初中化學(xué)趣味實驗在激發(fā)學(xué)生興趣中的作用

一、教學(xué)背景

在初中化學(xué)教學(xué)中，質(zhì)量守恒定律作為其最重要的基礎(chǔ)定律，它不僅能夠揭示出化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系的本質(zhì)，還是后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)方程式、進(jìn)行化學(xué)計算等內(nèi)容的理論基礎(chǔ)。但是對剛接觸化學(xué)不久的初中生來說，質(zhì)量守恒定律的抽象性和理論性往往讓他們感到難以理解，導(dǎo)致其學(xué)習(xí)興趣也難以被充分激發(fā)。因此，教師如何通過趣味實驗的方式，將質(zhì)量守恒定律的教學(xué)變得生動有趣，已然成為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果的關(guān)鍵。

二、教學(xué)目標(biāo)

在“質(zhì)量守恒定律”一課的教學(xué)中，我確定了以下具體而明確的教學(xué)目標(biāo)，旨在通過趣味實驗的方式全面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，深化他們對化學(xué)知識的理解。其中，我的首要目標(biāo)是確保學(xué)生能夠深入理解質(zhì)量守恒定律的核心概念。質(zhì)量守恒定律是化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系的基本規(guī)律，因為它揭示了反應(yīng)物和生成物之間質(zhì)量守恒的深刻內(nèi)涵。我希望通過趣味實驗的設(shè)計與實施讓學(xué)生直觀感受到化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化規(guī)律，從而深刻理解質(zhì)量守恒定律的實質(zhì)。與此同時，我還注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力和科學(xué)思維能力。在趣味實驗的過程中，學(xué)生需要親自動手操作，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，并嘗試對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。這個過程不僅能夠鍛煉學(xué)生的實驗技能，還能夠培養(yǎng)他們的觀察、分析和推理能力，為他們今后的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。

三、實施過程

在“質(zhì)量守恒定律”一課的教學(xué)中，我精心設(shè)計了一系列趣味實驗，目的是通過直觀、生動的實驗現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，并幫助他們深入理解質(zhì)量守恒定律的實質(zhì)。以下是整個教學(xué)實驗過程的詳細(xì)記錄。

◎環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入——生活中的質(zhì)量守恒現(xiàn)象

課程開始，我并沒有直接引入質(zhì)量守恒定律的概念，而是先通過一段視頻展示一些生活中的質(zhì)量守恒現(xiàn)象。其中，視頻里會先展示蠟燭燃燒、鐵釘生銹等常見的化學(xué)反應(yīng)過程，并引導(dǎo)學(xué)生觀察這些反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化情況。等學(xué)生被這些生動的實驗現(xiàn)象吸引后，我就引導(dǎo)他們發(fā)表自己的看法，此刻有的學(xué)生會認(rèn)為反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量增加了，有的則認(rèn)為減少了。這時，我適時地提出了問題：“在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量關(guān)系究竟是怎樣的呢？”

這個問題能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心，從而為接下來的教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。

◎環(huán)節(jié)二：理論講解——質(zhì)量守恒定律的初步認(rèn)識

在學(xué)生對生活中質(zhì)量守恒現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚興趣的基礎(chǔ)上，我順勢進(jìn)入質(zhì)量守恒定律的理論講解環(huán)節(jié)。

［引入定律內(nèi)容］首先我明確地向?qū)W生介紹質(zhì)量守恒定律的基本內(nèi)容：“同學(xué)們，經(jīng)過剛才的討論和視頻觀察，大家可能對化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量的變化有了一些直觀的感受?，F(xiàn)在，我要告訴大家一個化學(xué)世界里的基本定律——質(zhì)量守恒定律。這個定律告訴我們，參與化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和?！?/p>

［解釋定律實質(zhì)］接著我從微觀角度進(jìn)一步解釋質(zhì)量守恒定律的實質(zhì)：“那么，為什么化學(xué)反應(yīng)會遵循這個定律呢？其實，這是因為化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是原子的重新組合。在反應(yīng)過程中，原子的種類和數(shù)目是不會改變的。就像我們搭積木一樣，雖然搭出來的形狀變了，但積木的總數(shù)是不變的?！?/p>

［動畫演示原子重組］為了幫助學(xué)生更好地理解這個概念，我準(zhǔn)備了一段演示動畫，以氫氣和氧氣反應(yīng)生成水為例，展示了反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目如何保持不變。動畫中，氫原子和氧原子以不同顏色的小球表示，它們在反應(yīng)前分別聚集在一起，形成氫氣和氧氣分子；反應(yīng)時，這些原子重新組合，形成了水分子，但原子的總數(shù)和種類都沒有改變。

