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摘要：化学是一门以实验为基础的学科，可是教学中我们遇到了很多与实验有关的困扰。那么实验做与不做，怎样做都应以什么为出发点呢？文章结合教学实践，以案例和思考的形式呈现一点改进的过程和体会。
关键词：困惑；探索；了解学生；领会教材；调整自我
文章编号：1008-0546（2016）01-0085-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.032
质量守恒定律使化学学习开始从生成何种物质向生成多少物质过渡，是九年级化学教学的重点，也是化学教师进行教学研究的热点。近年来化学教学类杂志发表了很多“质量守恒定律”的教学设计，笔者也观摩了这一课题的很多研讨课和公开课，无论是教师的组织引导，还是学生的自主探究，都是围绕如何突破对质量守恒内涵，即对质量守恒定律中“参加”二字的理解以及对反应前后物质质量的变化的认识从“单一物质质量的变化”转变到“质量总和的变化”这两个难点来进行的。突破这两个难点需要学生在教师的有效引导下进行探究实验，自主发现，从而获得思维上的发展。
一、 教材分析与处理
人教版教材呈现的内容框架如图1所示：
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，最后用微观解释来说明质量守恒的原因。
教材是学生达到课程标准所规定的目标要求的内容载体，是教师教和学生学的重要资源和工具[1]。对于教材，新课程要求教师“用教材教，而不是教教材”。在研究课标、教材、教学的基础上，可对教材进行合理的整合和处理。
教材上红磷与氧气反应、铁钉与硫酸铜反应是作为探究实验给出的，碳酸钠与稀盐酸反应、镁条和氧气反应是作为验证实验呈现的。在深入研究之后，进行了如下整合和处理：红磷和氧气是学生很熟悉的且容易操作的实验，仍作为探究实验；铁钉与硫酸铜是容易操作且能明显看出反应后铁钉还有剩余的实验，可将它设计成验证实验，并且引导学生根据此实验理解质量守恒定律中“参加”二字的意义及质量的内涵；碳酸钠与稀盐酸是设计成使学生产生认知冲突的实验，因为产生的气体逸出了，天平不平衡了，与之前得出的结论是相矛盾的，从而引起反思、讨论，进而对实验装置进行改进，由此使学生对反应前后物质质量的变化的认识从“单一物质质量的变化”转变到“质量总和的变化”，但是这个反应还没学，学生很陌生，于是笔者将其舍弃，改用双氧水与二氧化锰反应，能达到同样的目的，同时也是学生所熟悉的。由于导入新课是以香烟燃烧引起的质量之争的小故事引入的，与镁条与氧气的实验所设计的意图是重复的，因此将镁条与氧气反应这个实验大胆舍弃了。
二、 教学片段
1. 情境导入
[故事引入]一天，神探福尔摩斯正在滋滋有味地抽着他的烟斗，房间里充满了刺鼻的烟味。他的学生问道：“尊敬的先生，别人都说您很聪明，那么您能告诉我您吐出的这些烟有多重吗？”福尔摩斯慢条斯理地说：“这个问题很简单，我只要称出抽烟前烟斗和烟丝的总重量，再减去抽完烟后烟斗和剩余烟灰的总重量，不就是我吐出烟的重量了么！”
师：神探的算法我们如何用等式表示呢？
生：m烟斗 m烟丝m烟斗 m烟灰 m烟
师：神探的答案是否正确呢？我们通过这节课的学习就可揭晓了。
[设计意图]香烟燃烧学生并不陌生，“吸烟时产生的烟到底有多重？”也许是每个学生曾经思考过但又没有答案的问题。在这里以神探福尔摩斯的故事引入，点题、激趣；将福尔摩斯的回答用算式列出，直观、简洁，同时设置悬念。
2. 实验探究：化学反应前后物质质量的变化
[设问]神探认为反应前后物质的质量是不变的，依据你已有的知识和生活经验，你认为反应前后物质的质量是否改变呢？
生1：总质量会减少。你看蜡烛在空气中燃烧，最后什么都没有了，蜡烛燃烧发生了化学变化，所以我认为化学反应后物质的总质量减少了。
生2：总质量会增加。我们都知道铁生锈后就比原来重了。
生3：质量可能不变。因为水电解的微观示意图告诉我们，化学反应前后原子的种类、数目和质量都没有改变。
