适度演绎教材赋予课堂新的生命力——“质量守恒定律”的教学案例，本文主要内容关键词为：守恒定律论文,生命力论文,课堂论文,教学案例论文,教材论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、解析教材思路
人教版九年级化学上册单元五课题1——“质量守恒定律”是学生开始从过去定性的研究化学变化向定量的研究化学变化过渡的准备阶段，对“质量守恒”的正确理解将直接影响到以后学生关于“物质质量”的一系列学习。教材为我们提供了一个如图1所示的内容呈现的逻辑顺序：
图1 教材内容呈现顺序
不难看出教材的内容呈现方式是一种“归纳式”的教学思路，是一种“上位学习”。通过两个实验归纳出化学反应前后“总质量守恒”，得出质量守恒定律，再通过两个“不守恒”的实验来分析和理解化学反应前后为什么会出现“不守恒”的现象，最后用微观解释来升华和强化质量守恒定律。
本节内容从知识的脉络上来说，教学的主线应该是“质量守恒定律”和“微观解释”。从学生的认知脉络上来说，认知的重点应该是“质量守恒定律”和“微观解释”，认知的难点是化学反应前后“单一”物质的质量变化和“开放体系”“密闭体系”。学生认知的途径有“化学实验”和“微观解释”。
二、我的疑问
疑问一：
记得我在2006年上“质量守恒定律”这一节课时，当我问到：“根据你们已有的化学知识和平时的生活经验，你们认为‘化学反应前后物质总质量是如何变化的？’”时，其中一个女学生的回答至今让我难忘。她说道：“我认为化学反应前后物质总质量是不变的，因为在化学反应前后原子的种类、个数和质量均不改变。”回答得多好！一语道破化学反应前后总质量守恒的内涵，其他同学在这个女学生的点拨下都纷纷点起了头。课后我就一直在思考这个女学生的回答，显然她已经对化学反应前后物质总质量变化的内涵非常清楚了，那么本节课后面的学习对于她（思维水平发展较高、较为扎实的物质构成知识）而言究竟什么才是更有意义的？教学的起点又应该在哪里呢？按教材的思路进行教学是否可行？是否真的有利于这类学生的认知？知识的呈现顺序是否应该重新考虑？何种活动更有利于这类学生的学习？学生的认知是否只能是从感性到理性？
疑问二：
教材在“白磷燃烧”和“铁与硫酸铜溶液”反应两个实验后就引出质量守恒定律是否具有很强的说服力？是否过于仓促？仅凭两个实验就能得出质量守恒定律是否将化学的研究过程看得过于简单？是否有强加给学生之嫌？
疑问三：
镁条燃烧的实验由于在反应过程中产生大量白烟跑到空气中以及在夹持镁条的坩埚钳上会留有白色的氧化镁，以至于点燃镁条后进行称量会出现质量减少、不变和增大三种情况。这无形中对学生的认知又设立了一个障碍，一方面要考虑反应中氧气的参与带来反应后质量的增加，一方面还要考虑镁条燃烧过程中生成物的损失。那么这样的实验是否有利于学生正确理解化学反应前后“单一”物质的质量变化？是否偏离了教学主线，增加了教与学的负担？而学生的思维脉络是否还很清晰？
三、教材的适度演绎
针对以上所提出的三个“疑问”，我设计了以下两个教学内容呈现的逻辑顺序。
【教学思路一】：如图2所示。
图2 教学思路
这种教学思路的提出主要是基于以下两方面的原因。一方面是源于化学新课程。化学新课程的实施其中一个重要的内容就是要培养学生科学探究的能力，培养科学的态度，获得科学的方法，强调科学探究是学生重要而有效的学习方式和重要的学习内容，而在科学探究过程中所涉及的八个要素中就有“搜集证据”这个要素。我认为“搜集证据”的途径是多样的，可以是查阅资料、可以是回忆旧知、可以是微观分析、可以是化学实验等等。而“搜集证据”的途径本身并没有高低之分，也没有先后之分，只要是有利于科学结论的得出就都是值得尝试和利用的。所以作为教师就应该鼓励学生从不同的途径去“搜集证据”，对客观事物的认识不要局限于先感性再理性，因为学会一个方法比得出一个结论更为重要！