［引導(dǎo)學(xué)生思考］在動畫演示結(jié)束后，我需要引導(dǎo)學(xué)生思考：“同學(xué)們，你們現(xiàn)在能不能理解質(zhì)量守恒定律了？是不是因為反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目都沒有改變，所以反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量總和才會相等呢？”

［互動問答］學(xué)生思考完畢，我需要鼓勵學(xué)生提出自己的疑問和看法，并進(jìn)行互動問答。此時有學(xué)生可能會有疑問，如問題1：“那如果有氣體參與或生成呢？”問題2：“氣體的質(zhì)量怎么算？”

此時我作出解釋：“無論氣體、液體還是固體，只要是參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，它們的質(zhì)量都要計入總和。氣體的質(zhì)量可以通過其體積和密度來計算?！?/p>

［總結(jié)強調(diào)］最后，我總結(jié)了質(zhì)量守恒定律的重要性和應(yīng)用范圍：“同學(xué)們，質(zhì)量守恒定律是化學(xué)世界里的一個基本定律，它適用于所有的化學(xué)反應(yīng)。無論反應(yīng)多么復(fù)雜，只要是在封閉空間中進(jìn)行的，都遵守這個定律。這個定律不僅能幫助我們理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，還是我們進(jìn)行化學(xué)計算和實驗設(shè)計的重要依據(jù)?！?/p>

教師通過這個環(huán)節(jié)的理論講解和動畫演示，使學(xué)生對質(zhì)量守恒定律有初步的認(rèn)識和理解。他們此時能夠明白化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量變化的規(guī)律，對原子的重組過程有了直觀的感受，從而為接下來的實驗環(huán)節(jié)打下了堅實的理論基礎(chǔ)，也對化學(xué)世界產(chǎn)生了進(jìn)一步探索的興趣。

◎環(huán)節(jié)三：趣味實驗一——白磷燃燒實驗

學(xué)生對質(zhì)量守恒定律有了初步認(rèn)識之后，就需要進(jìn)入實踐環(huán)節(jié)了，該環(huán)節(jié)通過趣味實驗進(jìn)一步驗證和深化理論知識。而本次實驗選擇了白磷燃燒實驗，這是一個直觀展示質(zhì)量守恒定律的經(jīng)典實驗。

［實驗原理介紹］首先，我向?qū)W生詳細(xì)介紹白磷燃燒實驗的原理：

白磷是一種易燃的磷的同素異形體，其著火點很低，只有40℃。當(dāng)白磷與空氣中的氧氣接觸并達(dá)到著火點時，就會發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成五氧化二磷。

這個反應(yīng)是一個典型的化學(xué)反應(yīng)，其遵循質(zhì)量守恒定律，即反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。

［實驗器材準(zhǔn)備］

實驗開始前，教師需要準(zhǔn)備以下實驗器材：錐形瓶、玻璃管、氣球、細(xì)沙、白磷、托盤天平、酒精燈、火柴等。

［實驗步驟及教學(xué)步驟］

（1）稱量反應(yīng)前質(zhì)量

操作：使用托盤天平稱量裝有細(xì)沙的錐形瓶的質(zhì)量，然后加入適量的白磷，再次稱量得到反應(yīng)前的總質(zhì)量，并記錄數(shù)據(jù)。

教學(xué)步驟：引導(dǎo)學(xué)生理解稱量質(zhì)量的重要性，這是驗證質(zhì)量守恒定律的關(guān)鍵步驟之一，并強調(diào)實驗操作的準(zhǔn)確性，如天平的使用方法和數(shù)據(jù)的記錄。

（2）準(zhǔn)備實驗裝置

操作：在錐形瓶底部鋪一層細(xì)沙，將白磷放入錐形瓶，并用玻璃管連接氣球。確保實驗裝置的密閉性，防止白磷燃燒時產(chǎn)生的氣體逸出。

教學(xué)步驟：解釋細(xì)沙的作用（防止錐形瓶炸裂）和實驗裝置密閉性的重要性（保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性），同時演示如何正確連接實驗裝置。

（3）點燃白磷

操作：使用酒精燈和火柴點燃玻璃管的一端，待其紅熱后迅速塞入錐形瓶口，引燃白磷。觀察白磷燃燒的現(xiàn)象，如發(fā)出黃白色火焰、產(chǎn)生大量白煙等。

教學(xué)步驟：引導(dǎo)學(xué)生觀察燃燒現(xiàn)象，解釋這些現(xiàn)象背后的化學(xué)原理，并強調(diào)實驗安全，如遠(yuǎn)離易燃物品、佩戴防護(hù)眼鏡等。

