改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?眼見為實(shí)

支蕓

摘 要：課本上有些實(shí)驗(yàn)由于現(xiàn)象不明顯，在課堂教學(xué)時(shí)會影響學(xué)生的觀察與思考，滬教版《初中化學(xué)》第一章第2節(jié)講的是化學(xué)研究的內(nèi)容。在這一部分化學(xué)研究物質(zhì)的性質(zhì)與變化的教學(xué)中，教師發(fā)現(xiàn)了課本原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中就存在著這樣的問題。作為化學(xué)教師要勤于思考改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，以便學(xué)生觀察與學(xué)習(xí)，并利用實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，然后逐步引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，解決問題。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)實(shí)驗(yàn);設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);眼見為實(shí);解決問題

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2019-08-08 文章編號：1674-120X（2019）31-0080-02

在滬教版《初中化學(xué)》第一章第2節(jié)要求學(xué)生通過探究蠟燭燃燒，觀察到有水霧和澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象，得出有水和二氧化碳生成，生成了原來沒有的新物質(zhì)，從而小結(jié)化學(xué)變化與物理變化的定義和區(qū)別?？梢哉f這節(jié)課開啟了學(xué)生認(rèn)識化學(xué)變化的大門，是至關(guān)重要的一節(jié)課。

一、課本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)步驟：①取一段蠟燭，觀察外觀特征;②點(diǎn)燃蠟燭，觀察現(xiàn)象;③在蠟燭火焰上方罩一個(gè)干冷的小燒杯，觀察燒杯內(nèi)壁的變化;④向上述小燒杯中加入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現(xiàn)象;⑤取一段粗玻璃管，按課本所示方式置于火焰中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象;⑥吹滅蠟燭，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

二、瑕疵分析與改進(jìn)

瑕疵一：課本上利用在蠟燭火焰上方一個(gè)干冷的小燒杯，觀察燒杯內(nèi)壁的變化，通過觀察燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)的小水珠，得出有新物質(zhì)水生成。但是該節(jié)內(nèi)容在剛開學(xué)第三節(jié)課時(shí)的時(shí)候開設(shè)，這時(shí)剛開學(xué)，天氣溫度較高，秋天空氣也干燥，很難觀察到水霧，學(xué)生不能眼見為實(shí)。并且罩上燒杯后，蠟燭不完全燃燒生成了炭黑（完全燃燒與不完全燃燒在第四章是才學(xué)習(xí)）在這里出現(xiàn)，學(xué)生先觀察到有黑色物質(zhì)生成（因?yàn)橄灎T是白色，對比非常明顯，學(xué)生很容易關(guān)注到），而書上并沒有提到，于是學(xué)生覺得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與課本現(xiàn)象不一致。而對出現(xiàn)的問題，由于知識的階段性（第四章才學(xué)，在這節(jié)課不能給學(xué)生解釋清楚為什么有黑色物質(zhì)出現(xiàn)），學(xué)生的問題不能解決進(jìn)而產(chǎn)生了困惑，而這時(shí)教師卻要求學(xué)生掌握課本上的現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為教師“指鹿為馬”。在教學(xué)過程也出現(xiàn)了一些小笑話：關(guān)于顏色——“老師，你高興就好，我們的眼光不重要”;關(guān)于產(chǎn)物——“老師你說生成什么就是什么”，其實(shí)都是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯或者其他因素影響了實(shí)驗(yàn)效果，這都是由知識的階段性和局限性導(dǎo)致的。

改進(jìn)：在火焰上方放一塊石棉網(wǎng)，在石棉網(wǎng)上罩一只小燒杯。因?yàn)樾x火焰較遠(yuǎn)，溫度散失，干而冷的燒杯內(nèi)壁很快出現(xiàn)水霧，且不會燒杯，因此內(nèi)壁不會出現(xiàn)炭黑，效果非常明顯，與課本現(xiàn)象一致，且成功率極高。

瑕疵二：這個(gè)實(shí)驗(yàn)第六步：吹滅蠟燭，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，看到白煙，這個(gè)白煙是石蠟蒸汽冷凝成的石蠟固體小顆粒，白煙的現(xiàn)象很容易觀察到，但是卻很難理解這個(gè)白煙是什么。因?yàn)閯倓傆懻摿耍灎T燃燒是化學(xué)變化，會生成新物質(zhì)，那么這個(gè)白煙是不是石蠟燃燒生成的新物質(zhì)呢？為了解答這個(gè)疑問，教師一般會帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行一個(gè)探究，這也是一個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)——隔空點(diǎn)蠟燭。石蠟小顆粒具有可燃性，而該化學(xué)變化的產(chǎn)物二氧化碳和水都不能燃燒，這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)問題，燭心和白煙離得很近，學(xué)生看不清教師點(diǎn)的到底是什么，所以存懷疑態(tài)度。

