“质量守恒定律”教学案例分析.doc

“质量守恒定律”教学案例分析 武汉东湖开发区花山中学 舒雪晴问题的产生：教材中教学内容的呈现是遵循从具体到抽象的顺序，先宏观实验，后微观解释。在教学实践中，教师们也认为“先具体后抽象”的过程符合初中学生的认知规律 ，而“先抽象后具体”的过程会使学生感到困难，不易理解。仔细研读了 “中学化学课程标准”其中对化学课程定位描述是 “通过对化学问题的科学探究活动，帮助中学生了解科学 、科学过程以及科学、技术与社会的联系 ，学习应用化学知识和方法解决实际问题 ，提高科学技术素养”。这说明新课程要求教师关注 “科学探究活动”，以帮助学生形成“科学素养”。而以往教师更关注“知识目标”。结合现在科学研究的趋势，现在的科学研究不再是想到什么就马上做实验的时代，在找准研究课题之后，还有很多事情要做，查找同课题的相关研究进程，以及相应的知识背景等等。那么做为中学生，在有相关的知识储备的同时，为什么不能先从已经掌握的微观解释后宏观实验呢？下面我试着通过对不同教学过程的对比分析，解读教材“质量守恒定律”的科学探究过程。 1 假设要有一定的根据 按照习惯上课的教学过程 ： 师：物质发生化学变化的前后 ，总质量是否发生改变?你认为有几种可能? 生：有三种可能。不变；增加；减少。这是一种没有根据、不讲究逻辑的、随机的猜测就如日常生活中，大人两只手分别握成拳头，让孩子猜猜哪只手里有糖，可能在右手 ，也可能在左手。 对此稍作加工的另一种教学过程： 师：点燃蜡烛，讲讲你说知道的关于蜡烛的十个方面的认识！我们前面主要从物质变化的角度研究了化学反应，那么，化学反应后物质的总质量是否发生改变呢? 同时演示蜡烛燃烧质量变化的实验。配上“蜡烛燃烧，铁钉生锈，木材燃烧”等图片。 生1：总质量会减少。比如说，蜡烛在空气中燃烧，什么都没有了，蜡烛燃烧发生了化学变化所以化学反应后物质的总质量减少了。 生2：总质量会增加。比如说，铁钉让它生锈后，好像比原来重了。 生3：木材燃烧后变成质量很轻的灰烬。所以化学反应后物质的总质量减少了。 生4：质量可能不变。师 ：好!同学们的思维很敏捷，思路也很开阔，想法不太一致，下面请大家根据课桌上的仪器与药品，自己设计实验方案。 根据典型图片的引导，加上学生的自我观察或日常经验，学生提出了三种假设，而且表述得有理有据。此过程中，学生提出的假设具有了一定的“经验证据”。在教学过程中。教师应有意识引导学生养成这种 “有证据的猜测”的习惯。提出几种有矛盾冲突的假设后 ，教学过程自然进入“设计实验，验证假设”阶段，但学生后续的设计实验五花八门，常常无法高效完成。老师抱怨 “一让学生自己设计，他们就乱做，成功率太低”。为什么呢?如果教师细细品味学生 “有理有据”的表述过程不难发现学生对 “质量变化”的认知思路：以某单一物质反应前 的质量为基准。判断反应后的质量变化。 (如以 “蜡烛”、 “铁钉”、 “木材”的质量为基准)。学生一开始不可能从 “质量总和”的角度去思考反应前后物质的质量关系，因此，学生不能明确地形成 “质量守恒 ”的假设 。由于假设与科学探究活动的设计有着重要关系 ，清晰的假设对后续实验的设计和观测成功有着重要意义。学生没有清晰假设的指导，高效的 “质量守恒”实验设计就无从人手。 按照我上课的教学过程 ：请学生以电解水为例复习物质的微观构成。 请学生阅读教材水分解的微观图示。 请学生解说微观图示。 请学生动手模拟微观过程。 请学生回答问题：化学变化前后元素种类、原子个数、原子质量是否变化 。 请学生从微观本质思考：物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变? 