小蘇打和白醋的變化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

◆陳強(qiáng) 徐艷艷

0 前言

小蘇打和白醋會(huì)發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生一種新的氣體——二氧化碳。教師可以在教學(xué)中對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使學(xué)生更加清晰地對實(shí)驗(yàn)過程以及結(jié)果進(jìn)行認(rèn)知，進(jìn)而使學(xué)生的邏輯推理能力有一個(gè)質(zhì)的提升。

1 小蘇打和白醋的變化實(shí)驗(yàn)概述

在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可以將傳統(tǒng)層面單純地通過課堂教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前引導(dǎo)、課中觀察、課后反思三個(gè)層面對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此實(shí)現(xiàn)學(xué)生對本知識點(diǎn)的掌握有一個(gè)質(zhì)的突破。教師可以在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生通過自主嘗試，對二氧化碳的現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)知；通過課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親手實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)過程有一個(gè)更加深入的理解；最后，在教學(xué)反思環(huán)節(jié)，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思，并提出更加完善的合理化建議，以便使本實(shí)驗(yàn)的過程更加精彩，使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更加完善。

2 小蘇打和白醋的變化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)觀察，提升認(rèn)知能力在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，對于“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)課程來說，教師可以通過課前實(shí)驗(yàn)觀察，引導(dǎo)學(xué)生對本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)部分進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師通過分組模式，對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)引導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)課程之前將實(shí)驗(yàn)材料為學(xué)生準(zhǔn)備好，包括白醋、小蘇打、竹簽、打火機(jī)、玻璃片、玻璃杯[1]。然后，教師利用二氧化碳使澄清石灰水變得渾濁的實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)導(dǎo)課，這種實(shí)驗(yàn)可以被稱為吹水實(shí)驗(yàn)或者水變牛奶實(shí)驗(yàn)。具體來說，教師引導(dǎo)學(xué)生朝澄清的石灰水吹氣，會(huì)發(fā)現(xiàn)石灰水立刻就變得十分渾濁。其原理在于：二氧化碳在石灰水中通過的時(shí)候，使得石灰水中已有的碳酸鈣被再度溶解，并形成可溶性的碳酸氫鈣，因此導(dǎo)致石灰水變得渾濁。這種課前導(dǎo)入可以確保學(xué)生在第一時(shí)間就對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行參與，并使學(xué)生在腦海中形成二氧化碳可以將澄清的石灰水變得渾濁這一概念，為后續(xù)的氣體驗(yàn)證做好鋪墊。

實(shí)驗(yàn)猜測，提升想象能力進(jìn)入正式課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師借助酚酞溶液，引入本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要角色——白醋。教師將課前準(zhǔn)備好的白醋倒入酚酞溶液中，會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液變成紅色，引導(dǎo)學(xué)生猜測剛才用到的溶液是什么？大部分學(xué)生看到這種溶液使得酚酞溶液變色，因此沒有將其朝安全液體方面思考。教師這種引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主思考的方式，使得在揭曉答案的時(shí)候，學(xué)生會(huì)對白醋這一答案有一個(gè)清晰的認(rèn)知。教師通過這種循循善誘的引導(dǎo)，會(huì)激發(fā)學(xué)生的想象力，并使學(xué)生的自主思考能力得以提升。

