背景材料:
下面是兩位中學(xué)教師關(guān)于"質(zhì)量守恒定律"的教學(xué)過(guò)程實(shí)錄
【張老師的教學(xué)實(shí)錄】
【提出問(wèn)題】復(fù)習(xí)化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)(分子拆分,原子重新組合),引出問(wèn)題:在化學(xué)變化中物質(zhì)發(fā)生變化。那么,在化學(xué)變化中,參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量有沒(méi)有變化?
【做出假設(shè)】學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn),提出假設(shè):(1)增加(2)減少(3)不變
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究】小組討論:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退峁┑膶?shí)驗(yàn)用品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,組織交流評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案,選出可行性方案。包括:
實(shí)驗(yàn)1氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng),測(cè)量反應(yīng)前后質(zhì)量。
實(shí)驗(yàn)2蠟燭燃燒,測(cè)量反應(yīng)前后質(zhì)量。
·進(jìn)行實(shí)驗(yàn):學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
·匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:蠟燭燃燒的質(zhì)量減少:氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)前后質(zhì)量不變。
·對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。
學(xué)生對(duì)上述現(xiàn)象產(chǎn)生如下的想法:
①"蠟燭燃燒后質(zhì)量減少,是由于生成的氣體沒(méi)有被稱量造成的。"
②"氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)前后質(zhì)量不變,因?yàn)榉磻?yīng)中既沒(méi)有氣體參加,又沒(méi)有氣體生成。"
③"研究蠟燭燃燒反應(yīng)的質(zhì)量變化,應(yīng)將參加反應(yīng)的氧氣和生成的二氧化碳、水一起稱量。"
④"如果把蠟燭放在一個(gè)集氣瓶中點(diǎn)燃,迅速塞上塞子再稱,質(zhì)量可能就不變了。"
【重新設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)】略。
【提出結(jié)論】化學(xué)反應(yīng)前后參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和保持不變。
·思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有普遍意義
·講述質(zhì)量守恒發(fā)展史
·解釋引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度進(jìn)行分析:化學(xué)變化中,原子的種類沒(méi)有變,原子的數(shù)目也沒(méi)有增減,所以說(shuō),在化學(xué)反應(yīng)的前后,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和必然等于反應(yīng)后各生成物的質(zhì)量總和。
【練習(xí)鞏固】略。
【李老師的教學(xué)實(shí)錄】
【問(wèn)題引入】化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的種類發(fā)生了變化,那么,化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量是否發(fā)生變化?是增加,是減少,還是不變?下面讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究一下。
【演示實(shí)驗(yàn)】
·蠟燭燃燒前后質(zhì)量的測(cè)定(密閉容器)。
·硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測(cè)定
·數(shù)據(jù)記錄
·得出結(jié)論在這兩個(gè)反應(yīng)中,化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量不變。
【設(shè)問(wèn)講解】
·設(shè)問(wèn)化學(xué)反應(yīng)前后,物質(zhì)的質(zhì)量總和相等的結(jié)論是否具有普遍意義?
·講解18世紀(jì)下半葉,生產(chǎn)的迅速發(fā)展推動(dòng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里有了比較精密的實(shí)驗(yàn)儀器,這使化學(xué)研究工作發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變,即從對(duì)物質(zhì)的簡(jiǎn)單定性研究進(jìn)入到較精密的定量研究。在該過(guò)程中,拉瓦錫做出了重要貢獻(xiàn)。拉瓦錫使幾種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并測(cè)定反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和分析,都得到相同的結(jié)論:化學(xué)方法只能改變物質(zhì)的成分而不能改變物質(zhì)的質(zhì)量。這個(gè)結(jié)論就是現(xiàn)在的質(zhì)量守恒定律。要想進(jìn)一步證明或否定這一結(jié)論,需要極精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但在18世紀(jì),實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)還達(dá)不到這種要求。后來(lái),不斷有人改進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)等,以求能得到更精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。20世紀(jì)初,德國(guó)和英國(guó)化學(xué)家分別做了精確度極高的實(shí)驗(yàn),反應(yīng)前后的質(zhì)量變化小于一千萬(wàn)分之一,這個(gè)誤差是在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍之內(nèi)的。從而使質(zhì)量守恒定律確立在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上。
·講解質(zhì)量守恒定律略
【提出問(wèn)題,學(xué)生討論】
·化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是什么?道爾頓認(rèn)為,物質(zhì)是由原子構(gòu)成的,同種原子的性質(zhì)和質(zhì)量相同。根據(jù)這一觀點(diǎn),結(jié)合化學(xué)變化的本質(zhì),從微觀角度對(duì)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行解釋。
·學(xué)生討論,得出結(jié)論:化學(xué)變化中,原子的種類沒(méi)有變化,原子的數(shù)目也沒(méi)有增減。所以說(shuō),在化學(xué)反應(yīng)前后,參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和必然等于反應(yīng)后各生成物的質(zhì)量總和。
【拓展】
·討論質(zhì)量守恒定律是化學(xué)中的基本規(guī)律,也是自然界中的普遍規(guī)律。它認(rèn)為,物質(zhì)只能
相互轉(zhuǎn)化,而不能任意消失或創(chuàng)生。但是,人們?cè)谫澝老灎T高貴品質(zhì)時(shí),常說(shuō):"照亮別人,毀滅自己",這里說(shuō)的毀滅自己,是否指物質(zhì)任意的消失呢?如何解釋?
·解釋并總結(jié)略
問(wèn)題:
(1)根據(jù)兩位老師的教學(xué)過(guò)程,說(shuō)明各自所用教學(xué)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
(2)以張老師的教學(xué)為例,說(shuō)明化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)具有哪些作用?
(3)根據(jù)上述教學(xué)實(shí)例,歸納總結(jié)出化學(xué)概念、化學(xué)定律等這一類知識(shí)的基本教學(xué)思路。