生：化学反应前后物质总质量应该相等。 教师通过复习物质微观构成 ，引导学生进行看图。说图。动手模拟图示等活动 ；学生在这些活动的经历中，在“拆拆 、合合 、讲讲”的过程中，自然建构出新知识 ：化学反应的本质是原子重组。在此新理论的指导下 ，在充分的活动中，学生才能推理出“反应前后总质量守恒”。此“质量守恒”的提出过程中，学生依据了一定的理论基础和活动经验 ，是符合逻辑的提出，而不是随意的猜测。这种以活动为基础提出假设的过程 ，容易促使学生进入奥苏贝尔所称的“有意义的学习”状态。 2 实验设计需要假设的指导 按照习惯的教学过程 ： 师 ：讲述实验内容及实验步骤 (或学生阅读教材)。 教师演示 ：“白磷燃烧前后质量的测定实验” 学生实验 ：“氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应前后质量的测定” 生 ：按照实验步骤 ，分组实验 ，观察天平是否平衡。 学生实验的共同结果是反应前后质量不变。 此 “先教师演示 ，后学生实验”的教学过程基本上就是“照单抓药 ”，实验操作性强，便于教师掌控。学生实验过程中就是在调节天平平衡上花费些时间 ，其他实验环节都很顺畅。但整个实验过程 中。学生的思维不会有较多的变化 。 按照新的教学过程 ： 阅读学案上NaOH溶液和CuSO4溶液的反应原理。 提问：此反应的反应物是什么?生成物是什么? 根据前面化学变化的微观分析，此反应前后物质质量如何变化 ? 请在书上写出你的假设 ：(请学生汇报交流。) 如何根据给定仪器及药品设计实验来验证你的假设? 分组实验、交流。分析此 “先提 出假设 ，后实验探究”的教学过程 ，我们发现根据充分的 “看图示 、说过程 、拆分子”的活动 。根据 “原子重组”的理论 ，学生能理解 ：以各物质质量总和为基准 ，判断化学反应前后物质质 量变化 ，总质量守恒 。结合 具体 的化学反应 ，学生把 “总质量守恒”用具体的物质质量关系表述出来。这种清晰的 “总质量守恒”假设为学生后续实验探究提供 了方向，学生需要 自主思考选择什么实验仪器 ，需要收集什么证据来体现 出 “总质量”。在这个过程 中 ，学生有自我思维的空间 ，有自主选择和决策的机会。 3 探究的关键在于学生的自主发现 按照习惯的教学过程是 ： 提出问题实验证明归纳定律微观说明。 在此过程 中 ，学生关注的是 “反应后 ，天平还保持平衡吗?”。学生在关注结果的过程中，一般不会去主动思考 “为什么是这样的装置?”、 “为什么只需称量两次?”等问题。虽然教材上的实验过程中有“整体称量 ”的思维方法，但由于学生对“实验结果”的关注程度大于对 “思维方法”的关注，因此 。学生的探究过程主要就表现为“观察实验”而已，不会有思维上的发展。按照新教材的教学过程是：微观分析提出假设实验探究形成定律。 在 “实验探究”过程中，学生磕磕绊绊的尝试着。如对于 “NaOH溶液和CuSO 4溶液的反应 ”，很多学生都要进行“试管1、试管2、试管1和NaOH溶液、试管2和CuSO 4溶液、试管l+NaOH溶液+ CuSO 4溶液”五次称量 ，收集五个数据 ，再通过数据处理，计算得出“总质量相等”的结论。这种复杂多次的称量过程会促使学生主动思考如何改进实验 ，学生自主讨论、交流后 ，发现只需两次称量深刻体会到“整体称量”的便捷。在整个实验过程中，学生的思维经历了从“分步称量”到“整体称量”的发展 ，建立了从“总质量”到“整体称量之间的逻辑联系，从中能或多或少感悟到科学理论对科学实验设计 的指导作