習(xí)慣性失誤例析

黃愛民

（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；機械使用教材

人皆會出錯，化學(xué)教師亦不例外，不過下述幾例，從化學(xué)專業(yè)角度看，本不該出錯，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——說明分子在不停的運動。

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，得出這些物質(zhì)的構(gòu)成微粒是不運動的結(jié)論呢？顯然不能。那么問題出在哪里？對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。實際上嗅到花香最少要三個條件：①香味分子做熱運動；②香味分子在熱運動基礎(chǔ)上實現(xiàn)了離域的擴散運動(有了宏觀的位移)；③香味分子的濃度達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)都在做無規(guī)則的熱運動；與你嗅不嗅到它的氣味無關(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“分子在不停的運動”與“分子的熱運動”的表述，在語意上也有差異。用“濃氨水揮發(fā)出的氨氣，使相鄰燒杯中，滴有無色酚酞試液的水變紅”來說明“微粒在不停運動”；用“水和酒精混和體積變小”來說明“分子間有空隙”亦有同樣的邏輯問題；當(dāng)然，對剛走進化學(xué)之門的學(xué)生，用這些情境，幫助他們理解抽象的“微粒在不停運動”是合適的；問題在于受過化學(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)生進入化學(xué)之門時，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，對學(xué)生有百害而無一益。

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：上述實驗及其結(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。

這個實驗的現(xiàn)象是客觀事實，然而，原因?qū)幔窟@里CO2的體積分數(shù)最多為21%，不妨問問自己：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低。問題在于這樣的誤解為何會發(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)教材中都有一個典型的“二氧化碳熄滅蠟燭火焰”的實驗：在一個大燒杯內(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)計了這個倒置的燒杯實驗。殊不知書本實驗中的CO2體積分數(shù)可以很高，而創(chuàng)新實驗中的CO2體積分數(shù)最多為21%。差之毫厘，謬之千里。為了吸引眼球，進行似是而非的創(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)實的科學(xué)態(tài)度的。

其實就這個“二氧化碳熄滅高低蠟燭火焰”的典型實驗，也是存在實驗過繁的問題。燒杯中只要一支蠟燭焰即可：蠟燭火焰熄滅說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，并沒能多說明些什么。

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

分析：對溫室效應(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。上述實驗有兩個問題：①它模擬的不是溫室效應(yīng)，而是氣體對太陽能的吸收；②在比較空氣和CO2對太陽能的吸收能力時，又遺漏了熱容量因素。做模擬溫室效應(yīng)的實驗，如果要從太陽能、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；實際上截取一段“CO2這一類氣體對紅外光有較強的吸收能力”即可，在模擬時要考慮容器對紅外吸收越弱越好，分析比較時還要考慮熱容量因素。

設(shè)計實驗的原理有誤，分析比較時初中物理的常識會被我們置于腦后，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，設(shè)計一個實驗驗證之，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，進行探究教學(xué)設(shè)計，上述錯誤是不會出現(xiàn)，更不會廣泛流傳。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，違背了實驗初衷，做了培養(yǎng)了學(xué)生“簡單”頭腦的教學(xué)。

1008-0546（2011）01-0004-01

G632.41

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10.3969/j.issn.1008-0546.2011.01.002