家庭小實(shí)驗(yàn)在分子、原子教學(xué)中的應(yīng)用研究

湯凌云 袁新剛

（江陰市徐霞客中學(xué) 江蘇 江陰 214406）

一、問(wèn)題緣起

在教材不變、難度不變的前提下，怎樣用更少的時(shí)間、激發(fā)學(xué)生更大的興趣、取得更高的效率，是我們一線的化學(xué)教師必須面對(duì)的新課題。

分子、原子是初中化學(xué)的重要教學(xué)內(nèi)容，是建立物質(zhì)微粒觀的重要環(huán)節(jié)。但由于微觀粒子概念比較抽象，學(xué)生在理解、接受過(guò)程中有很大難度。而微觀粒子在初中化學(xué)中又是不可缺少的。下表是課程內(nèi)容目標(biāo)中關(guān)于微粒的行為動(dòng)詞解析：

表1 課程內(nèi)容目標(biāo)表述中關(guān)于微觀粒子的行為動(dòng)詞解析

從上表中可以看出，初中階段對(duì)于微粒的要求較低，要求知道、理解、記住的層次較多；對(duì)于樹立科學(xué)的粒子觀，主要是通過(guò)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究。對(duì)微粒的教學(xué)著重于創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的學(xué)習(xí)情境，開展家庭小實(shí)驗(yàn)圍繞著這一簡(jiǎn)潔的教學(xué)內(nèi)容，從生活中常見的現(xiàn)象、做法著手，使學(xué)生積極、主動(dòng)地參與到家庭小實(shí)驗(yàn)中來(lái)，從化學(xué)的角度探討微粒的性質(zhì)等。

二、教學(xué)實(shí)踐

“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科最大的特色。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是最現(xiàn)實(shí)、最生動(dòng)、最有效的物質(zhì)載體。將日常生活引入教學(xué)中，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富的、生動(dòng)的、直觀的學(xué)習(xí)情境。

在完成第二單元的教學(xué)任務(wù)后，利用學(xué)生的好奇心，以及在此階段正是江南悶熱多雨的時(shí)候，很多分子的特性會(huì)表現(xiàn)得更明顯。布置學(xué)生完成一系列的家庭小實(shí)驗(yàn)，以已知的分子在永不停歇的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)入手，更直觀地理解、接受粒子的存在。

家庭小實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生觸手可及、操作難度系數(shù)小、能夠獨(dú)立完成且安全系數(shù)高，重在提高學(xué)生的參與度。對(duì)于廣告詞“酒好不怕巷子深”、“南國(guó)湯溝酒，開壇十里香”的感官認(rèn)識(shí)提高到能科學(xué)地解釋原因。

家庭小實(shí)驗(yàn)1－1：將花露水噴于全身后，在家人身邊來(lái)回走動(dòng)，問(wèn)他們聞到了什么？

家庭小實(shí)驗(yàn)1－2：將無(wú)味的寶寶驅(qū)蚊水噴于全身，坐在院子外，觀察有無(wú)蚊子近身。

家庭小實(shí)驗(yàn)1－3：將奶奶（或媽媽）燒好的紅燒肉藏起來(lái)，讓爸爸自己找出來(lái)，并問(wèn)他是根據(jù)什么找出來(lái)的？

家庭小實(shí)驗(yàn)1－4：取無(wú)色飲料瓶三只，各裝入少量自來(lái)水、白醋、白酒，與家人來(lái)辨別分別是什么？辨別根據(jù)是什么？

家庭小實(shí)驗(yàn)1－5：玻璃杯兩只，各放入等量的自來(lái)水、白酒，放置在家里的八仙桌上；另取玻璃杯兩只，各放入等量的自來(lái)水、保鮮膜封口，同樣放置八仙桌上，2小時(shí)后比較液面下降情況。

家庭小實(shí)驗(yàn)1－6取兩個(gè)玻璃杯，各放入等量的自來(lái)水和白開水，各滴兩滴紅墨水（或黑墨水），觀察現(xiàn)象。

從學(xué)生的記錄報(bào)告中可以看出：①學(xué)生在家庭小實(shí)驗(yàn)中態(tài)度積極，參與度高，但是填寫不規(guī)范的較多，教師之后在填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告過(guò)程中要加強(qiáng)指導(dǎo)；②家庭小實(shí)驗(yàn)1～6的實(shí)驗(yàn)結(jié)論都與氣味有關(guān)，提示學(xué)生填寫這就是分子不斷運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；③分子總是在不斷運(yùn)動(dòng)，有些運(yùn)動(dòng)的結(jié)果表現(xiàn)在我們能聞到氣味，有些是我們的味覺器官感覺不到的，但是不代表其他生物的味覺器官感覺不到，如實(shí)驗(yàn)1－2，蚊子之所以不近身是蚊子的感覺器官感受到了這種不利于它們的氣味；④分子運(yùn)動(dòng)的速率不僅與分子本身的性質(zhì)有關(guān)，還與溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)速率越快；⑤分子運(yùn)動(dòng)的途徑是不規(guī)則的，沒有固定的方向。

