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)過程實錄
【張老師的教學(xué)實錄】
【提出問題】復(fù)習(xí)化學(xué)變化的實質(zhì)(分子拆分,原子重新組合),引出問題: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)量有沒有變化?
【做出假設(shè)】學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗,提出假設(shè):(1)增加(2)減少(3)不變
【設(shè)計實驗進行探究】小組討論:根據(jù)實驗?zāi)康暮退峁┑膶嶒炗闷吩O(shè)計實驗方案,組織交流評價實驗方案,選出可行性方案。包括:
實驗1氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng),測量反應(yīng)前后質(zhì)量。
實驗2蠟燭燃燒,測量反應(yīng)前后質(zhì)量。
·進行實驗:學(xué)生依據(jù)實驗方案進行實驗,并記錄實驗現(xiàn)象和測定的實驗數(shù)據(jù)。
·匯報實驗結(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。
·對結(jié)果進行分析。
學(xué)生對上述現(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,因為反應(yīng)中既沒有氣體參加,又沒有氣體生成。"
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集氣瓶中點燃,迅速塞上塞子再稱,質(zhì)量可能就不變了。"
【重新設(shè)計并完成實驗】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。
·思考實驗結(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)生從微觀角度進行分析:化學(xué)變化中,原子的種類沒有變,原子的數(shù)目也沒有增減,所以說,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)實錄】
【問題引入】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?下面讓我們通過實驗來研究一下。
【演示實驗】
·蠟燭燃燒前后質(zhì)量的測定(密閉容器)。
·硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測定
·數(shù)據(jù)記錄
·得出結(jié)論在這兩個反應(yīng)中,化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量不變。
【設(shè)問講解】
·設(shè)問化學(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世紀下半葉,生產(chǎn)的迅速發(fā)展推動了科學(xué)實驗的發(fā)展?;瘜W(xué)實驗室里有了比較精密的實驗儀器,這使化學(xué)研究工作發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變,即從對物質(zhì)的簡單定性研究進入到較精密的定量研究。在該過程中,拉瓦錫做出了重要貢獻。拉瓦錫使幾種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并測定反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量。經(jīng)過反復(fù)實驗和分析,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。這個結(jié)論就是現(xiàn)在的質(zhì)量守恒定律。要想進一步證明或否定這一結(jié)論,需要極精確的實驗結(jié)果。但在18世紀,實驗設(shè)備和技術(shù)還達不到這種要求。后來,不斷有人改進實驗技術(shù)等,以求能得到更精確的實驗結(jié)果。20世紀初,德國和英國化學(xué)家分別做了精確度極高的實驗,反應(yīng)前后的質(zhì)量變化小于一千萬分之一,這個誤差是在實驗誤差允許范圍之內(nèi)的。從而使質(zhì)量守恒定律確立在嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗基礎(chǔ)上。
·講解質(zhì)量守恒定律略
【提出問題,學(xué)生討論】
·化學(xué)變化的實質(zhì)是什么?道爾頓認為,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,結(jié)合化學(xué)變化的本質(zhì),從微觀角度對質(zhì)量守恒定律進行解釋。
·學(xué)生討論,得出結(jié)論:化學(xué)變化中,原子的種類沒有變化,原子的數(shù)目也沒有增減。所以說,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,人們在贊美蠟燭高貴品質(zhì)時,常說:"照亮別人,毀滅自己",這里說的毀滅自己,是否指物質(zhì)任意的消失呢?如何解釋?
·解釋并總結(jié)略
問題:
(1)根據(jù)兩位老師的教學(xué)過程,說明各自所用教學(xué)方法的優(yōu)缺點。
(2)以張老師的教學(xué)為例,說明化學(xué)實驗對發(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)實例,歸納總結(jié)出化學(xué)概念、化學(xué)定律等這一類知識的基本教學(xué)思路。
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