以“家庭實驗”展開的八年級化學探究——“曼妥思薄荷糖與可樂”引發(fā)的二氧化碳學習

袁菲菲

（揚州梅苑雙語學校 江蘇 揚州 225000）

新的初中化學課程理念要求立足于學生適應現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要， 著眼于提高科學素養(yǎng)， 構建知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀相融合的初中化學課程目標體系。 課堂教學要實現(xiàn)三維目標， 往往受時間、空間及班級人數(shù)等的限制。 為了彌補課堂中實驗探究時間和空間的不足， 我們進行了“將學生家庭實驗融入八年級化學探究”的嘗試。 學生在家做相關實驗， 怎樣全面滲透化學新課程理念，盡可能地挖掘家庭實驗的教育功能？ 本文以家庭實驗“曼妥思薄荷糖與可樂”的課堂教學為例進行討論。

一、布置家庭實驗

1. 確定內(nèi)容

八年級化學的首要任務在于培養(yǎng)學生學習化學的興趣。 實驗興趣是認知興趣中重要的一種，只有當學生通過親自探究， 從神奇的實驗現(xiàn)象中獲得快樂，產(chǎn)生的興趣才具有一定的穩(wěn)定性和持久性。 趣味型家庭小實驗的設計更符合八年級學生心理特點。

案例：以網(wǎng)絡流行一時的“可樂噴泉”為題，使學生感受化學實驗的神奇，引導學生進入化學之門， 再因勢利導，培養(yǎng)學生的觀察能力、思維和分析能力。

2. 布置任務

開始探究時學生感到無所適從。 特別是對于他們司空見慣的現(xiàn)象，學生們不知要觀察什么，探究什么。我們編制了導學稿，引導學生如何觀察，如何從眾多的現(xiàn)象中提取有價值的信息。

例如：

學海導航（友情提醒：請注意安全，在家長的監(jiān)督下進行實驗！ ）

試一試：關于“可樂噴泉”的實驗。

操作：請你嘗試著向一瓶600mL 的可樂中投入幾顆曼妥思薄荷糖后，迅速離開。

要求：記錄實驗現(xiàn)象，并將實驗過程用影像記錄下來傳給老師；總結實驗中的感受（包括愉悅、困惑和感悟等）， 并對實驗進行反思： 如你對實驗有什么疑問？ 你有什么解決方法？ 實驗有什么改進的地方？ 由該實驗你聯(lián)想到什么？ 等等。

二、家庭實驗交流與拓展

1. 教師評價

教師課前仔細評析學生的實驗報告，收集觀看學生傳來的影像資料，發(fā)現(xiàn)其中的閃光點，總結出有價值的問題，并找出實驗中的不足和存在的問題。 確定學生在課堂中交流家庭實驗內(nèi)容的順序，精簡學生的發(fā)言以充分顯示大家在家庭實驗過程中的寶貴亮點。教師做好評價、拓展和引導準備。

2. 課堂交流

課堂上， 教師表揚一些學生的認真實驗態(tài)度、鼓勵并展示有創(chuàng)意的實驗探究，播放精選出的學生影像資料片，并抓住實驗中閃現(xiàn)出的思維火花，共同探討、解決疑難問題，同時生成新問題。

案例：

教師首先挑選播放了3 位同學的家庭實驗視頻，視頻中，2 位同學的瓶內(nèi)只產(chǎn)生了少量氣泡，第三位同學的瓶內(nèi)氣泡涌動得相對劇烈一些。

看的過程中有學生說： 我看過網(wǎng)絡視頻了， 那里可樂可以噴出很高的液柱呢?。ㄈ鐖D）

是什么原因導致他們的實驗現(xiàn)象不夠明顯呢？ 通過對比網(wǎng)絡視頻， 同學們總結到：

1. 應該使用新開瓶的可樂， 而不是喝了大半剩下的或開封已久的。

2. 放入薄荷糖的量要多（10 顆），而且一次性放入。 大多學生先放3 顆，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象不明顯再放幾顆，這樣可樂里溶有的氣體不能短時間內(nèi)大量逸出，所以現(xiàn)象不是很明顯。