[设计意图] 引导学生以生活中的事例为猜想的依据进行大胆猜想。学生根据自己的日常经验，提出了三种假设，而且表述得有理有据。从学生“经验证据”的表述中可以看出，他们对反应前后物质质量的变化的认识是“单一物质质量的变化”。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。
[设计实验方案并展示交流]师：同学们思维很敏捷，看法也不太一样。到底是什么样的关系呢？我们让实验来检验。请各小组的同学选择你们桌面上的仪器及药品，设计实验方案，来探究这个问题。
小组1：我们设计的是称量红磷与氧气反应前后质量的变化，为了引燃红磷，我们将红磷放在燃烧匙内放在酒精灯上加热，如图2，但是这样做会使生成的部分五氧化二磷散失到空气中，不严密，所以我们修改了方案，通过加热玻璃棒引燃红磷，如图3，这样可以避免五氧化二磷散失减少误差，但是这个反应会放出大量的热，使瓶内气压增大，可能会将胶塞冲开，所以我们又改用玻璃管引燃红磷，如图4，为了缓解瓶内气压并防止瓶内物质散失，我们在玻璃管上端套了一个小气球，还在锥形瓶底放了一些细沙，以免瓶底受热炸裂。”
小组2：我们设计的是称量双氧水和二氧化锰反应前后质量的变化，如图5，将二氧化锰放在烧杯内，双氧水放在小试管内，使两者混合反应，观察反应前后天平是否一直平衡。 [设计意图]提供可多种选择的仪器和药品给学生，让他们设计实验方案，红磷与氧气反应在测定空气中氧气含量时已经接触过，对于整个反应过程学生比较熟悉，学生能够预测可能出现的情况，并不断进行实验方案的修改和完善，在设计实验方案的过程中，学生分析问题的能力和创新能力得到发展。
3. 利用探究实验，层析质量守恒的内涵
[分析实验现象，得出结论]
师：同学们请描述一下你们的实验现象吧
小组1：我们观察到红磷燃烧，产生大量白烟；气球先膨胀后缩小；反应后天平仍然平衡。
师：由此可以得出什么结论呢？
生：反应前物质质量总和=反应后物质质量总和。
师：我们来作进一步分析，反应前后分别有哪些物质或物体呢？
生：反应前有：锥形瓶、细沙、橡皮塞、玻璃管、气球、红磷、氧气、氮气、稀有气体等；反应后有：锥形瓶、细沙、橡皮塞、玻璃管、气球、五氧化二磷、氮气、稀有气体等。
师：现在，我们将反应前后都存在且没有发生变化的物质都划掉，划掉之后，你有什么发现？
生：实质是：红磷和氧气的质量之和等于五氧化二磷的质量。
师：由此可以得出什么结论呢？
生1：化学反应中，反应物的总质量等于生成物质的总质量。
师：有不同意见吗？
生2：有！我们组做的是铁钉与硫酸铜溶液反应，天平一直平衡，反应后铁钉还有剩余，没有完全反应，我们组认为结论应该是：参加化学反应的物质总质量等于生成物质的总质量。
[设计意图]描述实验现象不难，难的是通过分析实验现象得出质量守恒这一结论。要准确地得出质量守恒这一结论难度很大，需要逐步引导。根据红磷在空气中燃烧前后天平一直平衡，学生不难得出“反应前物质质量总和=反应后物质质量总和”这一结论，通过分析红磷在空气中燃烧前后这一化学反应前后的物质（物体），将没有发生变化的物质划掉之后，可进一步得出“反应物的总质量等于生成物质的总质量”，比较接近了，只差质量守恒定律的内涵“参加”二字了。由于红磷与氧气反应会产生大量白烟，无法观察两者是否恰好完全反应，因此，通过此实验无法发掘“参加”这一内涵。而铁钉与硫酸铜溶液反应，学生可以清楚地看到铁钉有剩余，由此可以进而得出“参加化学反应的物质总质量等于生成物质的总质量”这一结论，至此，利用探究实验，通过层层剖析，挖掘出了质量守恒的内涵。这一过程不仅可以很好地培养学生的观察能力、语言表达能力和总结归纳的能力，还让学生在自主发现的过程中领会到了科学探究的一般方法。
4. 反思评价，应用质量守恒定律解决实际问题
[反思评价，改进实验装置]
师：大家都赞同这个结论吗？
生3：不赞同！我们组得出的结论是反应后物质总质量变小。
师：说说你们的实验过程。
生3：我们将双氧水与二氧化锰混合，结果发现产生了大量气泡，指针向右偏转，左盘质量变小了，也就是说生成物的总质量变小了。
师：我们刚才得出的结论错了吗？为什么呢？
