習(xí)慣性失誤例析

黃愛(ài)民

（寶應(yīng)縣教育局教研室江蘇寶應(yīng)225800）

習(xí)慣性失誤例析

黃愛(ài)民

（寶應(yīng)縣教育局教研室江蘇寶應(yīng)225800）

固化淺層次理解，不能隨著學(xué)習(xí)的深入，幫助學(xué)生站在更高的層次上重新理解己學(xué)的內(nèi)容；以圓參考答案為目的，機(jī)械的使用教材、參考資料，缺乏深入的思辨。這些與專業(yè)水平無(wú)關(guān)的教學(xué)想法和做法造成不少習(xí)慣性失誤。

習(xí)慣性失誤；固化淺層次理解；機(jī)械使用教材

人皆會(huì)出錯(cuò)，化學(xué)教師亦不例外，不過(guò)下述幾例，從化學(xué)專業(yè)角度看，本不該出錯(cuò)，原因何在？習(xí)慣使然只是一種現(xiàn)象層面的解釋，隱藏在這種習(xí)慣性失誤背后，與專業(yè)水平無(wú)關(guān)的某些教學(xué)想法和做法讓人深思。

例1：人能嗅到花香——說(shuō)明分子在不停的運(yùn)動(dòng)。

分析：如果上面的結(jié)論成立，那我們能不能根據(jù)“不易嗅到鐵、食鹽、石蠟、淀粉等的氣味”的事實(shí)，得出這些物質(zhì)的構(gòu)成微粒是不運(yùn)動(dòng)的結(jié)論呢？顯然不能。那么問(wèn)題出在哪里？對(duì)教科書的表述缺乏思考及大量習(xí)題的不斷重復(fù)，造成了教師的思維慣性。實(shí)際上嗅到花香最少要三個(gè)條件：①香味分子做熱運(yùn)動(dòng)；②香味分子在熱運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了離域的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)(有了宏觀的位移)；③香味分子的濃度達(dá)到了我們鼻子感受的閾值。熱力學(xué)第三定律告訴我們：構(gòu)成物質(zhì)的微粒(分子、原子、離子)都在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)；與你嗅不嗅到它的氣味無(wú)關(guān)；嗅不嗅到它的氣味，關(guān)鍵在于條件②和③是否滿足。另外上述“分子在不停的運(yùn)動(dòng)”與“分子的熱運(yùn)動(dòng)”的表述，在語(yǔ)意上也有差異。用“濃氨水揮發(fā)出的氨氣，使相鄰燒杯中，滴有無(wú)色酚酞試液的水變紅”來(lái)說(shuō)明“微粒在不停運(yùn)動(dòng)”；用“水和酒精混和體積變小”來(lái)說(shuō)明“分子間有空隙”亦有同樣的邏輯問(wèn)題；當(dāng)然，對(duì)剛走進(jìn)化學(xué)之門的學(xué)生，用這些情境，幫助他們理解抽象的“微粒在不停運(yùn)動(dòng)”是合適的；問(wèn)題在于受過(guò)化學(xué)專業(yè)高等教育的我們，在使用這些情境之初就該明白：這些教學(xué)內(nèi)容在幫助學(xué)生進(jìn)入化學(xué)之門時(shí)，是淺層次理解；隨著學(xué)習(xí)的深入，要幫助學(xué)生站在更高的層次上重新理解；固化這種淺層次理解，對(duì)學(xué)生有百害而無(wú)一益。