接下來，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行猜想：如果將白醋與小蘇打進(jìn)行混合，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，白醋的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化，小蘇打會(huì)發(fā)生什么樣的變化？產(chǎn)生的新物質(zhì)具有何種特征？在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生對小蘇打和白醋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的新物質(zhì)進(jìn)行研究。學(xué)生可以通過分組討論的方式，對上述問題進(jìn)行探究，比如：產(chǎn)生了一種氣體即二氧化碳；人們利用二氧化碳的不可燃性，制作了二氧化碳滅火器；一些碳酸飲料中也含有二氧化碳，人們呼出的氣體、燃燒的蠟燭，都會(huì)形成二氧化碳。然后，教師從理論角度對學(xué)生進(jìn)行二氧化碳理論知識的教學(xué)引導(dǎo)，包括二氧化碳比空氣重，透明、無味、無色、無毒。此外，教師可以講述小蘇打與白醋混合后生成二氧化碳屬于一種化學(xué)反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)討論，提升分析能力在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，對于“小蘇打和白醋的變化”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前導(dǎo)入以及實(shí)驗(yàn)猜想后，就可以引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)討論，不僅可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，而且可以通過對過程的探究，提升學(xué)生的分析能力。具體來說，教師利用多媒體為學(xué)生播放實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生通過多媒體對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行觀察，然后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，從而確保學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程有清晰的認(rèn)知。這種先進(jìn)行觀察再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的模式，是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的一種改進(jìn)，可以使學(xué)生更加完整地對所學(xué)知識進(jìn)行認(rèn)知，使學(xué)生的整體實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)以及分析能力得以提升。

例如，教師可以通過多媒體將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程對學(xué)生進(jìn)行呈現(xiàn)，使學(xué)生不僅懂得了“小蘇打和白醋的變化”，以及變化后產(chǎn)生的究竟是何種氣體，并懂得氧氣、二氧化碳、氮?dú)獾淖饔?，包括是否支持燃燒，是否?huì)使澄清的石灰水變得渾濁，從而使學(xué)生對上述三種氣體的特性形成認(rèn)知。視頻畫面顯示操作者在玻璃杯中倒入白醋，將小蘇打用無紡布包好放入白醋中并立刻蓋好玻璃蓋，以防止產(chǎn)生的氣體泄漏。然后，操作者分別拿出兩個(gè)杯子，將燃燒的竹簽伸入第一個(gè)玻璃杯中，發(fā)現(xiàn)竹簽會(huì)持續(xù)燃燒，這就證明了空氣具有支持燃燒的特點(diǎn)；而一旦將燃燒的竹簽伸入第二個(gè)杯內(nèi)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)竹簽熄滅了，說明這一個(gè)杯內(nèi)的氣體不支持燃燒，因此排除了這一杯內(nèi)氣體是氧氣的可能性。

對于澄清的石灰水變渾濁這一實(shí)驗(yàn)，教師引導(dǎo)學(xué)生觀看二氧化碳的產(chǎn)生過程，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小蘇打和白醋發(fā)生變化產(chǎn)生的氣體經(jīng)過導(dǎo)管后，被通入澄清的石灰水中，并在旁邊放置一瓶澄清的石灰水，以此對其進(jìn)行對比。這種以最直觀的方式對學(xué)生進(jìn)行的教學(xué)引導(dǎo)，可以使學(xué)生清楚地看到氣體使澄清石灰水變渾濁的過程。通過上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的對比，學(xué)生可以很清楚地認(rèn)知到，“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體就是二氧化碳。此外，對于反應(yīng)后的情況仍需要繼續(xù)觀察，包括反應(yīng)后小蘇打是否存在，反應(yīng)后的液體還是不是白醋。視頻中的操作者去除無紡布包，觀察包內(nèi)是否還有固體存在，并且杯中的液體是否還有酸味。通過觀察發(fā)現(xiàn)，小蘇打已經(jīng)不在無紡布包內(nèi)，而醋的酸味也明顯變淡，且杯中的混合物是鈉鹽，或者鈉鹽與白醋的混合物，并不是真正的純白醋。

實(shí)驗(yàn)實(shí)施，提升動(dòng)手能力實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過上述的課前導(dǎo)入、課堂觀察后，通過對小蘇打與白醋變化的一番猜想后，教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便引導(dǎo)學(xué)生對“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)過程與現(xiàn)象進(jìn)行觀察，從而對“小蘇打與白醋的變化”實(shí)驗(yàn)以及所生產(chǎn)的全新物質(zhì)——二氧化碳進(jìn)行探究，并在此基礎(chǔ)上對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析和討論。