生：他们这样做实验不严谨，因为装置没有密封，生成的气体都逸散到空气中了，生成物的总质量当然会变小啦！
师：非常好！那我们如何改进装置呢？
生1：用锥形瓶代替烧杯，并用胶塞塞住瓶口。
生2：用锥形瓶代替烧杯，用气球套住瓶口，二氧化锰放在气球内。
生3：用锥形瓶代替烧杯，用带胶塞的注射器装双氧水。
师：哪种改进方法更好呢？请同学们用改进后的装置再做一次实验。
[设计意图]分析得出不同结论的原因，引导学生对实验装置进行改进，并比较三种改进方案的优劣。在这一过程中，学生自己不仅能感悟出“开放体系与密闭体系”选择的依据，更加深了对质量守恒定律中“质量总和的变化”这一内涵的理解。
5. 学以致用
[应用定律，解释生活中的现象]
师：现在我们再来看看神探的解答是否正确？如果不对，错在哪里呢？
生：他的解答不对，因为他没有加上参加反应的氧气的质量。
师：那应该如何列式呢？
生：m烟丝 m氧气m烟灰 m烟
师：那么，蜡烛燃烧后质量变小、铁生锈后质量增加，这里所说的“质量”指的是谁的质量？符合质量守恒定律吗？
生：符合。我们认为蜡烛燃烧后质量变小，只是蜡烛的质量变小，生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空中了，如果将生成物都收集起来，反应前后的总质量是不变的；我们认为铁生锈后质量增加是因为没有将参加反应的氧气的质量算进去。
然而，从学生们在分组实验过程中的所思所想，我受到了震动，产生了顿悟：理性思维和实践思维是不可相互替代的。实验就是实验，让学生亲自设计并实施实验是不会没有意义和价值的。如果我们认为这节课的目标就是认知质量守恒定律的条文，那么我们的教学充其量也就是个知识传授的过程。如果我们创造条件鼓励学生与客观事物发生直接的接触和相互作用，我们就有可能改变学生原有的认识方式，使学生的思维得到自动发展。当然不能“为了活动而活动”，组织探究实验应该从问题出发，教师应该根据教学目标，依据学情，合理处理教材，整合教学资源。
参考文献
[1] 毕华林.走向生本的教科书设计[M].济南：山东教育出版社，2006：10
[2] 管建平.基于课程标准教学的实践与探索[J].教育发展研究，2011，（12）：81-84
关键词：困惑；探索；了解学生；领会教材；调整自我
文章编号：1008-0546（2016）01-0085-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.032
质量守恒定律使化学学习开始从生成何种物质向生成多少物质过渡，是九年级化学教学的重点，也是化学教师进行教学研究的热点。近年来化学教学类杂志发表了很多“质量守恒定律”的教学设计，笔者也观摩了这一课题的很多研讨课和公开课，无论是教师的组织引导，还是学生的自主探究，都是围绕如何突破对质量守恒内涵，即对质量守恒定律中“参加”二字的理解以及对反应前后物质质量的变化的认识从“单一物质质量的变化”转变到“质量总和的变化”这两个难点来进行的。突破这两个难点需要学生在教师的有效引导下进行探究实验，自主发现，从而获得思维上的发展。
一、 教材分析与处理
人教版教材呈现的内容框架如图1所示：
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，最后用微观解释来说明质量守恒的原因。
教材是学生达到课程标准所规定的目标要求的内容载体，是教师教和学生学的重要资源和工具[1]。对于教材，新课程要求教师“用教材教，而不是教教材”。在研究课标、教材、教学的基础上，可对教材进行合理的整合和处理。
教材上红磷与氧气反应、铁钉与硫酸铜反应是作为探究实验给出的，碳酸钠与稀盐酸反应、镁条和氧气反应是作为验证实验呈现的。在深入研究之后，进行了如下整合和处理：红磷和氧气是学生很熟悉的且容易操作的实验，仍作为探究实验；铁钉与硫酸铜是容易操作且能明显看出反应后铁钉还有剩余的实验，可将它设计成验证实验，并且引导学生根据此实验理解质量守恒定律中“参加”二字的意义及质量的内涵；碳酸钠与稀盐酸是设计成使学生产生认知冲突的实验，因为产生的气体逸出了，天平不平衡了，与之前得出的结论是相矛盾的，从而引起反思、讨论，进而对实验装置进行改进，由此使学生对反应前后物质质量的变化的认识从“单一物质质量的变化”转变到“质量总和的变化”，但是这个反应还没学，学生很陌生，于是笔者将其舍弃，改用双氧水与二氧化锰反应，能达到同样的目的，同时也是学生所熟悉的。由于导入新课是以香烟燃烧引起的质量之争的小故事引入的，与镁条与氧气的实验所设计的意图是重复的，因此将镁条与氧气反应这个实验大胆舍弃了。
