例谈初中化学教材实验功能的深度开发

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1、例谈初中化学教材实验功能的深度开发摘要：化学教材中选用的实验往往将复杂条件进行简化和纯化，使需要认识的化学知识以相对纯粹的形态表现出来，具有丰富的价值和功能。然而大多数情况下，教材中的实验功能得不到发挥。以质量守恒定律的教材实验为例，解读其在化学史角度上、定律本体角度上的内涵，旨在引发“用教材教”的实验功能深度开发的思考。关键词：质量守恒定律；教材实验；功能；深度开发以实验为基础是中学化学教学的基本特征。化学实验现象直观具体、形象生动，既能帮助学生了解化学科学的基本事实，又能促进化学假设和理论的形成。化学实验在化学科学认识中所处的地位十分重要，具体表现在:“化学实验是联系认识主体和认识客体的

2、中介；是沟通认识主体和化学科学认识的桥梁；是化学科学认识从一级上升到另一级的中间环节。”在化学学习过程中，研究物质的性质及变化需要化学实验，学生观察实验现象并体验到变化的客观存在，进而由现象到本质进行分析和推理；对化学基本概念和基本理论的认识，学生更需要通过化学实验情境获取感性材料，概括出事物发展的规律和本质。化学教材中选用的实验，设计得十分细腻和精巧，往往能将复杂条件进行简化和纯化，使需要认识的某种性质或关系以相对纯粹的形态表现出来。然而，在大多时候，教师将教材中已有的实验弃之不用，或使用了实验却对其知之甚少。未能对教材中实验的功能进行充分挖掘，从而丧失了很多有意义的教学素材，这是非常令人

3、惋惜的。质量守恒定律是初中化学里为数不多的基本定律之一，教材在展开这部分内容时选择了四个实验，笔者对这四个实验进行了相对深入的分析，以下的解读希望对大家有所启发。一、质量守恒定律实验与化学史的关系质量守恒定律在化学史的发展过程中经历了三个重要阶段：施塔尔以草木燃烧，燃素逸出，质量减小为例，认为化学反应后质量减小;波义耳煅烧金属后，发现质量增大，认为化学反应后质量增大；拉瓦锡在密闭容器内加热汞，发现化学反应前后质量不变。三位名家，三种不同的观点，穿越到现代课堂中，成为三种不同的假设。教材中并未穿插化学史料，而是以实验的形式，将三种观点呈现在教材中。当然，教材在选择实验时，将三位科学家的复杂体系

4、都简单化，在保留体现科学家实验设计思想的同时，简化了实验原理和体系，使得需要探究的质量关系以较为纯粹的方式得以呈现。代表施塔尔观点的实验是碳酸钠与稀盐酸的实验，是一个有物质逃逸的实验，与草木燃烧的实验异曲同工;代表波义耳的实验是镁带燃烧的实验，是一个有物质吸入的实验；代表拉瓦锡的实验有两个，一个是红磷在密闭体系中燃烧的实验，另一个是铁钉和硫酸铜反应的实验。教材中选择红磷燃烧的实验来做质量守恒定律的探究，还有另一个层面的考虑。拉瓦锡经典的“12天”实验，利用金属汞测定了空气中的氧气含量，教材中用红磷取代金属汞。质量守恒定律，其实是拉瓦锡在“12天”实验中的第二个发现，教材中选择之前使用过的红磷

5、燃烧实验做模拟，更为流畅与自然，也隐含着两个发现之间的联系。二、质量守恒定律实验与定律本体的关系质量守恒定律是指“参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。”质量守恒定律中的关键词有化学反应、质量、总和、参加反应的，这四个关键词的理解与突破，是教材中选择的四个实验承载的重要任务。“化学反应”如何在四个实验中得以体现？教材中选择的四个实验，现象分别为红磷燃烧的火焰、镁带燃烧的发光、铁和硫酸铜反应的变色以及碳酸钠和稀盐酸反应的气泡。这些明显的现象都指向同一个结论，这些反应都是化学反应。“质量”在四个实验中体现得十分明显。四个实验在进行前后，都要将仪器及药品在托?P天平上称

6、量。质量守恒定律中较难理解的是第三个关键词:“总和”，这个关键词在实验中主要通过探究的形式予以凸显。碳酸钠和稀盐酸的实验以及镁带燃烧的实验，实验前后，质量均不守恒，问题出在哪里？学生很快发现，碳酸钠与稀盐酸实验产生的大量气体外溢，并未称量；镁带燃烧时，通过原理分析，学生会注意到，吸入的氧气未称量，造成反应前后质量不守恒。如何将“不守恒”的装置改为能够证明质量守恒定律的装置？围绕这一问题，学生深入探究，设计实验，称量反应前后的质量总和。在探究过程中，“总和”的意识不断在指导学生进行设计和改进，从而突破认知难点。“参加反应的”是质量守恒定律中最难理解的关键词，也是最容易被忽略的关键词。在改进装置

7、后，四个实验反应前后的质量总和不变，由此，学生在思维深处已经形成了质量守恒的意识。然而，这只是实验表观的质量总和不变，质量守恒定律中强调的是参加反应的和反应生成的物质质量守恒。在这一难点的突破上，铁钉和硫酸铜实验的潜在作用得以充分发挥。引导学生将铁钉与硫酸铜溶液反应后的试管稍加振荡，观察到铁钉表面的红色固体脱落，露出银白色的金属。一个简单的举动，引出了深入的思考，列表式分析如下：上述列表分析后，得出最终结论：