鉴于此，我在教学安排上将“实验论证”和“微观解释”作为学生认知质量守恒定律这一教学主线的两翼，来帮助和促进学生完成本节内容的学习。另一方面是源于“疑问一”。这种“演绎式”的教学思路比较适合思维水平发展较高、具有较为扎实的物质构成知识的学生。根据美国教育心理学家奥苏伯尔所提出的“意义—同化学习理论”，他认为有意义的学习应该是学生要有起码的认知结构，这样学生才具有了意义学习的心向。这种学习观点恰好与美国教育心理学家布鲁纳的“发现法”学习相反，更加强调学生的“先备知识”对学习的促进作用。有了理论基础，教材还为这种教学思路提供了物质基础。纵观教材的编排，在学习本节内容之前，教材的第四单元——物质构成的奥秘就已经较为系统地介绍了有关“物质构成”方面的知识。所以从得出“质量守恒定律”这个角度来说利用“微观”的途径去搜集证据比利用“化学实验”的途径去搜集证据更容易。鉴于此，我先通过“提问”由学生提供一个先行组织者——化学反应前后物质总质量不变的微观解释，为下面的学习提供了一个固定点和落脚点，并在四个化学实验和一个改进实验的“下位学习”过程中逐渐使之稳定、清晰，深刻理解学生认知脉络中两个思维难点。可见“五个”化学实验的功能不仅仅是得出质量守恒定律，更为深层次的是创设认知冲突和悬念，是学生进行新一轮学习的一个增长点，最终实现知识的升华。
【教学思路二】：如图3所示。
图3 教学思路
这个教学思路与教材所呈现的教学思路最大的不同是改变了“微观解释”的功能，这种设计主要是源于“疑问二”。在这个思路中“微观解释”起到了一个由特殊到一般的作用，四个化学实验和一个改进实验的讨论只是引出化学反应前后物质总质量相等这个结论，而这个结论是否具有普遍性则是通过“微观解释”来论证。我认为这样的处理比教材的思路更具有说服力。
四、教学片段
教学思路有了，具体又如何来实施呢？下面我就具体说明在实施过程中所涉及的三个主要教学片段。
1.关于新课引入
图片展示中秋月饼。
教师描述：今年中秋节我在吃月饼时发现装月饼的袋内有一包脱氧剂（展示脱氧剂）。经查阅资料，食品脱氧剂中的主要成分是黑色的铁粉，其他成分包括氯化钠、沸石、活性炭等。
现场打开一包脱氧剂。
教师问：
(1)你看到的脱氧剂还是黑色的吗？(2)这包脱氧剂从原先的黑色到出现红色物质这个过程中显然是发生了化学变化，那么对于这个变化你想提出什么问题？
(3)今天我们先来研究关于质量的问题，那么根据你们已有的化学知识和平时的生活经验，你认为“化学反应前后物质总质量是如何变化的？”（请举例说明）
学生思考、阐述。
设计意图：
本片段设计的最大亮点是课题的引入是从中秋月饼开始，由脱氧剂的变色引发问题。这是一种设疑式导课，能使学生的思维状态由静止转入亢奋、由封闭转入开放，有助于调动学生的思维积极性和主动性。学生能提出想研究关于质量的问题最好，不能提出也不要紧，至少可以向学生表明只要留心身边的事物，处处有值得我们思考的化学问题。在学生提出的众多问题中引出关于化学反应前后质量的课题。这样的处理比一开始就提出“你们认为化学反应前后物质总质量是如何变化？”显得要亲切和自然。
2.关于“质量守恒定律”的引出
教师演示实验：白磷的燃烧（总质量不变）。
学生实验：
(1)铁和硫酸铜的反应（总质量不变）。
(2)盐酸和碳酸钠的反应（总质量减少）。
视频演示：加热铜粉（总质量增加）。
教师问：
(1)四个实验为什么会出现三个不同的结果？(2)为什么实验一定要在一个密闭的容器内进行，可以敞口实验吗？学生思考、阐述。
(3)那么如何改进装置来避免实验3遇到的情况呢？
教师进行简单引导由学生设计出一个最佳密闭装置（如图4所示），并进行演示。
图4 实验装置
设计意图：