改進(jìn)：在燃著的蠟燭火焰上方罩石棉網(wǎng)，石棉網(wǎng)靠近燭心，蠟燭會因缺氧而熄滅，白煙現(xiàn)象非常明顯有好幾厘米的高度，這時(shí)用燃著的木條靠近石棉網(wǎng)上方的白煙，同時(shí)抬高石棉網(wǎng)，讓燭心與氧氣接觸，會很清晰地看到木條點(diǎn)燃白煙，火焰沿白煙引燃石棉網(wǎng)下方的蠟燭，奇妙但真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在學(xué)生的眼睛下逐漸呈現(xiàn)。

瑕疵三：在該實(shí)驗(yàn)第5步時(shí)，取一段粗玻璃管，按課本所示方式置于火焰中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象，用意是說明火焰中存在著石蠟蒸汽。但是由于從火焰中引出的“白煙”溫度較高，是往上飄的，所以有很多學(xué)生質(zhì)疑，固體怎么會往上飄，這個(gè)白煙是不是石蠟小顆粒。

改進(jìn)：于是筆者帶領(lǐng)學(xué)生一起思考，分析問題的原因，討論如何解決這個(gè)問題，于是有的學(xué)生想到加長玻璃管，使白煙冷卻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有白色固體留在了玻璃管壁，效果非常好。學(xué)生興趣濃厚，課堂精彩活躍。

三、補(bǔ)充設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

關(guān)于蠟燭的物理性質(zhì)，課本上的設(shè)置主要是讓學(xué)生聯(lián)系生活來交流討論。（因?yàn)橐郧跋灎T在生活中十分常見，以防停電用來照明，但是近些年，據(jù)筆者對學(xué)生的調(diào)查了解，學(xué)生對蠟燭的認(rèn)識主要來自生日蛋糕上點(diǎn)的蠟燭，顏色是五點(diǎn)繽紛，香味也多種多樣，而絕大部分學(xué)生家中沒有蠟燭）。所以前幾年筆者在上課讓學(xué)生說一說蠟燭有關(guān)的物理性質(zhì)，學(xué)生們并沒有說出幾點(diǎn)，于是筆者在上該內(nèi)容時(shí)課為每位學(xué)生準(zhǔn)備了一只最普通的白色蠟燭，讓學(xué)生親眼去看、親手去摸、親身去體會去觀察。

實(shí)驗(yàn)一：石蠟的密度

石蠟的密度大不大？當(dāng)筆者提出這個(gè)問題時(shí)，學(xué)生用手掂了掂，回答說石蠟密度不大。但是筆者再問比水大還是比水??？一大半的學(xué)生說比水大，筆者當(dāng)時(shí)有點(diǎn)吃驚，不過靈光一閃，這不是一個(gè)很好的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的契機(jī)嗎？于是筆者在黑板上統(tǒng)計(jì)認(rèn)為比水大的人35個(gè)，比水小的人17個(gè)，那么哪邊的猜想對呢？這可不是由教師說了算的。于是筆者說：“廁所有水，你們手中有蠟燭，請用事實(shí)說話。”于是在大家的期待下，三個(gè)男生快速去廁所裝了三大杯，全班學(xué)生目不轉(zhuǎn)睛地看著三根長短不一的蠟燭被投入水中，然后浮出水面，然后17個(gè)學(xué)生歡呼：“我就說比水小吧，哈哈?！辈洛e(cuò)的學(xué)生一臉驚訝卻一下子恍然大悟：“原來比水小呀。”筆者想他們肯定不會忘記了關(guān)于蠟燭的密度這一知識，但是筆者需要他們潛移默化地掌握用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的猜想的方法。

實(shí)驗(yàn)二：石蠟的熔點(diǎn)

蠟燭燃燒是化學(xué)變化，蠟燭燃燒放熱，旁邊的石蠟受熱融化（融化是物理變化），一直燃燒一直放熱一直融化，所以“蠟炬成灰淚始干”，結(jié)論得出化學(xué)變化總是伴隨著能量的吸收和釋放，化學(xué)變化一定伴隨著物理變化?！皬脑搶?shí)驗(yàn)中可以看出石蠟的熔點(diǎn)高不高？”學(xué)生答：“不高。”再問：“有100度嗎？”學(xué)生面面相覷，之后猜想大于100度的舉手46人，低于10度的6人。筆者說：“到底誰的猜想才是真的呢？”停頓一下，學(xué)生接上去：“請用實(shí)驗(yàn)說明！”（筆者心里暗暗開心，學(xué)生配合得真好，這群學(xué)生真可愛）筆者臉上不動聲色，請學(xué)生先獨(dú)立思考，然后交流討論，看哪個(gè)小組設(shè)計(jì)得更好。于是學(xué)生設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明石蠟的融化溫度根本不需要100度，一般在50度左右就開始融化了，果然眼見為實(shí)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價(jià)值的問題，設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作，并對觀察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生在合作中分享實(shí)驗(yàn)探究的成果，不斷完善與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)想，養(yǎng)成獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑的習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏少興.對探究蠟燭燃燒的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2014（6）：60-61.

[2]姚孟建.對蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)的再改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2014（3）：51-52.