火山噴發(fā)

李佩寧

傳統(tǒng)教學(xué)里，教師通常會直接告訴學(xué)生醋和小蘇打會發(fā)生中和反應(yīng)。而稍微現(xiàn)代化的教學(xué)里，教師則會要求學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn)，重現(xiàn)這一過程。向自然界質(zhì)疑，通過探究提出合理的解釋，并最終應(yīng)用于實(shí)踐，這是科學(xué)家的思維方式。而這種思維方式將極大提升學(xué)生的思維層次和邏輯性，有助于學(xué)生形成批判性思維，幫助學(xué)生發(fā)展。

一、課程重點(diǎn)

本課程通過讓學(xué)生觀察記錄不同材料混合后產(chǎn)生的現(xiàn)象，從而發(fā)現(xiàn)醋和小蘇打能夠發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而對這種現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步研究，提出解釋，最終將這一科學(xué)規(guī)律應(yīng)用于火山模型制作中。

【涉及領(lǐng)域】科學(xué)、化學(xué)、地理、美術(shù)

【建議年級】小學(xué)低年級

【建議時(shí)間】基礎(chǔ)課程130分鐘；拓展課程20分鐘

二、課程任務(wù)

學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)找到能夠發(fā)生反應(yīng)的兩種材料，并將其運(yùn)用于火山模型的制作中。在課程中學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方式，感受科學(xué)家發(fā)現(xiàn)與運(yùn)用科學(xué)規(guī)律的過程。

三、課程步驟

1.導(dǎo)入（15分鐘）

教師向?qū)W生詢問對火山的認(rèn)識，了解學(xué)生的知識儲備。教師可以簡單總結(jié)火山噴發(fā)現(xiàn)象的成因，若學(xué)生不夠了解，還可以通過視頻或圖片向?qū)W生展示，并要求學(xué)生回答以下問題。

（1）火山的形狀為什么多是周圍像山峰，中間凹陷？

（2）火山內(nèi)部的構(gòu)造是怎樣的？延伸到地下的結(jié)構(gòu)是怎樣的？

（3）火山噴發(fā)出來的是什么物質(zhì)？是液體、固體還是氣體？溫度、顏色、氣味分別是什么樣子？

由于大部分學(xué)生可能只是從書籍、電視上了解過火山噴發(fā)現(xiàn)象，所以教師要與學(xué)生充分討論火山，以確保每一個(gè)學(xué)生都對火山的形象、原理有直觀的認(rèn)識。

開始時(shí)不用過多講解火山原理剖面圖，僅僅將必要的專業(yè)名詞簡單解釋就可以，否則極易影響學(xué)生的興趣，而且學(xué)生理解會有難度。

2.宣布任務(wù)及評價(jià)量規(guī)（5分鐘）

【宣布任務(wù)】制作一個(gè)火山模型，能夠模擬火山噴發(fā)現(xiàn)象，大小和形狀不限。呈現(xiàn)評價(jià)量規(guī)（見表1）并提供材料。

【材料】各種顏色的超輕粘土或橡皮泥、塑料杯子、塑料盤子、移液器或勺子、面粉、酵母粉、小蘇打、糖、鹽、醋、洗潔精、番茄醬、水。

3.探究實(shí)驗(yàn)材料（25分鐘）

將所有材料的樣品和實(shí)驗(yàn)用的塑料杯子或者盤子發(fā)給各小組，要求小組以多種角度對材料進(jìn)行研究。學(xué)生需要自行設(shè)計(jì)表格進(jìn)行記錄，記錄的維度不限。該環(huán)節(jié)持續(xù)5～10分鐘。