我将教材中的镁条燃烧换成加热铜粉，主要是基于“疑问三”的考虑。这样就能确保学生在搜集证据的过程中充分利用4个在化学反应前后有质量增大、减小和不变；有开放体系和密闭体系的化学实验进行自我反思和评价，有效激发学生学习欲望，并能主动地解决问题，然后利用一个学生设计的改进实验将“不守恒”变成“守恒”来进行论证，逐渐明白为什么在化学反应前后会出现质量增大和减少的情况，为什么有的实验需要在密闭体系中进行有的实验却可以在开放体系中进行。综观这一教学片段的设计充分体现了学生对知识的认知是在一种探究、体验的过程中通过“自我诊断、自我激励、自我调控和自我改进”来实现知识的动态生成，而不是教师强加于学生。这有助于提高学生自我学习的意识和能力，逐渐把学生对质量守恒定律的认识从感性带到理性，从表面带到本质。
3.关于“质量守恒定律”的应用
教师问：
(1)（展示罗蒙诺索夫、波义耳和拉瓦锡关于质量研究的历史）你知道他们关于质量的研究为什么有的成功，有的失败吗？
(2)通过查阅资料得知，食品脱氧剂主要是利用铁粉来消耗袋内的氧气和水分，以延长食品的保存期限。那么脱氧剂从原先的黑色到出现红色物质其质量是如何变化的？
(3)请你解释为什么“向澄清石灰水中通入二氧化化碳”后质量会增加？
(4)请你解释为什么“石蜡燃烧”后质量会减少？
追问：（动画演示）有人认为如果能将石蜡燃烧后的二氧化碳和水用某种吸收剂完全吸收，那么天平将平衡，你认为呢？
学生思考、阐述。
设计意图：
本片段的设计主要是对前面所学知识的巩固和升华。关于“脱氧剂”的解释其目的是使首尾呼应，是对“脱氧剂”问题作进一步延续和澄清。引入“蜡烛燃烧”的实验，其目的是强化“单一”物质质量的变化情况，特别是紧接着的一个“追问”，通过学生讨论深刻理解参加反应的物质质量这一认知难点。
五、设计反思
1.教材处理要有“学生观”
教材的编写通常考虑的是学生一般的、共同的认知发展规律，但难适应某些特定学生的认知发展，“如果教师仍按照教材思路进行教学”可能会出现两种结果：(1)可能会造成学生学习困难，打击学习的积极性；(2)可能无法有效调动学生的学习积极性，造成课堂教学犹如一潭死水，微澜不惊。所以教师一定要在充分了解学生的基础上，深入理解和挖掘教材，合理演绎教材，构建一个更为合理的教学体系，让学生的学习在“最近发展区”内进行，实现课堂教学的有效化和高效化。同时这也体现了化学新课程所强调的教师不再是课程任务的执行者，而是课程任务的开发者这一理念。面对不同的学生采用同样的教学思路显然是不恰当的，教材应是教师实现教学目标的一种教学资源，而不应是控制和规范教学的典范。
2.教材处理要渗透“STS教育”
重视科学、技术与社会的联系是当代科学教育的重要方向，也是化学新课程所提倡的一个重要理念。遵循这一理念，将“裸露”的知识进行了“包装”，套上了生活的外衣，为学生提供了丰富的、真实的学习背景，这样的问题才具有思考的价值，比如利用脱氧剂问题来导课，比如引入三位科学家关于“质量”的认识过程。此外学习的真正意义不在于获得了多少具体的知识，更为重要的是要能应用知识来解决实际问题，比如利用质量守恒定律来解决生活中的化学问题——脱氧剂问题和蜡烛燃烧问题。
3.教材处理要“问题化”
现代认知心理学认为，人是主动的信息加工者，是信息加工的核心，是主动的知识建构者。从学生心理特点来看，学生有探究和创造的潜能和欲望，而问题本身就可激发学生学习的兴趣和动机以及求知欲。可见，现代认知心理学理论让人们明白可以通过一系列的问题让学习者在解决问题的过程中得到发展。所以在课堂教学过程中，教师调动学生的积极性使学生能主动的对教学内容进行有意义的学习以推动教学任务的完成，其中一个最有效的方法之一就是将教学内容问题化，让“问题”来驱动学生进行学习，以此来突破教学重、难点，而且师生之间的各种形式的互动也都是与“问题”有关。有资料表明，当学习者遇到理智的挑战时，他们学得最好。
所以在本节课中从“质量守恒定律”的形成、建立到对“质量守恒定律”的理解、深度发展，最后到“质量守恒定律”的应用都是围绕问题线索来展开的。其实“问”的真正含义不仅仅是学生能否正确回答出答案，而更重要的是让学生在解问的过程中获得一种方法，进行心智思维的训练，并在自然而然的状态下获得知识和提高思维能力。