具體來說，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師為學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，包括澄清石灰水、針筒、小蘇打、白醋、紅醋、熟石灰、面粉、pH試紙、火柴等實(shí)驗(yàn)物品；同時(shí)為學(xué)生準(zhǔn)備一些輔助觀察的實(shí)驗(yàn)物品，包括白糖、味精、鹽等。首先，教師將一種白色粉末和一種透明液體對學(xué)生出示，并引導(dǎo)學(xué)生猜測當(dāng)兩種物質(zhì)相遇后，會(huì)出現(xiàn)何種情況？學(xué)生利用pH試紙測出透明液體呈現(xiàn)酸性，因此判斷其是醋的可能性較大[2]。然后，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生猜測白色粉末狀物體是什么。學(xué)生通過觀察的方式，將外表不具備相似性的白糖、鹽、味精先后排除，從而確定白色粉末狀物體是小蘇打。在將實(shí)驗(yàn)用品確定后，教師可以正式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，將白醋和小蘇打在玻璃杯中混合后，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生一定量的氣泡。通過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)為氣泡中含有二氧化碳的可能性較大。

在這一過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思考：除了二氧化碳，自然界中還有哪些氣體？學(xué)生自主回答，然后教師對結(jié)果進(jìn)行總結(jié)：自然界中的氣體又分為助燃?xì)怏w、不助燃?xì)怏w、可燃?xì)怏w三種。接下來，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行澄清石灰水實(shí)驗(yàn)，并得出“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)生成二氧化碳?xì)怏w的可能性最大。另外，在學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思。這種課前引導(dǎo)、課中觀察和親自實(shí)驗(yàn)、課后反思三位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，對傳統(tǒng)的“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，使學(xué)生可以更加清晰、完整地對實(shí)驗(yàn)全過程以及實(shí)驗(yàn)效果形成體系化的認(rèn)知。

比如在反思環(huán)節(jié)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以組內(nèi)反思的模式進(jìn)行。學(xué)生在討論過程中總結(jié)出兩點(diǎn)不夠滿意的地方：其一，之前提出的利用無紡布將小蘇打與白醋分開，這只是一種探究方式，但較難對反應(yīng)物本身的探究形成幫助，尤其對于醋酸鈉反應(yīng)物的驗(yàn)證存在一定的困難；其二，受其年齡制約，學(xué)生對各類化學(xué)變化、名稱、物質(zhì)的認(rèn)知規(guī)律較為陌生，對醋酸鈉的產(chǎn)生原理以及特性了解較少。但是，由于本單元的教學(xué)任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生對物質(zhì)變化進(jìn)行認(rèn)知，旨在為下一個(gè)階段的科學(xué)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，因此無須對小蘇打和白醋產(chǎn)物進(jìn)行重度探究，只要小學(xué)生懂得小蘇打與白醋反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w并產(chǎn)生一些全新物質(zhì)，包括水和醋酸鈉，就可以達(dá)到對知識點(diǎn)學(xué)習(xí)的目的。因此，教師可以為學(xué)生提供相關(guān)知識鏈，或者讓學(xué)生自行查找資料，以此使學(xué)生全面掌握這部分知識。

在課程設(shè)計(jì)過程中，教師可利用“小蘇打與白醋的變化”實(shí)驗(yàn)生成二氧化碳的特性，引導(dǎo)學(xué)生自行制作簡易的二氧化碳滅火器。這種科學(xué)與技術(shù)工程相融合的教學(xué)模式，可以有效提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和動(dòng)手能力。

3 結(jié)語

綜上，對于“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，教師可以改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將其變?yōu)檎n前引導(dǎo)、課中觀察和實(shí)驗(yàn)、課后討論的模式，以此使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形成體系化認(rèn)知，進(jìn)而提高學(xué)生的動(dòng)手能力及分析思考能力。