3. 選用健怡牌可口可樂、雪碧效果較好。

教師引導：“可樂噴泉”的產(chǎn)生是由什么原因導致的？

學生猜想：1.與薄荷有關；2.與糖（甜味品）有關

教師再次播放三段視頻。

第一段：將曼妥思薄荷糖、綠箭薄荷糖、荷氏薄荷糖、有薄荷味的阿爾卑斯分別放入可樂瓶中，對比實驗現(xiàn)象。 發(fā)現(xiàn)其他的薄荷糖與可樂的反應都不及曼妥思來得劇烈。

提問：那么糖中的薄荷是不是真正的“兇手”呢？

學生：不像！

繼續(xù)播放視頻，找來冰糖放入可樂，冰糖的反應也很劇烈，但冰糖中根本就不含薄荷，顯然薄荷不是造成噴泉的兇手。

提問：那么會和甜味有關嗎？

第二段：將很甜的德芙巧克力（絲質順滑）放入可樂里，并沒有看到明顯的氣泡。 而將食鹽放入可樂里，反應卻十分劇烈。 對比之下，發(fā)現(xiàn)“兇手”也不是甜味品。

提問：“真兇”究竟是誰？ 冰糖、食鹽、曼妥思薄荷糖都與可樂能產(chǎn)生劇烈的反應，冰糖和食鹽的反應甚至更加強烈！

學生：是物體的形狀！

提問：好！ 那么同學們先預測一下，要是把玻璃球放進可樂里會有噴泉嗎？

然后播發(fā)第三段視頻將玻璃球放入可樂中，沒有現(xiàn)象。

結論：粗糙之固體表面的存在，常有助于反應的加速進行，對瓶內(nèi)含有氣體的可樂飲料而言，粗糙的固體表面是極佳的干擾源?？杉铀贇怏w的逸出。因此，在置入曼妥思的短時間內(nèi)，可樂瓶中將生成大量的氣體，以致在瓶口造成噴泉現(xiàn)象。

這段親身經(jīng)歷和體驗，不僅使學生獲得了化學知識和技能， 更重要的是激發(fā)了他們學習化學的興趣，還使他們領略到借助科學的研究方法，能夠理解科學的本質，從而培養(yǎng)了他們科學探究的精神，提高了學生的科學素養(yǎng)。

3. 遷移拓展

通過實驗展示并分析了解了現(xiàn)象的本質后，學生們都很興奮。 這時教師如何趁熱打鐵，順勢利導，激發(fā)學生思維，使學生從本實驗中生成出新的探究點呢？

案例：

教師引導：從“曼妥思薄荷糖與可樂”實驗中，自然會想到：曼妥思薄荷糖能與可樂一同享用嗎？

學生活動1：如圖1，學生口中含一顆曼妥思薄荷糖，喝一口可樂， 感受片刻后吐掉。（無教師指導，切勿模仿。 ）

學生：我們有著同樣的感受， 感覺有氣體要從嘴中噴出。

提問：你知道“可樂噴泉”中噴出的是什么氣體嗎？

學生：可能是二氧化碳吧？

教師：如何證明是二氧化碳呢？

學生：我們生物課上學過，用吸管向澄清石灰水中吹氣（如圖2），石灰水會變渾濁，說明二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以只要把可樂氣體通入澄清石灰水， 就可檢驗出是否是二氧化碳了。

學生： 將汽水中逸出的氣體通入澄清石灰水中，也看到了石灰水變渾濁的現(xiàn)象（如圖3）。

學生齊聲回答： 可樂中冒出的氣體是二氧化碳

教師繼續(xù)引導： 除了我們每個人都是一部制造二氧化碳的機器外， 你們還能利用家中的生活用品制出二氧化碳嗎？ 從而引出家庭小實驗：“醋雞蛋”。

教師介紹“醋雞蛋”的制作：

將一枚雞蛋放入盛有大半杯白醋的透明杯中，觀察現(xiàn)象，放置一晝夜以后，將雞蛋從白醋中取出，觀察雞蛋有什么變化？ 用蘸有澄清石灰水的玻璃片蓋住。仔細觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。

實驗說明：可以在家里制取澄清石灰水。 有些食品干燥劑的主要成分為生石灰，如波力海苔中的“強力干燥劑”。 取一只玻璃杯，加入約半杯水，再加入一包“強力干燥劑”，用筷子攪拌，靜置。 注意觀察生石灰與水反應時的放熱現(xiàn)象。

