酒精燈火焰溫度“錯(cuò)誤比較”引發(fā)的思考

摘要：本文針對初中理化試驗(yàn)中關(guān)于酒精燈火焰溫度的認(rèn)識進(jìn)行了多方位的比較和思考。

關(guān)鍵詞：理化實(shí)驗(yàn) 酒精燈 火焰溫度 外焰

一、背景

酒精燈是理化實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的熱源，其火焰分為焰心、內(nèi)焰和外焰。一般認(rèn)為酒精燈的火焰溫度在400—500℃左右，最高可達(dá)800℃，并且焰心、內(nèi)焰和外焰的溫度依次升高。多少年來，不論是教科書還是有關(guān)手冊，一般都認(rèn)為酒精燈的外焰溫度最高。教師在教學(xué)中也會不折不扣地將這一知識傳遞給學(xué)生，絕大部分學(xué)生能較好地掌握這一知識。但是，問題卻發(fā)生在一位初三優(yōu)秀學(xué)生的身上，而且在一學(xué)期里出現(xiàn)了3次同樣的錯(cuò)誤，這不得不令人深思！

二、經(jīng)過

事情發(fā)生在1995年，筆者剛剛踏上講臺，任教初三重點(diǎn)班，在一次練習(xí)中，班里一位學(xué)習(xí)成績很好的女生對“酒精燈火焰中溫度最高的是_____”的回答是“內(nèi)焰”。筆者認(rèn)為，這是初二自然科學(xué)中的一個(gè)簡單問題，提醒了一下“酒精燈外焰溫度最高”應(yīng)該可以糾正其錯(cuò)誤。

意料之外的事情還是發(fā)生了，期中考試的試題中有這樣一題：在使用酒精燈加熱物體時(shí)，通常將受熱物體放置于酒精燈的_______加熱，因?yàn)檫@一部分的火焰溫度最高。她給出的答案卻仍然是“內(nèi)焰”。筆者這才意識到當(dāng)初把問題想簡單了，于是找了幾個(gè)學(xué)生了解情況，原來，初二的老師真的向他們傳遞了“酒精燈火焰中內(nèi)焰溫度最高”的信息。因此，筆者為了彌補(bǔ)這一問題，在試題分析時(shí)特別強(qiáng)調(diào)“酒精燈火焰中外焰溫度最高，其原因是酒精蒸汽在外焰燃燒最充分” 。

令人費(fèi)解的事情又一次發(fā)生了，測驗(yàn)中一道關(guān)于“酒精燈火焰溫度比較” 的選擇題，絕大部分同學(xué)都答對了。她卻又一次義無反顧地選擇了“內(nèi)焰>外焰>焰心”。筆者當(dāng)時(shí)的心情十分復(fù)雜，于是向有經(jīng)驗(yàn)的教師請教，答案也只是“這應(yīng)該記住的：酒精燈火焰中外焰溫度最高，其原因是酒精蒸汽在外焰燃燒最充分”。筆者知道，這招對這位特殊的學(xué)生根本行不通。于是決定讓學(xué)生給一個(gè)解釋，她告訴筆者“給手取暖的時(shí)候，我們通常把手放在外焰上方取暖，沒有人會把手放在內(nèi)焰取暖，這是因?yàn)閮?nèi)焰溫度太高了”。筆者于是和她一道走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，做了如下實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃酒精燈，仔細(xì)觀察火焰的分層情況；將一根小木條迅速平放入火焰中，1~2秒鐘后取出觀察?！霸瓉碓谕庋娌糠值哪緱l被燒黑了”給了筆者覺得比較滿意的答案。此后，她對這一問題的答案都是“酒精在外焰燃燒最充分，火焰中外焰溫度最高”。

三、思考

已經(jīng)過去了14個(gè)年頭，但往事卻歷歷在目，其原因是這一經(jīng)歷留給筆者許多頗有價(jià)值的反思。

1.先入為主產(chǎn)生了優(yōu)先效應(yīng)

這位同學(xué)的“錯(cuò)誤認(rèn)識”來源于初二年級學(xué)習(xí)中老師的一次口誤，因?yàn)槭堑谝淮谓佑|這一新的知識，最先進(jìn)入她頭腦中的信息，就首先成了真理，從而形成了強(qiáng)烈的優(yōu)先效應(yīng)，即使后來的觀點(diǎn)怎樣正確，怎樣科學(xué)，也持否定的態(tài)度。因此，在教學(xué)中教師有必要對教學(xué)的語言和課堂的板書嚴(yán)格要求，來不得半點(diǎn)馬虎，否則，教學(xué)中不經(jīng)意間的一個(gè)筆誤甚至口誤都有可能留給學(xué)生難以消除的嚴(yán)重影響。