（4）觀察氣球的變化

操作：隨著白磷的燃燒，氣球會逐漸膨脹。待白磷燃燒完畢，冷卻后，氣球又會變得干癟。

教學(xué)步驟：引導(dǎo)學(xué)生觀察氣球的變化，并解釋這一現(xiàn)象與質(zhì)量守恒定律的關(guān)系。氣球膨脹是因為燃燒產(chǎn)生的氣體（主要是二氧化碳和水蒸氣）增加了裝置內(nèi)的壓力，而氣球變得干癟是因為冷卻后氣體體積縮小。但無論氣球如何變化，反應(yīng)前后的總質(zhì)量是保持不變的。

（5）稱量反應(yīng)后質(zhì)量

操作：待錐形瓶冷卻后，再次使用托盤天平稱量反應(yīng)后的總質(zhì)量，并記錄數(shù)據(jù)。

教學(xué)步驟：引導(dǎo)學(xué)生對比反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)據(jù)，驗證質(zhì)量守恒定律的正確性，并提醒學(xué)生注意實驗操作的準(zhǔn)確性對實驗結(jié)果的影響。

（6）實驗現(xiàn)象分析與討論

實驗結(jié)束后，我引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行討論和分析，并讓學(xué)生發(fā)表自己的看法和見解，如有的學(xué)生注意到白磷燃燒時產(chǎn)生了大量的白煙，有的學(xué)生觀察到了氣球先膨脹后變得干癟的現(xiàn)象，還有的學(xué)生對比了反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)據(jù)，驗證了質(zhì)量守恒定律的正確性。

在討論過程中，教師需要重點強調(diào)實驗裝置密閉性的重要性，因為如果實驗裝置不密閉，燃燒產(chǎn)生的氣體會逸出到空氣中，就會導(dǎo)致反應(yīng)后的總質(zhì)量減少，從而無法驗證質(zhì)量守恒定律的正確性。因此，在以后的實驗中，學(xué)生要特別注意實驗裝置的密閉性。

◎環(huán)節(jié)四：趣味實驗二——氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)實驗

為了讓學(xué)生更直觀地理解質(zhì)量守恒定律，并深化他們對化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識，我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了第二個趣味實驗——氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)實驗，以下是對實驗過程的詳細(xì)描述，包括實驗原理、步驟、教學(xué)步驟以及實驗現(xiàn)象的分析與討論。

［實驗原理介紹］

氫氧化鈉（NaOH）與硫酸銅（CuSO4）的反應(yīng)是一個典型的復(fù)分解反應(yīng)。在這個反應(yīng)中，氫氧化鈉中的氫氧根離子（OH-）與硫酸銅中的銅離子（Cu2+）結(jié)合，生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀［Cu（OH）2］和無色的硫酸鈉溶液（Na2SO4）。反應(yīng)方程式為：

CuSO4+2NaOH■Cu（OH）2↓+Na2SO4

這個反應(yīng)不僅能夠展示出化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，還直觀地體現(xiàn)了質(zhì)量守恒定律，即反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。

［實驗器材準(zhǔn)備］

燒杯、玻璃棒、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液、托盤天平、膠頭滴管、防護(hù)眼鏡、手套等。

［實驗步驟及教學(xué)步驟］

（1）稱量反應(yīng)前質(zhì)量

操作：使用托盤天平稱量裝有適量硫酸銅溶液的燒杯的質(zhì)量，然后記錄數(shù)據(jù)。接著，用膠頭滴管向燒杯中逐滴滴加氫氧化鈉溶液，同時觀察溶液顏色的變化，直至藍(lán)色完全消失，生成藍(lán)色絮狀沉淀。此時，再次稱量燒杯及反應(yīng)物的總質(zhì)量，并記錄數(shù)據(jù)。

教學(xué)步驟：

①引導(dǎo)學(xué)生理解稱量反應(yīng)前質(zhì)量的重要性，這是驗證質(zhì)量守恒定律的關(guān)鍵步驟。

②演示如何正確使用托盤天平進(jìn)行稱量，并強調(diào)準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)的重要性。

③解釋逐滴滴加氫氧化鈉溶液的目的是控制反應(yīng)速度，便于觀察實驗現(xiàn)象。

（2）混合反應(yīng)物

操作：使用玻璃棒輕輕攪拌燒杯中的溶液，使反應(yīng)更充分。觀察溶液顏色的變化，以及藍(lán)色絮狀沉淀的生成。

教學(xué)步驟：

①演示如何正確使用玻璃棒進(jìn)行攪拌，并強調(diào)攪拌的力度和速度要適中。

②引導(dǎo)學(xué)生觀察溶液顏色的變化，以及藍(lán)色絮狀沉淀的生成過程，并思考這些現(xiàn)象背后的化學(xué)原理。

（3）稱量反應(yīng)后質(zhì)量

操作：待反應(yīng)完全后，再次使用托盤天平稱量燒杯及生成物的總質(zhì)量，并記錄數(shù)據(jù)。

教學(xué)步驟：

①引導(dǎo)學(xué)生對比反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)據(jù)，驗證質(zhì)量守恒定律的正確性。