在實(shí)際的家庭小實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)不斷地產(chǎn)生問(wèn)題，這些問(wèn)題充滿挑戰(zhàn)性，在學(xué)生進(jìn)入懸疑的情境中，好奇心會(huì)督促他們積極思考、尋找問(wèn)題的答案。圍繞實(shí)驗(yàn)而展開的思考有利于教學(xué)的進(jìn)一步深入，層層遞進(jìn)，學(xué)生感受到了學(xué)習(xí)的快樂，并進(jìn)而能夠在積極思考中高效完成學(xué)習(xí)內(nèi)容。

在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上提出了分子、原子是客觀存在的，那么這些分子、原子有多大？我們能觸摸到單個(gè)的分子、原子嗎？首先解析XX酸奶，該酸奶廣告中宣稱一瓶酸奶中含有10億個(gè)腸道益生菌，已知每個(gè)腸道益生菌UreB 蛋白的質(zhì)量約為 1．06×10－22kg，則一瓶含 30 億益生菌的酸奶中益生菌的總質(zhì)量是多少？

解題過(guò)程：1．06×10－22kg×30×108＝1．06×10－13kg＝3．18×10－10g。

可以想象，一瓶100mL的酸奶，含有的益生菌數(shù)目是 30 億，但是質(zhì)量?jī)H為 3．18×10－10g，由此可以知道分子的質(zhì)量、體積都很小。對(duì)廣告詞給予充分的認(rèn)識(shí)，能極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心，讓他們?cè)诩胰恕⑴笥衙媲案小霸捳Z(yǔ)權(quán)”。

分子、原子是這樣小，但是只要開動(dòng)我們聰明的腦袋，就能做出世界為之矚目的成就。張青蓮院士自1935年起，一直致力于重水和穩(wěn)定同位素的研究，在同位素化合物的物理化學(xué)性質(zhì)、動(dòng)力學(xué)效應(yīng)、分離原理和方法、標(biāo)準(zhǔn)樣品的研制、天然豐度及原子量測(cè)定方面碩果累累。

榜樣的力量是無(wú)窮的，由于張青蓮院士是常熟人，和江陰地處交界，使我們江陰的學(xué)生會(huì)有一種認(rèn)同感。為學(xué)生提供一個(gè)崇拜的對(duì)象和敬仰的目標(biāo)，在今后的成長(zhǎng)歷程中，也許他們不會(huì)達(dá)到張?jiān)菏康母叨龋窃谛撵`上，他們是那么的親近；在科學(xué)探究的路程上，他們是那么的相似；在探究結(jié)果獲得的來(lái)源上，他們是那么的接近。

分子的質(zhì)量、體積都很小，學(xué)生已經(jīng)難以直觀想象，那么彼此間的間隔更是難以想象。唯有通過(guò)一系列的家庭小實(shí)驗(yàn)，來(lái)充分說(shuō)明分子間有間隔。同時(shí)為了更直觀地理解分子間有間隔，增加一個(gè)宏觀的實(shí)驗(yàn)1－7。

家庭小實(shí)驗(yàn)1－7：取一碗大米和一碗黃小米，放入盆里混合后再倒回碗中，是否還是兩碗？為什么？

家庭小實(shí)驗(yàn)1－8：取兩只一樣的空口服液瓶，各量滿瓶的自來(lái)水和白酒，而后將兩瓶液體倒入一只玻璃杯中混合均勻，然后再先裝滿一瓶，再去裝另一瓶，觀察能否裝滿兩瓶？

家庭小實(shí)驗(yàn)1－9：買2個(gè)相同大小的氣球，一只裝滿水結(jié)口，另一個(gè)吹氣至與裝水的氣球一樣大，結(jié)口；用手分別壓兩只氣球，感覺用力程度和氣球壓平程度；將吹氣的氣球沿結(jié)口處向里旋緊，旋到不能再旋為止，觀察以盛水的氣球體積大小。

