微粒之間有空隙實(shí)驗(yàn)探究的幾點(diǎn)思考

從五彩繽紛的宏觀世界步入充滿神奇色彩的微觀世界，需要一定的想象力。教師要千方百計地充分利用日常生活中的事例或?qū)W生已有的經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生觀察、想象、類比、實(shí)驗(yàn)或采用模型化方法，幫助學(xué)生用宏觀和微觀的雙重觀點(diǎn)去認(rèn)識世界。但無論運(yùn)用哪種方法，都要合理得當(dāng)，使其最大限度地產(chǎn)生最佳的教學(xué)效果。現(xiàn)針對有關(guān)“微粒之間有空隙”這一性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)闡述以下三點(diǎn)看法。

一、 預(yù)設(shè)模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性，防止產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)

構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒分子、原子和離子都很小，我們憑肉眼是看不見的，這是不爭的事實(shí)。因此，教學(xué)中為把抽象問題形象化、具體化、可視化，采用模擬實(shí)驗(yàn)來類比構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒的某些性質(zhì)本來無可厚非。但筆者在教學(xué)實(shí)踐中，深深體會到模擬實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用必需預(yù)設(shè)其實(shí)效性，否則適得其反。例如，筆者在教學(xué)中為了說明“微粒之間有空隙”這一性質(zhì)，曾設(shè)計 “用一杯黃豆和一杯小米混合后其總體積小于兩杯”的模擬實(shí)驗(yàn)來類比，并告訴學(xué)生這是一個模擬類比實(shí)驗(yàn)，但并不能用來解釋“微粒之間有空隙”的這一性質(zhì)，因?yàn)閺奈⒂^角度講，黃豆和小米不是微粒。對于這個實(shí)驗(yàn)，學(xué)生看得清楚，對后邊的解釋也聽得明白。可是，課后學(xué)生反饋給我的源自九年級化學(xué)上冊滬教版62頁練習(xí)與實(shí)踐的一道練習(xí)題的答案卻讓我大吃一驚。題目是這樣的：下列事實(shí)，不宜用微粒之間有空隙的性質(zhì)來解釋的是（）。

A .鐵路上的鋼軌，受熱膨脹，遇冷收縮 B .1L芝麻與1L大米混合，總體積小于2L C. 向一定體積的氣體施壓，體積明顯變小D.向一定體積的液體施壓，體積變化極小。結(jié)果是，全班50名學(xué)生竟然有42名學(xué)生選錯了答案，他們根深蒂固地記住了老師設(shè)計的類比實(shí)驗(yàn)，卻全然忽略了對此實(shí)驗(yàn)的解釋。發(fā)現(xiàn)這一問題后，我在另一個班探究微粒之間的這一性質(zhì)時，就避開了這個類比實(shí)驗(yàn)。并用思考題形式呈現(xiàn)給學(xué)生，對此，我設(shè)計了以下問題：將一杯黃豆和一杯小米混合后其總體積是否恰好等于兩杯？該現(xiàn)象能否用來解釋“微粒之間有空隙”的這一性質(zhì)？為什么？不同的處理方法產(chǎn)生了不同的效果，結(jié)果此班的48名學(xué)生有46名學(xué)生將本題做對了。

因此，我個人認(rèn)為教師在運(yùn)用模擬類比實(shí)驗(yàn)時，一定要預(yù)設(shè)其實(shí)效性，防止教師“受累不討好”和學(xué)生對其產(chǎn)生“畫蛇添足”式的不盡如人意的效果。

二、講究實(shí)驗(yàn)試劑操作的有序性，以便產(chǎn)生預(yù)期效果

為了說明“微粒之間有空隙”這一性質(zhì)，除了運(yùn)用可視化的模擬實(shí)驗(yàn)來類比外，更理想的途徑是做好“水與酒精等體積混合”的探究實(shí)驗(yàn)。九年級化學(xué)滬教版上冊60頁實(shí)驗(yàn)1：取一根約30cm長一端封口的細(xì)玻璃管，先往玻璃管中加入滴有紅墨水的水，使其充滿玻璃管容積的二分之一，再滴入無水酒精，使其充滿玻璃管。用手指堵緊開口的一端，顛倒數(shù)次。我們能夠明顯地觀察到液體的體積明顯減小。此現(xiàn)象說明了微粒之間確實(shí)存在空隙。但該實(shí)驗(yàn)所加試劑水和酒精如果操作反了，其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就不明顯甚至根本就觀察不到總體積減小。因?yàn)樗拿芏缺染凭拿芏却蟆Ｈ绻诓ＡЧ苤邢燃尤肓司凭蟮渭铀瑒t在滴加過程中，無需振蕩，水會瞬時完成擴(kuò)散過程，即混合基本均勻，所以體積變化不明顯。因此，我們做此實(shí)驗(yàn)，應(yīng)講究實(shí)驗(yàn)試劑操作的有序性，以便能夠產(chǎn)生預(yù)期的效果。

三、實(shí)現(xiàn)比較實(shí)驗(yàn)操作者的同源性，以尋求科學(xué)的結(jié)論

不論固體、液體還是氣體，構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間都有一定的空隙。不同物質(zhì)微粒間的空隙大小不同。為了能夠說明在固體、液體中，微粒之間的空隙比較小，在氣體物質(zhì)中，微粒之間的空隙比較大，九年級化學(xué)滬教版上冊61頁設(shè)計了水和空氣的壓縮實(shí)驗(yàn)2：取兩支大小相同的醫(yī)用注射器，將栓塞向外拉，分別吸入等體積的空氣和水，用手指頂住注射器末端的小孔，將栓塞慢慢推入。哪一支注射器內(nèi)的物質(zhì)容易被壓縮？你知道其中的原因嗎？有的教師在演示此實(shí)驗(yàn)時，找了兩名學(xué)生，一生操作壓縮水實(shí)驗(yàn)，另一生操作壓縮空氣的實(shí)驗(yàn)。事實(shí)上，這是運(yùn)用比較的科學(xué)方法，它既要研究事物之間的相同點(diǎn)，又要分析事物之間的不同點(diǎn)。顯然，此實(shí)驗(yàn)安排兩名學(xué)生操作來做對比，大大減弱了該實(shí)驗(yàn)的說服力度。因?yàn)閮蓚€學(xué)生使用的推力無法或很難控制相等或相同。此實(shí)驗(yàn)需由同一個人去操作，注射器內(nèi)的物質(zhì)哪一種容易被壓縮，是由操作者感知出來的。因此，教師在布置此比較實(shí)驗(yàn)時，要實(shí)現(xiàn)比較實(shí)驗(yàn)操作者的同源性，以加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的異同，尋求科學(xué)的結(jié)論。

(責(zé)任編輯 廖銀燕）