圖1

圖2

圖3

學生活動2：可樂是許多同學的最愛，你們能否談談喝完可樂后的感受？

學生：胃很脹，想打嗝；鼻孔和嘴里有股氣不由自主地往外涌……

引導：同學們覺得嗝出的氣體是什么呢？

學生：還是二氧化碳嗎？

引導：對！ 可為什么二氧化碳喝到胃里會“想出來”呢？

引出家庭小實驗：探究影響氣體在水中溶解性的因素

實驗用品：雪碧飲料（ 新開瓶）、玻璃杯、一次性注射器（20 mL）、膠頭（ 用來封閉注射器針孔）

實驗步驟1：探究壓強對氣體溶解性的影響。

將雪碧飲料倒入玻璃杯中， 用注射器吸取10 mL雪碧飲料， 用膠頭封閉注射器針孔。 將注射器活塞用力往外拉， 觀察注射器管中的現(xiàn)象 （如圖4）。 松開手， 觀察注射器管中的現(xiàn)象。 將注射器活塞用力往里推， 觀察注射器管中的現(xiàn)象（如圖5）。

實驗步驟2：探究溫度對氣體溶解性的影響

用注射器吸取10 mL 雪碧飲料，用膠頭封閉注射器針孔。 將注射器放入盛滿熱水的玻璃杯中， 觀察注射器中的現(xiàn)象（如圖6）。再將注射器放入盛滿冷水的玻璃杯中， 觀察注射器中的現(xiàn)象（如圖7）。

圖4

圖5

圖6

圖7

由此可見，只要我們勤于思考，樂于嘗試，實驗探究是無窮盡的。 我們可以把一些演示實驗和驗證性實驗改變?yōu)閷W生探究實驗，課堂容量有限，就借助于家庭小實驗，以學生為主體，發(fā)揮教師的引導作用，使學生在探究的實踐中不僅獲得新知識， 并懂得獲得新知識的途徑，激發(fā)學生的求知欲和探究興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力。 這樣的學習方式可使學生獲益終身。

4. 失敗乃成功之母

初次開展這樣的探究教學活動，也暴露了一些問題。 如我在初二（3）班、初二（8）班同時開設了這樣的課，但是二（8）班同學回家完成家庭實驗的情況就遠遠差于二（3）班。 經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多同學其實都做了家庭實驗，但是因為實驗沒能達到預期的效果，覺得即使做了實驗也沒什么意義， 所以就沒有上傳視頻。直到在課上我展示了兩位同學上傳的現(xiàn)象不太明顯的實驗視頻，并引導全班同學分析、總結獲得正確的結論后，大家才懂得了失敗并不可怕，只要我們善于總結教訓，它往往能夠成為前進的動力呢！ 最后，全班同學在肯定了兩位同學的探究精神同時，也給予了兩位同學熱烈的掌聲。 很多同學課后找到我，表示下次的家庭實驗無論成功與否，都會與大家分享，因為從失敗的實驗中更能學到知識。

三、總結反思

經(jīng)過本次家庭實驗教學之后， 我每次布置家庭實驗， 學生都積極踴躍地實施， 并在班級范圍內(nèi)分享。 真正調(diào)動了學生做化學家庭實驗的積極性， 延伸擴大了化學實驗室的范圍， 做到了化學與生活的結合， 并實現(xiàn)了多學科知識綜合應用及情感態(tài)度價值觀的綜合教育功能， 滲透落實了初中化學新課程的理念。通過家庭實驗及后續(xù)知識延伸， 初步形成了學生自主實驗與課堂教學融為一體的新型教學模式。 所以，家庭實驗的教學是一種應該倡導的綜合教育手段！

［1］ 何菊菊. 中學生化學實驗技能的培養(yǎng)［J］. 新余學院學報，2012，17（2）

［2］ 王忠林. 化學實驗教學探索［M］. 北京：人民教育出版社，2005

［3］ 丁華英. 初中化學實驗教學設計的探究與實踐 ［J］. 科技創(chuàng)新導報，2009，（12）

［4］ 高珊. 氣體溶解度的影響因素的有效教學探究 ［J］. 化學教育，2010，（10）