家庭小實(shí)驗(yàn)1－10：取芭比娃娃中的玩具針筒，分別取等量水、空氣用力推。

家庭小實(shí)驗(yàn)1－11：取家中的“自鳴”電水壺，加滿水后插電燒水，在水沸騰時(shí)會(huì)發(fā)出響聲，并且會(huì)有大量的水溢出。

從實(shí)驗(yàn)報(bào)告看，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的都是客觀而有效的，也都能有效地得出分子間有間隔，且溫度越高，分子間間隔越大；同時(shí)還能得出氣體分子間間隔大，而液體、固體分子間間隔較小。

還有部分學(xué)生提出：之所以兩種液體混合后總體積減小，還有可能是由于在混合過(guò)程中有部分分子運(yùn)動(dòng)到空氣中，對(duì)于這種疑問(wèn)要及時(shí)肯定，但同樣能夠通過(guò)數(shù)據(jù)說(shuō)明問(wèn)題，一滴水含有的水分子總數(shù)1．67×1021個(gè)，在開瓶、混合的過(guò)程中口服液瓶敞口時(shí)間很短，雖然有分子運(yùn)動(dòng)到空氣中，數(shù)量會(huì)很多嗎？能體現(xiàn)出總體積減小的數(shù)據(jù)？能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、質(zhì)疑課本的結(jié)論并提出自己的見解，是難能可貴的。家庭小實(shí)驗(yàn)在此時(shí)激發(fā)了學(xué)生的好奇心和持續(xù)的興趣，以此幫助學(xué)生了解微觀粒子的體積、質(zhì)量是如何之小，同時(shí)學(xué)生也學(xué)會(huì)了收集證據(jù)，尊重客觀實(shí)際，在解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性、創(chuàng)造性和多變性。

電熱水壺?zé)练序v時(shí)的“尖叫”聲、水會(huì)溢出是學(xué)生司空見慣的，更能說(shuō)明分子間有間隔。與以往的“接受式”學(xué)習(xí)相比，實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)更具有實(shí)踐性、參與性、開放性和不確定性。在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，獲得了積極的情感體驗(yàn)，幫助更好的建構(gòu)知識(shí)，更好的解決實(shí)際問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中：?jiǎn)栴}與假設(shè)是現(xiàn)成的、但是探究學(xué)習(xí)的過(guò)程是開放的、探究的結(jié)論也是開放的、有彈性的。

利用學(xué)生家中唾手可得的器材引入家庭小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手操作的興趣，在課堂上及時(shí)引導(dǎo)，學(xué)生更是信心倍增！

研究表明：經(jīng)歷過(guò)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的學(xué)生更喜歡提出問(wèn)題，在各方面更善于傾聽后發(fā)表自己的看法；他們善于觀察，并能對(duì)觀察到的事物進(jìn)行耐心、細(xì)致的描述、評(píng)價(jià)；他們思維活躍，敢于否定自己和他人，樂于與人合作，并能在合作過(guò)程中取長(zhǎng)補(bǔ)短，及時(shí)調(diào)整自己，進(jìn)取心強(qiáng)。

在教學(xué)的過(guò)程中尊重教材，并在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生、教學(xué)實(shí)際適當(dāng)?shù)卦黾尤の缎愿摺⒖蓮?fù)制性強(qiáng)的家庭小實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)。教無(wú)定法，有教無(wú)類，根據(jù)教學(xué)實(shí)際增加家庭小實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生的參與度和操作的成就感；而必要的課外拓展知識(shí)，會(huì)讓學(xué)生的眼界更開闊，也更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣中，實(shí)驗(yàn)尤其是家庭小實(shí)驗(yàn)的開足開齊，想方設(shè)法地開展身邊的家庭小實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生的課余生活起到了調(diào)節(jié)身心的作用，同時(shí)也引起了家長(zhǎng)的關(guān)注，在家長(zhǎng)的協(xié)助下順利地開展，不僅吸引了學(xué)生的“眼球”，也吸引了家長(zhǎng)的“眼球”，從而實(shí)現(xiàn)了“做中學(xué)”和“學(xué)中做”的理想教學(xué)境界。

通過(guò)實(shí)際的教學(xué)過(guò)程的比較和總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)，在分子、原子的教學(xué)中，采用上述的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)探究模式，在培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力、合作能力、探究能力、反思能力以及預(yù)測(cè)能力等方面都大有裨益。

［1］ 無(wú)錫新傳媒網(wǎng)．http：／／www．ijiangyin．com

［2］ 張青蓮－中國(guó)穩(wěn)定同位素學(xué)科的奠基人和開拓者．http：／／www．gmw．cn ／content．2012．3．14

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