開始時(shí)，學(xué)生可能不會想到過多的維度，教師需要巡視，選出一些維度比較豐富的組，請組員向全班展示。還可以用以下問題引導(dǎo)學(xué)生。

（1）材料的狀態(tài)是怎么樣的？

（2）將糖和鹽混合在一起，還可以分開么？

（3）把醋和水混合在一起，還可以分開么？

（4）把兩種固體混合在一起與把兩種液體混合在一起相比，有什么不同？

（5）想讓兩種固體混合，更好的方式什么？

（6）固體和液體可以混合嗎？

（7）為什么液體之間更易融合而固體之間不容易融合？

（8）番茄醬是固體還是液體？

學(xué)生將對“反應(yīng)”“固體”“液體”等詞的含義有直觀的認(rèn)識，在總結(jié)中也會嘗試使用這樣的專業(yè)名詞。接下來，要求學(xué)生繼續(xù)完善材料的觀察表格，同時(shí)開始第一次實(shí)驗(yàn)：將材料兩兩混合，對混合以后產(chǎn)生的新材料進(jìn)行觀察和記錄。實(shí)驗(yàn)完成后，將記錄表交給教師檢查。

學(xué)生會很容易地發(fā)現(xiàn)，醋和小蘇打混合在一起時(shí)產(chǎn)生了氣泡。在多數(shù)小組發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象時(shí)，教師要停下來與學(xué)生討論以下問題。

（1）產(chǎn)生的氣泡是什么氣泡？如何證明？

（2）原來的材料發(fā)生變化了嗎？

（3）原來的材料變成了什么？

（4）反應(yīng)和沒有反應(yīng)，有什么區(qū)別？

（5）把鹽和糖混合在一起，它們變成別的東西了嗎？為什么？

討論結(jié)束后，如果有條件，要求學(xué)生自己上網(wǎng)查詢這種現(xiàn)象如何發(fā)生。如果有時(shí)間，還可以要求各小組提出驗(yàn)證這是什么氣體的方案。

4.設(shè)計(jì)火山制作方案（15分鐘）

基于前面的觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)可以用醋和小蘇打模擬火山噴發(fā)。此環(huán)節(jié)，要求各小組設(shè)計(jì)火山制作方案，并上交方案換取制作材料。

5.制作火山（40分鐘）

各小組領(lǐng)取材料并進(jìn)行制作。教師進(jìn)行巡視，根據(jù)小組情況引導(dǎo)小組進(jìn)行討論。

常見的問題通常是：火山內(nèi)部會產(chǎn)生反應(yīng)，但是達(dá)不到噴發(fā)的狀態(tài)。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：火山內(nèi)部噴發(fā)出來的是什么狀態(tài)的物質(zhì)？還可以使用一瓶汽水，搖晃以后打開。學(xué)生很快會發(fā)現(xiàn)，火山的形狀應(yīng)該是口小肚大，內(nèi)部可以加一些洗潔精或者面粉增加濃稠度。

完成實(shí)驗(yàn)的小組在引發(fā)放映前示意教師，教師可以用手機(jī)錄制成視頻以便總結(jié)時(shí)進(jìn)行重播。

6.小組匯報(bào)（30分鐘）

給每個(gè)小組至少5分鐘時(shí)間，要求小組對材料研究、火山設(shè)計(jì)和制作進(jìn)行匯報(bào)。之前錄制的視頻可以在這時(shí)重播。給其他學(xué)生提問的時(shí)間，也可以對進(jìn)一步制作方面的改進(jìn)提出建議。

7.火山原理回顧（拓展，20分鐘）

教師總結(jié)，帶領(lǐng)全班進(jìn)行知識性回顧。教師可詳細(xì)講解，之后讓各組討論以下問題并統(tǒng)一意見。

（1）如果有一件抗高溫高壓的衣服，你穿著以后從火山口向內(nèi)部探險(xiǎn)，最終會到達(dá)什么地方？

（2）地球內(nèi)部是什么樣的狀態(tài)？為什么？

（3）如果在地上挖一個(gè)井，一直挖到地球另一面，從這個(gè)井扔一個(gè)東西進(jìn)去，這個(gè)東西的運(yùn)動狀態(tài)會是什么樣？

（4）為什么地球內(nèi)部有這么高的壓力，而地球沒有爆炸？

（5）我們能不能運(yùn)用這種壓力？怎么運(yùn)用？給出設(shè)計(jì)圖。

（責(zé)任編輯 張慧籽）endprint