰石放入塑料瓶中，并立即擰緊瓶蓋。（學(xué)生感知反應(yīng)前瓶子的硬度）④讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，過(guò)一段時(shí)間瓶子內(nèi)充滿二氧化碳?xì)怏w再感知瓶子的硬度。⑤再放到天平上稱量，此時(shí)說(shuō)明發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氣體時(shí)，反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，遵守質(zhì)量守恒定律。⑥從天平上拿下塑料瓶，用手按壓瓶蓋，（聽(tīng)到“嗤”的聲音，同時(shí)瓶子變軟）再放到天平上稱量，記錄?？芍貜?fù)此操作，質(zhì)量會(huì)逐漸減少。這時(shí)，天平指針偏向右邊，說(shuō)明質(zhì)量減少了，是因?yàn)闅怏w被排出，減少的質(zhì)量即是氣體的質(zhì)量，學(xué)生能夠理解質(zhì)量減少是由于氣體被排出了。優(yōu)點(diǎn)：直觀性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便。此實(shí)驗(yàn)“一舉兩得”，不僅可以證明發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，雖然物質(zhì)的種類發(fā)生了改變，生成了新物質(zhì)，但物質(zhì)的總質(zhì)量不變，即遵守質(zhì)量守恒定律。通過(guò)分析按壓瓶蓋后質(zhì)量變少的原因，讓學(xué)生進(jìn)一步理解驗(yàn)證有氣體參加或生成的反應(yīng)的質(zhì)量是否守恒時(shí)，應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行。由此可以理解在燒杯中進(jìn)行碳酸鈣溶液與稀鹽酸的實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)后質(zhì)量為何減少，若化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)不符合質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，肯定是有原因的，可能未收集全所有的生成物。任何一項(xiàng)定律或理論的得出都是科學(xué)家不斷探索得出的，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。此裝置也可用于生活中制取少量的氣體。設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)的目的在于激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，使學(xué)生感受到生活處處有化學(xué)。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性。通過(guò)發(fā)現(xiàn)、搜集、改裝，甚至創(chuàng)造化學(xué)實(shí)驗(yàn)用品的過(guò)程可以訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)，形成節(jié)約資源的習(xí)慣，樹(shù)立“身邊處處有化學(xué)”的意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生養(yǎng)成利用生活中的物品研究化學(xué)知識(shí)的習(xí)慣?？傊瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏屆恳粋€(gè)學(xué)生以輕松愉快的心情去認(rèn)識(shí)多姿多彩、與人類息息相關(guān)的化學(xué)，積極探究化學(xué)的奧秘，形成持續(xù)的化學(xué)興趣，增強(qiáng)學(xué)好化學(xué)的自信心；也能讓每一個(gè)學(xué)生得到平等的學(xué)習(xí)動(dòng)手的機(jī)會(huì)，逐步學(xué)會(huì)分析和解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題；更能讓每一個(gè)學(xué)