②強調(diào)實驗操作的準(zhǔn)確性對實驗結(jié)果的影響，并提醒學(xué)生在以后的實驗中要注意細(xì)節(jié)。

（4）實驗現(xiàn)象分析與討論

在實驗過程中，學(xué)生觀察到氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)時產(chǎn)生了藍(lán)色絮狀沉淀，并且溶液顏色由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。他們認(rèn)真記錄實驗數(shù)據(jù)，并嘗試對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。

實驗現(xiàn)象解釋：

①藍(lán)色絮狀沉淀是氫氧化銅，它是氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的產(chǎn)物。

②溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色，說明硫酸銅已經(jīng)完全反應(yīng)，生成了無色的硫酸鈉溶液。

（5）質(zhì)量守恒定律驗證

通過對比反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后的總質(zhì)量幾乎相等（考慮到實驗誤差），從而驗證質(zhì)量守恒定律的正確性。

（6）微觀角度解釋反應(yīng)實質(zhì)

在實驗結(jié)束后，我引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度解釋了反應(yīng)過程中原子重組的情況：在這個反應(yīng)中，氫氧化鈉中的氫氧根離子與硫酸銅中的銅離子結(jié)合，生成了氫氧化銅沉淀，同時硫酸銅中的硫酸根離子與氫氧化鈉中的鈉離子結(jié)合，生成了硫酸鈉溶液。

整個過程中，原子的種類和數(shù)目都沒有改變，只是重新組合，生成了新的物質(zhì)。這正是質(zhì)量守恒定律的微觀解釋。

（7）實驗總結(jié)與拓展

實驗總結(jié)：通過氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)實驗，學(xué)生不僅觀察到了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，還直觀地驗證了質(zhì)量守恒定律的正確性；他們還能從中學(xué)會如何正確使用實驗器材進(jìn)行化學(xué)實驗操作，掌握了觀察和分析實驗現(xiàn)象的方法。

實驗拓展：

①引導(dǎo)學(xué)生思考這個反應(yīng)在實際生活中的應(yīng)用，如可以用于檢測銅離子的存在等。

②鼓勵學(xué)生嘗試改變反應(yīng)物的量或濃度等條件，觀察實驗現(xiàn)象的變化，并探討其背后的化學(xué)原理。

通過這種學(xué)習(xí)過程，學(xué)生不僅能夠加深對質(zhì)量守恒定律的理解，還能提高他們的實驗操作能力和科學(xué)探究能力。

◎環(huán)節(jié)五——趣味實驗拓展：自制酸堿指示劑實驗

為了增強課堂的趣味性，我還設(shè)計了一個拓展實驗——自制酸堿指示劑實驗。我向?qū)W生介紹了酸堿指示劑的概念和用途，并引導(dǎo)他們使用生活中的常見物質(zhì)（如紫甘藍(lán)汁）來制作酸堿指示劑。

實驗開始前，我準(zhǔn)備了紫甘藍(lán)、水、酒精、試管、滴管等實驗器材。然后，我們按照實驗步驟進(jìn)行了操作：首先，將紫甘藍(lán)切碎并加入水中煮沸幾分鐘，然后過濾得到紫甘藍(lán)汁；接著，將紫甘藍(lán)汁分別加入試管，并滴加不同濃度的酸溶液和堿溶液；最后，觀察溶液顏色的變化，并記錄下來。

在實驗過程中，學(xué)生被紫甘藍(lán)汁在不同酸堿度下呈現(xiàn)出的不同顏色吸引。他們認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，并嘗試對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。實驗結(jié)束后，我引導(dǎo)學(xué)生討論了酸堿指示劑在生活中的應(yīng)用，如檢測食物酸堿性、土壤酸堿性等。這個拓展實驗不僅增強了課堂的趣味性，還幫助學(xué)生了解了酸堿指示劑的概念和用途，拓寬了他們的知識面。

四、教學(xué)反思

本次“質(zhì)量守恒定律”一課的初中化學(xué)趣味實驗教學(xué)，取得了良好的效果。教師通過精心設(shè)計的趣味實驗，使學(xué)生對質(zhì)量守恒定律有了更深入的理解，同時激發(fā)了他們對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。其中，在實驗過程中，學(xué)生積極參與，認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，并嘗試對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。這種動手實踐的學(xué)習(xí)方式，不僅鍛煉了學(xué)生的實驗技能，還培養(yǎng)了他們的觀察、分析和推理能力。特別是通過白磷燃燒和氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)兩個經(jīng)典實驗，學(xué)生直觀地驗證了質(zhì)量守恒定律的正確性，加深了對化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識。

（作者單位：甘肅省甘南藏族自治州合作市初級中學(xué)）

編輯：陳鮮艷