二、 教学片段
1. 情境导入
[故事引入]一天，神探福尔摩斯正在滋滋有味地抽着他的烟斗，房间里充满了刺鼻的烟味。他的学生问道：“尊敬的先生，别人都说您很聪明，那么您能告诉我您吐出的这些烟有多重吗？”福尔摩斯慢条斯理地说：“这个问题很简单，我只要称出抽烟前烟斗和烟丝的总重量，再减去抽完烟后烟斗和剩余烟灰的总重量，不就是我吐出烟的重量了么！”
师：神探的算法我们如何用等式表示呢？
生：m烟斗 m烟丝m烟斗 m烟灰 m烟
师：神探的答案是否正确呢？我们通过这节课的学习就可揭晓了。
[设计意图]香烟燃烧学生并不陌生，“吸烟时产生的烟到底有多重？”也许是每个学生曾经思考过但又没有答案的问题。在这里以神探福尔摩斯的故事引入，点题、激趣；将福尔摩斯的回答用算式列出，直观、简洁，同时设置悬念。
2. 实验探究：化学反应前后物质质量的变化
[设问]神探认为反应前后物质的质量是不变的，依据你已有的知识和生活经验，你认为反应前后物质的质量是否改变呢？
生1：总质量会减少。你看蜡烛在空气中燃烧，最后什么都没有了，蜡烛燃烧发生了化学变化，所以我认为化学反应后物质的总质量减少了。
生2：总质量会增加。我们都知道铁生锈后就比原来重了。
生3：质量可能不变。因为水电解的微观示意图告诉我们，化学反应前后原子的种类、数目和质量都没有改变。
[设计意图] 引导学生以生活中的事例为猜想的依据进行大胆猜想。学生根据自己的日常经验，提出了三种假设，而且表述得有理有据。从学生“经验证据”的表述中可以看出，他们对反应前后物质质量的变化的认识是“单一物质质量的变化”。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。
[设计实验方案并展示交流]师：同学们思维很敏捷，看法也不太一样。到底是什么样的关系呢？我们让实验来检验。请各小组的同学选择你们桌面上的仪器及药品，设计实验方案，来探究这个问题。
小组1：我们设计的是称量红磷与氧气反应前后质量的变化，为了引燃红磷，我们将红磷放在燃烧匙内放在酒精灯上加热，如图2，但是这样做会使生成的部分五氧化二磷散失到空气中，不严密，所以我们修改了方案，通过加热玻璃棒引燃红磷，如图3，这样可以避免五氧化二磷散失减少误差，但是这个反应会放出大量的热，使瓶内气压增大，可能会将胶塞冲开，所以我们又改用玻璃管引燃红磷，如图4，为了缓解瓶内气压并防止瓶内物质散失，我们在玻璃管上端套了一个小气球，还在锥形瓶底放了一些细沙，以免瓶底受热炸裂。”
小组2：我们设计的是称量双氧水和二氧化锰反应前后质量的变化，如图5，将二氧化锰放在烧杯内，双氧水放在小试管内，使两者混合反应，观察反应前后天平是否一直平衡。 [设计意图]提供可多种选择的仪器和药品给学生，让他们设计实验方案，红磷与氧气反应在测定空气中氧气含量时已经接触过，对于整个反应过程学生比较熟悉，学生能够预测可能出现的情况，并不断进行实验方案的修改和完善，在设计实验方案的过程中，学生分析问题的能力和创新能力得到发展。
3. 利用探究实验，层析质量守恒的内涵
[分析实验现象，得出结论]
师：同学们请描述一下你们的实验现象吧
小组1：我们观察到红磷燃烧，产生大量白烟；气球先膨胀后缩小；反应后天平仍然平衡。
师：由此可以得出什么结论呢？
生：反应前物质质量总和=反应后物质质量总和。
师：我们来作进一步分析，反应前后分别有哪些物质或物体呢？
生：反应前有：锥形瓶、细沙、橡皮塞、玻璃管、气球、红磷、氧气、氮气、稀有气体等；反应后有：锥形瓶、细沙、橡皮塞、玻璃管、气球、五氧化二磷、氮气、稀有气体等。
