改進實驗?眼見為實

支蕓

摘 要：課本上有些實驗由于現象不明顯，在課堂教學時會影響學生的觀察與思考，滬教版《初中化學》第一章第2節講的是化學研究的內容。在這一部分化學研究物質的性質與變化的教學中，教師發現了課本原有的實驗設計中就存在著這樣的問題。作為化學教師要勤于思考改進和優化實驗，以便學生觀察與學習，并利用實驗引導學生更好地學習，然后逐步引導學生設計實驗驗證自己的猜想，解決問題。

關鍵詞：改進實驗;設計實驗;眼見為實;解決問題

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-08-08 文章編號：1674-120X（2019）31-0080-02

在滬教版《初中化學》第一章第2節要求學生通過探究蠟燭燃燒，觀察到有水霧和澄清石灰水變渾濁的現象，得出有水和二氧化碳生成，生成了原來沒有的新物質，從而小結化學變化與物理變化的定義和區別。可以說這節課開啟了學生認識化學變化的大門，是至關重要的一節課。

一、課本的實驗設計

實驗步驟：①取一段蠟燭，觀察外觀特征;②點燃蠟燭，觀察現象;③在蠟燭火焰上方罩一個干冷的小燒杯，觀察燒杯內壁的變化;④向上述小燒杯中加入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現象;⑤取一段粗玻璃管，按課本所示方式置于火焰中，觀察發生的現象;⑥吹滅蠟燭，觀察實驗現象。

二、瑕疵分析與改進

瑕疵一：課本上利用在蠟燭火焰上方一個干冷的小燒杯，觀察燒杯內壁的變化，通過觀察燒杯內壁出現的小水珠，得出有新物質水生成。但是該節內容在剛開學第三節課時的時候開設，這時剛開學，天氣溫度較高，秋天空氣也干燥，很難觀察到水霧，學生不能眼見為實。并且罩上燒杯后，蠟燭不完全燃燒生成了炭黑（完全燃燒與不完全燃燒在第四章是才學習）在這里出現，學生先觀察到有黑色物質生成（因為蠟燭是白色，對比非常明顯，學生很容易關注到），而書上并沒有提到，于是學生覺得實驗現象與課本現象不一致。而對出現的問題，由于知識的階段性（第四章才學，在這節課不能給學生解釋清楚為什么有黑色物質出現），學生的問題不能解決進而產生了困惑，而這時教師卻要求學生掌握課本上的現象，導致學生認為教師“指鹿為馬”。在教學過程也出現了一些小笑話：關于顏色——“老師，你高興就好，我們的眼光不重要”;關于產物——“老師你說生成什么就是什么”，其實都是因為實驗現象不夠明顯或者其他因素影響了實驗效果，這都是由知識的階段性和局限性導致的。

改進：在火焰上方放一塊石棉網，在石棉網上罩一只小燒杯。因為小燒杯離火焰較遠，溫度散失，干而冷的燒杯內壁很快出現水霧，且不會燒杯，因此內壁不會出現炭黑，效果非常明顯，與課本現象一致，且成功率極高。

瑕疵二：這個實驗第六步：吹滅蠟燭，觀察實驗現象，看到白煙，這個白煙是石蠟蒸汽冷凝成的石蠟固體小顆粒，白煙的現象很容易觀察到，但是卻很難理解這個白煙是什么。因為剛剛討論了，蠟燭燃燒是化學變化，會生成新物質，那么這個白煙是不是石蠟燃燒生成的新物質呢？為了解答這個疑問，教師一般會帶領學生進行一個探究，這也是一個趣味實驗——隔空點蠟燭。石蠟小顆粒具有可燃性，而該化學變化的產物二氧化碳和水都不能燃燒，這個實驗有一個問題，燭心和白煙離得很近，學生看不清教師點的到底是什么，所以存懷疑態度。

改進：在燃著的蠟燭火焰上方罩石棉網，石棉網靠近燭心，蠟燭會因缺氧而熄滅，白煙現象非常明顯有好幾厘米的高度，這時用燃著的木條靠近石棉網上方的白煙，同時抬高石棉網，讓燭心與氧氣接觸，會很清晰地看到木條點燃白煙，火焰沿白煙引燃石棉網下方的蠟燭，奇妙但真實的實驗現象在學生的眼睛下逐漸呈現。

