昨天，感受到來自未來的老爺爺蛋塔店的改變．
一早，打開行事曆看到下週出現兩條綠色的通知
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出現 Gemini，感覺已經有下一些指導語，猜想是餵之前的教案？
內建指導語：你是國中自然2年級老師，請說明如何運用進行質量守恆實驗，並藉由實驗說明化學反應遵守質量守恆，提供哪些教學活動與練習題，可以幫助學習。
實驗結果與討論：
- 學生應發現反應前後的總質量幾乎相等，即質量守恆。
- 討論產生的氣體為何質量不減少，並引入質量守恆的概念解釋。
- 說明化學反應中，原子只是重新排列組合，不會消失或產生，因此總質量不變。
教學活動：
- 預備活動：
- 複習原子、分子的概念。
- 介紹質量守恆定律的意義。
- 實驗前討論：
- 讓學生預測實驗結果，並說明理由。
- 實驗過程指導：
- 協助學生正確使用天平，並注意測量的精確度。
- 實驗後討論：
- 引導學生分析實驗數據，得出結論。
- 鼓勵學生提出疑問，並共同討論。
- 延伸活動：
- 設計其他類型的質量守恆實驗，如鎂帶燃燒、鐵釘生鏽等。
- 讓學生閱讀相關科學家的故事，了解科學發現的過程。
練習題：
- 在一個密閉容器中進行化學反應，反應前後的質量會如何變化？為什麼？
- 為什麼在燃燒實驗中，燃燒物似乎變輕了？
- 請舉例說明生活中哪些現象可以驗證質量守恆定律。
- 如果在實驗中發現反應前後質量有明顯差異，可能的原因有哪些？
注意事項：
- 實驗過程中，應注意安全，避免酸液濺到皮膚或衣物。
- 鼓勵學生仔細觀察實驗現象，並記錄實驗數據。
- 透過實驗，讓學生體會到科學探究的樂趣，培養科學素養。
備註：
- 本實驗設計可依據學生程度和教學時間進行調整。
- 除了小蘇打粉和醋，也可以選擇其他容易取得的物質進行實驗。
延伸學習：
- 核反應： 介紹核反應中質量與能量的轉換關係，讓學生了解質量守恆定律的侷限性。
- 質能方程式： 簡單介紹愛因斯坦的質能方程式，讓學生對質量與能量的關係有更深入的認識。
透過以上的教學設計，學生可以更深入地理解質量守恆的概念，並將其應用於日常生活中。
我問：若要做簡易的實驗讓學生觀察到質量守恆，可以有哪些選擇？
1. 蠟燭燃燒實驗
- 器材： 蠟燭、打火機或火柴、天平、玻璃罩（或廣口瓶）
- 步驟：
- 測量蠟燭的初始質量。
- 將蠟燭點燃，放入玻璃罩內。
- 待蠟燭燃燒一段時間後，將其熄滅。
- 再次測量蠟燭的質量。
- 變化： 燃燒後的蠟燭質量會減少。
- 討論： 減少的質量轉化為二氧化碳和水蒸氣等氣體，這些氣體逸散到空氣中，因此我們無法直接測量到。如果我們在一個完全密閉的容器中進行實驗，燃燒前後的總質量（蠟燭 + 容器 + 氧氣）應該保持不變。
2. 小蘇打粉與醋的反應
- 器材： 小蘇打粉、醋、天平、燒杯、氣球
- 步驟：
- 測量燒杯和小蘇打粉的總質量。
- 在燒杯中加入醋。
- 將氣球套在燒杯口上，防止氣體逸出。
- 觀察到小蘇打粉與醋反應產生氣體，氣球膨脹。
- 待反應完成後，再次測量燒杯、氣球和內容物的總質量。
- 變化： 反應前後的總質量應該幾乎相等。
- 討論： 這個實驗展示了即使產生氣體，質量仍然守恆。氣體並沒有消失，只是改變了存在形式。
3. 鐵絲棉燃燒實驗
- 器材： 鐵絲棉、打火機或火柴、天平、石棉網（或耐熱墊）
- 步驟：
- 測量鐵絲棉的初始質量。
- 將鐵絲棉放在石棉網上，用打火機點燃。
- 觀察鐵絲棉燃燒的現象。
- 待燃燒完成後，冷卻至室溫。
- 再次測量燃燒後鐵絲棉的質量。
- 變化： 燃燒後的鐵絲棉質量會增加。
- 討論： 鐵絲棉與空氣中的氧氣反應，生成了新的氧化鐵，因此質量增加。這個實驗說明了質量守恆也適用於有氣體參與的反應。
提醒
- 在進行這些實驗時，務必注意安全，特別是使用火源和化學藥品時。
- 鼓勵學生積極參與實驗，並引導他們觀察、記錄、分析實驗現象和數據。
- 透過這些簡單的實驗，學生可以更直觀地理解質量守恆定律，並培養科學探究的精神。
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