2.自我解釋鞏固了意義構(gòu)建

這位同學(xué)的“錯(cuò)誤認(rèn)識”的頑固性，關(guān)鍵在于她所形成的自我解釋——“給手取暖的時(shí)候，我們通常把手放在外焰上方取暖，沒有人會把手放在內(nèi)焰取暖，這是因?yàn)閮?nèi)焰溫度太高了”。這是因?yàn)閷W(xué)生把當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物盡量和自己已經(jīng)知道的事物相聯(lián)系，并對這種聯(lián)系加以認(rèn)真的思考，從而建立起自我解釋，自圓其說。根據(jù)科學(xué)的知識建立的自我解釋有助于對知識的鞏固，根據(jù)科學(xué)的知識建立的科學(xué)解釋則有助于對知識的理解。倘若知識本身是不科學(xué)的，這種自我解釋將會使得“錯(cuò)誤認(rèn)識”更為根深蒂固。因此，教師在學(xué)生進(jìn)行意義構(gòu)建的過程中，應(yīng)該是“聯(lián)系”的搭橋者和“思考”的促進(jìn)者，同時(shí)還要幫助學(xué)生通過自我協(xié)商和相互協(xié)商（交流和討論）暴露學(xué)生的自我解釋，并盡力構(gòu)建科學(xué)解釋，從而促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識的意義建構(gòu)。

3.親身體驗(yàn)瓦解了“錯(cuò)誤認(rèn)識”

這位同學(xué)的“錯(cuò)誤認(rèn)識”的“糾正”，其關(guān)鍵在于一個(gè)十分簡單的實(shí)驗(yàn)，它卻為學(xué)生認(rèn)識化學(xué)知識提供了實(shí)驗(yàn)事實(shí)。中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，有很多概念和理論的形成，一般是從認(rèn)識具體物質(zhì)的性質(zhì)開始的。而物質(zhì)的性質(zhì)，特別是物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，只有借助于一定的實(shí)驗(yàn)手段，才能讓學(xué)生感知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得實(shí)驗(yàn)事實(shí)，從而在此基礎(chǔ)上形成化學(xué)概念，認(rèn)識化學(xué)理論。因此，教師在教學(xué)中必須高度重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識論功能[1]，決不能用“黑板實(shí)驗(yàn)”、“講實(shí)驗(yàn)”代替“做實(shí)驗(yàn)”。

4. “錯(cuò)誤答案”成就了科學(xué)結(jié)論

近年來的研究表明：酒精燈火焰溫度的高低順序?yàn)椋簝?nèi)焰＞外焰＞焰心。一般認(rèn)為酒精燈的外焰溫度最高，其原因是酒精蒸汽在外焰燃燒最充分；同時(shí)由于外焰與外界大氣充分接觸，燃燒時(shí)與環(huán)境的能量交換最容易，熱量散失最多，致使外焰溫度低于內(nèi)焰[2]。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論與這位同學(xué)的“錯(cuò)誤答案”不謀而合，這又一次讓筆者陷入了深思。當(dāng)時(shí)，自己為什么沒有懷疑“外焰溫度最高”的結(jié)論，把教材的結(jié)論作為神圣的教條，而淪為書本的奴隸。因此，學(xué)習(xí)和教學(xué)都需要質(zhì)疑，有必要采用不同的方法和眼光進(jìn)行閱讀，即“正反合”讀書法，以免唯書本定勢。第一遍正讀，假定書中的說法完全正確，在讀的過程中補(bǔ)充新的證據(jù)、新的材料和新的論證方法；第二遍反讀，假定書中的觀點(diǎn)都是錯(cuò)誤的，在讀的過程中找出這些錯(cuò)誤并且一一加以辯駁；第三遍合讀，把正讀和反讀的結(jié)果綜合起來，對書中討論的內(nèi)容提出自己的新看法。只有這樣，才是讀書的最高境界：既“讀進(jìn)去”，又“讀出來”。

5. 實(shí)驗(yàn)事實(shí)引發(fā)的教學(xué)探討

小木條在酒精燈火焰中的炭化能否證明酒精燈火焰的溫度高低？木材的炭化是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)過程，其炭化程度是由受熱的溫度、受熱的時(shí)間和氧氣的含量等多種因素共同決定。因此，木條的炭化程度不能反映酒精燈火焰溫度的高低。目前，有些化學(xué)教材中仍然采用木條在酒精燈火焰中的炭化實(shí)驗(yàn)作為酒精燈火焰溫度高低的探究實(shí)驗(yàn)[4]，這不僅在實(shí)驗(yàn)方法的條件控制上是不夠科學(xué)的，同時(shí)，還在實(shí)驗(yàn)結(jié)論上與目前的研究結(jié)果相矛盾。