瑕疵三：在該實驗第5步時，取一段粗玻璃管，按課本所示方式置于火焰中，觀察發生的現象，用意是說明火焰中存在著石蠟蒸汽。但是由于從火焰中引出的“白煙”溫度較高，是往上飄的，所以有很多學生質疑，固體怎么會往上飄，這個白煙是不是石蠟小顆粒。

改進：于是筆者帶領學生一起思考，分析問題的原因，討論如何解決這個問題，于是有的學生想到加長玻璃管，使白煙冷卻，結果發現有白色固體留在了玻璃管壁，效果非常好。學生興趣濃厚，課堂精彩活躍。

三、補充設計實驗

關于蠟燭的物理性質，課本上的設置主要是讓學生聯系生活來交流討論。（因為以前蠟燭在生活中十分常見，以防停電用來照明，但是近些年，據筆者對學生的調查了解，學生對蠟燭的認識主要來自生日蛋糕上點的蠟燭，顏色是五點繽紛，香味也多種多樣，而絕大部分學生家中沒有蠟燭）。所以前幾年筆者在上課讓學生說一說蠟燭有關的物理性質，學生們并沒有說出幾點，于是筆者在上該內容時課為每位學生準備了一只最普通的白色蠟燭，讓學生親眼去看、親手去摸、親身去體會去觀察。

實驗一：石蠟的密度

石蠟的密度大不大？當筆者提出這個問題時，學生用手掂了掂，回答說石蠟密度不大。但是筆者再問比水大還是比水小？一大半的學生說比水大，筆者當時有點吃驚，不過靈光一閃，這不是一個很好的培養學生的實驗觀，引導學生設計實驗驗證猜想的契機嗎？于是筆者在黑板上統計認為比水大的人35個，比水小的人17個，那么哪邊的猜想對呢？這可不是由教師說了算的。于是筆者說：“廁所有水，你們手中有蠟燭，請用事實說話。”于是在大家的期待下，三個男生快速去廁所裝了三大杯，全班學生目不轉睛地看著三根長短不一的蠟燭被投入水中，然后浮出水面，然后17個學生歡呼：“我就說比水小吧，哈哈。”猜錯的學生一臉驚訝卻一下子恍然大悟：“原來比水小呀。”筆者想他們肯定不會忘記了關于蠟燭的密度這一知識，但是筆者需要他們潛移默化地掌握用實驗去驗證自己的猜想的方法。

實驗二：石蠟的熔點

蠟燭燃燒是化學變化，蠟燭燃燒放熱，旁邊的石蠟受熱融化（融化是物理變化），一直燃燒一直放熱一直融化，所以“蠟炬成灰淚始干”，結論得出化學變化總是伴隨著能量的吸收和釋放，化學變化一定伴隨著物理變化。“從該實驗中可以看出石蠟的熔點高不高？”學生答：“不高。”再問：“有100度嗎？”學生面面相覷，之后猜想大于100度的舉手46人，低于10度的6人。筆者說：“到底誰的猜想才是真的呢？”停頓一下，學生接上去：“請用實驗說明！”（筆者心里暗暗開心，學生配合得真好，這群學生真可愛）筆者臉上不動聲色，請學生先獨立思考，然后交流討論，看哪個小組設計得更好。于是學生設計了如下的實驗，實驗證明石蠟的融化溫度根本不需要100度，一般在50度左右就開始融化了，果然眼見為實。

在實驗教學中，教師要善于引導學生發現和提出有探究價值的問題，設計并優化實驗方案，完成實驗操作，并對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結論。同時引導學生在合作中分享實驗探究的成果，不斷完善與改進實驗探究的設想，養成獨立思考、敢于質疑的習慣。

參考文獻：

[1]魏少興.對探究蠟燭燃燒的實驗改進[J].中學化學教學參考，2014（6）：60-61.

[2]姚孟建.對蠟燭燃燒實驗的再改進[J].化學教學，2014（3）：51-52.