觀察碘升華實(shí)驗(yàn)改進(jìn)建議

廖浩銘

摘? ?要：在教學(xué)中，觀察碘的升華現(xiàn)象是建構(gòu)升華概念的常用實(shí)驗(yàn)。然而，由于學(xué)生的思維慣性和原有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不嚴(yán)謹(jǐn)，容易得到“碘先熔化后汽化”的結(jié)論，不利于升華概念的建構(gòu)。筆者通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，利用討論與小組合作相結(jié)合的方式，更為有效地協(xié)助學(xué)生建構(gòu)升華概念。

關(guān)鍵詞：碘升華實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)改進(jìn);水浴加熱

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2019）6-0047-2

升華和凝華既是前面汽化、液化、熔化和凝固的延續(xù)，同時(shí)也為后面水循環(huán)作鋪墊。在教學(xué)中，老師一般通過利用酒精燈對裝有碘的燒瓶加熱（書本彩圖如圖1），讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)碘能直接從固態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)，從而建構(gòu)升華概念。然而，該實(shí)驗(yàn)中的固態(tài)碘真的不會(huì)熔化嗎？實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為“碘會(huì)先熔化，再汽化”，甚至也有些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到碘熔化的現(xiàn)象。為什么會(huì)這樣？我們應(yīng)該如何促進(jìn)學(xué)生順利建構(gòu)升華概念？

1? ? 成因分析

經(jīng)過對學(xué)生調(diào)查，結(jié)合備課組老師們的集體智慧，我們分析原因可能如下。

1.1? ? 利用該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)碘確實(shí)會(huì)先熔化后汽化

翻查資料發(fā)現(xiàn)，碘的熔點(diǎn)約為113 ℃、酒精燈外焰溫度約為520 ℃。如果直接用酒精燈外焰加熱，由于溫度超過碘的熔點(diǎn)，碘將熔化，熔化后液態(tài)的碘會(huì)迅速汽化。盡管有些老師在實(shí)驗(yàn)中利用了石棉網(wǎng)，但也難以有效阻止這個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生。對于初中生來說，碘的升華現(xiàn)象并不常見，所以他們對碘升華的認(rèn)知來源于“觀察碘的升華現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得不合理，會(huì)阻礙學(xué)生建構(gòu)升華概念。

1.2? ? 思維慣性在作怪

由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了熔化、汽化的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生腦海中難免先入為主地認(rèn)為碘可能先熔化后汽化;有的學(xué)生雖然看不到碘熔化的現(xiàn)象，卻依然會(huì)固執(zhí)地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中碘并不是不會(huì)熔化，而是熔化得很快，導(dǎo)致我們沒發(fā)現(xiàn)而已。

2? ? 改進(jìn)思路

2.1? ? 改變熱源，降低反應(yīng)溫度

由上文分析可知，既然熱源溫度將導(dǎo)致固態(tài)碘的熔化，我們可從熱源著手，從根本上消除碘熔化的可能性。于是，筆者嘗試?yán)瞄_水代替酒精燈作為熱源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（圖2）。由于開水溫度低于碘的熔點(diǎn)，因此在實(shí)驗(yàn)過程中碘不會(huì)熔化，學(xué)生明確地觀察到碘由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的升華現(xiàn)象，使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)。

2.2? ? 提示和小組合作相結(jié)合，搭建感知與思維的橋梁

《教育心理學(xué)》指出，“心理過程的發(fā)展一般經(jīng)歷了：感知—表象—記憶—想象—思維，這樣由簡單到復(fù)雜、從具體形象到抽象邏輯的過程”[1]。因此，在學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得感性認(rèn)知后，老師需要協(xié)助他們搭建感知到思維的橋梁。此時(shí)學(xué)生可嘗試以小組為單位，結(jié)合多媒體中的提示展開討論（圖3）。提示與小組合作相結(jié)合的方式有利于降低學(xué)生理論分析的難度，促進(jìn)升華概念的建構(gòu)。

3? ? 反思

與書本實(shí)驗(yàn)相比，該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)有以下好處。

3.1? ? 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，推動(dòng)概念建構(gòu)

《大教學(xué)論》指出，“知識(shí)的開端永遠(yuǎn)必須來自感官，所以智慧的開端當(dāng)然不僅僅在于學(xué)習(xí)事物的名目，而在于真正知覺事物的本身！要到事物被感官器官體會(huì)到了的時(shí)候，文字才能實(shí)現(xiàn)它的功用，給他進(jìn)一步解釋?！盵2]通過上述實(shí)驗(yàn)改進(jìn)能從根本上杜絕碘熔化現(xiàn)象的出現(xiàn)，使學(xué)生獲取更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母行哉J(rèn)知，為升華概念的建構(gòu)打下基礎(chǔ)。

3.2? ? 降低實(shí)驗(yàn)速度，便于觀察

改進(jìn)后，由于作為熱源的開水溫度比酒精燈外焰溫度低，所以碘升華的過程將比原有實(shí)驗(yàn)緩慢，便于學(xué)生更清晰地觀察碘升華現(xiàn)象。

3.3? ? 在競爭與合作中實(shí)現(xiàn)感性到理性的過渡

《帕夫雷什中學(xué)》指出，“競賽是發(fā)展創(chuàng)造才能的一種要素。競賽使學(xué)生把能否達(dá)到目標(biāo)變成與個(gè)人相關(guān)的事情，使集體里充滿豐富的智力生活”[3]。在上文中，小組競爭與合作相結(jié)合的方式能大大降低理論分析的難度，促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)感知與思維之間的自然過渡;而老師恰當(dāng)?shù)奶崾緹o疑給學(xué)生提供了前行的“腳手架”，能進(jìn)一步促進(jìn)概念的形成。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮忠良，伍新春，姚海林，等.教育心理學(xué)[M].北京：人民教育出版社，2000：189.

[2][捷]夸美紐斯.傅任敢，譯.大教學(xué)論[M].北京：教育科學(xué)出版社，2006：141.

[3][蘇]B.A蘇霍姆林斯基.趙瑋，王義高，蔡興文，等譯.帕夫雷什中學(xué)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2007：433.

（欄目編輯? ? 王柏廬）