师：现在，我们将反应前后都存在且没有发生变化的物质都划掉，划掉之后，你有什么发现？
生：实质是：红磷和氧气的质量之和等于五氧化二磷的质量。
师：由此可以得出什么结论呢？
生1：化学反应中，反应物的总质量等于生成物质的总质量。
师：有不同意见吗？
生2：有！我们组做的是铁钉与硫酸铜溶液反应，天平一直平衡，反应后铁钉还有剩余，没有完全反应，我们组认为结论应该是：参加化学反应的物质总质量等于生成物质的总质量。
[设计意图]描述实验现象不难，难的是通过分析实验现象得出质量守恒这一结论。要准确地得出质量守恒这一结论难度很大，需要逐步引导。根据红磷在空气中燃烧前后天平一直平衡，学生不难得出“反应前物质质量总和=反应后物质质量总和”这一结论，通过分析红磷在空气中燃烧前后这一化学反应前后的物质（物体），将没有发生变化的物质划掉之后，可进一步得出“反应物的总质量等于生成物质的总质量”，比较接近了，只差质量守恒定律的内涵“参加”二字了。由于红磷与氧气反应会产生大量白烟，无法观察两者是否恰好完全反应，因此，通过此实验无法发掘“参加”这一内涵。而铁钉与硫酸铜溶液反应，学生可以清楚地看到铁钉有剩余，由此可以进而得出“参加化学反应的物质总质量等于生成物质的总质量”这一结论，至此，利用探究实验，通过层层剖析，挖掘出了质量守恒的内涵。这一过程不仅可以很好地培养学生的观察能力、语言表达能力和总结归纳的能力，还让学生在自主发现的过程中领会到了科学探究的一般方法。
4. 反思评价，应用质量守恒定律解决实际问题
[反思评价，改进实验装置]
师：大家都赞同这个结论吗？
生3：不赞同！我们组得出的结论是反应后物质总质量变小。
师：说说你们的实验过程。
生3：我们将双氧水与二氧化锰混合，结果发现产生了大量气泡，指针向右偏转，左盘质量变小了，也就是说生成物的总质量变小了。
师：我们刚才得出的结论错了吗？为什么呢？
生：他们这样做实验不严谨，因为装置没有密封，生成的气体都逸散到空气中了，生成物的总质量当然会变小啦！
师：非常好！那我们如何改进装置呢？
生1：用锥形瓶代替烧杯，并用胶塞塞住瓶口。
生2：用锥形瓶代替烧杯，用气球套住瓶口，二氧化锰放在气球内。
生3：用锥形瓶代替烧杯，用带胶塞的注射器装双氧水。
师：哪种改进方法更好呢？请同学们用改进后的装置再做一次实验。
[设计意图]分析得出不同结论的原因，引导学生对实验装置进行改进，并比较三种改进方案的优劣。在这一过程中，学生自己不仅能感悟出“开放体系与密闭体系”选择的依据，更加深了对质量守恒定律中“质量总和的变化”这一内涵的理解。
5. 学以致用
[应用定律，解释生活中的现象]
师：现在我们再来看看神探的解答是否正确？如果不对，错在哪里呢？
生：他的解答不对，因为他没有加上参加反应的氧气的质量。
师：那应该如何列式呢？
生：m烟丝 m氧气m烟灰 m烟
师：那么，蜡烛燃烧后质量变小、铁生锈后质量增加，这里所说的“质量”指的是谁的质量？符合质量守恒定律吗？
生：符合。我们认为蜡烛燃烧后质量变小，只是蜡烛的质量变小，生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空中了，如果将生成物都收集起来，反应前后的总质量是不变的；我们认为铁生锈后质量增加是因为没有将参加反应的氧气的质量算进去。
然而，从学生们在分组实验过程中的所思所想，我受到了震动，产生了顿悟：理性思维和实践思维是不可相互替代的。实验就是实验，让学生亲自设计并实施实验是不会没有意义和价值的。如果我们认为这节课的目标就是认知质量守恒定律的条文，那么我们的教学充其量也就是个知识传授的过程。如果我们创造条件鼓励学生与客观事物发生直接的接触和相互作用，我们就有可能改变学生原有的认识方式，使学生的思维得到自动发展。当然不能“为了活动而活动”，组织探究实验应该从问题出发，教师应该根据教学目标，依据学情，合理处理教材，整合教学资源。
参考文献
[1] 毕华林.走向生本的教科书设计[M].济南：山东教育出版社，2006：10
[2] 管建平.基于课程标准教学的实践与探索[J].教育发展研究，2011，（12）：81-84