例2：“在倒置燒杯中，上層的蠟燭先熄滅”的原因是:熱的CO2氣體密度小上升，使燒杯上層能滅火的CO2氣體濃度先增大。

分析：上述實(shí)驗(yàn)及其結(jié)論流傳很廣，在學(xué)生中考化學(xué)練習(xí)題和一些名師們的著作中屢見不鮮。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是客觀事實(shí)，然而，原因?qū)幔窟@里CO2的體積分?jǐn)?shù)最多為21%，不妨問(wèn)問(wèn)自己：將燃著的蠟燭，置于由21%CO2和79%O2組成的混和氣中，蠟燭會(huì)熄滅嗎？顯見上層的蠟燭先熄滅真正的原因是：上升到上層的熱氣流中氧氣的含量過(guò)低。問(wèn)題在于這樣的誤解為何會(huì)發(fā)生：在九年義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)教材《化學(xué)》和以前各種版本的初中化學(xué)教材中都有一個(gè)典型的“二氧化碳熄滅蠟燭火焰”的實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)大燒杯內(nèi)放置高、低不同的兩支蠟燭。然后向燒杯內(nèi)慢慢倒入二氧化碳。結(jié)果在大燒杯內(nèi)，低處的蠟燭火焰先熄滅，高處的蠟燭火焰后熄滅。用于說(shuō)明二氧化碳既不支持燃燒，而且它的密度也比空氣大。教師們?yōu)榱伺囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，重新設(shè)計(jì)了這個(gè)倒置的燒杯實(shí)驗(yàn)。殊不知書本實(shí)驗(yàn)中的CO2體積分?jǐn)?shù)可以很高，而創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的CO2體積分?jǐn)?shù)最多為21%。差之毫厘，謬之千里。為了吸引眼球，進(jìn)行似是而非的創(chuàng)新，是浮燥心態(tài)在教學(xué)上的投影。這種浮燥的教學(xué)是不能培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度的。

其實(shí)就這個(gè)“二氧化碳熄滅高低蠟燭火焰”的典型實(shí)驗(yàn)，也是存在實(shí)驗(yàn)過(guò)繁的問(wèn)題。燒杯中只要一支蠟燭焰即可：蠟燭火焰熄滅說(shuō)明了二氧化碳不支持燃燒，二氧化碳能從集氣瓶中倒入下方的燒杯內(nèi)就說(shuō)明了它的密度也比空氣大(否則不能從集氣瓶中倒出、且排出燒杯中的空氣)，多用一支蠟燭，并沒(méi)能多說(shuō)明些什么。

例3：在同樣條件下，用同樣的日光照射分別插有溫度計(jì)的兩個(gè)同樣的密閉集氣瓶，其中一瓶?jī)?nèi)盛CO2、另一瓶?jī)?nèi)盛空氣，經(jīng)同樣時(shí)間后，前者溫度計(jì)顯示溫度高說(shuō)明了:CO2是更易吸收光能的溫室氣體。

分析：對(duì)溫室效應(yīng)的原理理解有誤。溫室效應(yīng)是指象CO2這一類氣體，能吸收由地球吸收太陽(yáng)能后反射向太空的紅外光，即阻礙了地球的能量散失，使地球吸放熱失衡(吸未變、放減少)，造成地球升溫。上述實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)問(wèn)題：①它模擬的不是溫室效應(yīng)，而是氣體對(duì)太陽(yáng)能的吸收；②在比較空氣和CO2對(duì)太陽(yáng)能的吸收能力時(shí)，又遺漏了熱容量因素。做模擬溫室效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，如果要從太陽(yáng)能、地球吸放熱、CO2這一類氣體使地球吸放熱失衡全面模擬是最合理，但也極其困難；實(shí)際上截取一段“CO2這一類氣體對(duì)紅外光有較強(qiáng)的吸收能力”即可，在模擬時(shí)要考慮容器對(duì)紅外吸收越弱越好，分析比較時(shí)還要考慮熱容量因素。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理有誤，分析比較時(shí)初中物理的常識(shí)會(huì)被我們置于腦后，這背后隱藏著什么原因？CO2是溫室氣體已是學(xué)生熟知的常識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之，可培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，這種教學(xué)上的考慮是正確的。如果真的立足于培養(yǎng)學(xué)生能力，進(jìn)行探究教學(xué)設(shè)計(jì)，上述錯(cuò)誤是不會(huì)出現(xiàn)，更不會(huì)廣泛流傳。高度依賴資料、參考和現(xiàn)成教學(xué)案，缺乏思考和分析的浮燥備課，導(dǎo)致了謬誤的流傳，違背了實(shí)驗(yàn)初衷，做了培養(yǎng)了學(xué)生“簡(jiǎn)單”頭腦的教學(xué)。

1008-0546（2011）01-0004-01

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.01.002