引爆課堂——認識爆炸發(fā)生的條件

摘 要：化學是以實驗為基礎的自然科學，創(chuàng)新實驗是吸引學生眼球的重要手段。通過實驗的設計與創(chuàng)新，聚焦課堂的化學知識與學科素養(yǎng)，“引爆”學生對化學的學習熱情，是實現(xiàn)高效課堂有效途徑，能夠為學生的知識、情感、能力的快速發(fā)展提供機遇。本文基于化學認知的特點，就如何從感性到理性的轉(zhuǎn)變來進行課堂情境的創(chuàng)新設計，如何通過實驗創(chuàng)新進行更高效的內(nèi)化化學知識并且建構化學體系，如何改變觀念把教的邏輯變?yōu)閷W的邏輯等方面進行闡述，以《認識爆炸發(fā)生的條件》為例進行初步探索與思考，試圖找到更適合初中化學課堂的教學方法。

關鍵詞：引爆;引領思維;高效課堂;爆炸條件;實驗設計

引爆是實現(xiàn)高效課堂有效學的前提，能夠為知識、情感、能力的快速發(fā)展提供機遇，是知識、方法系統(tǒng)化、內(nèi)化的必要過程，是變教的邏輯為學的邏輯的最徹底的觀念更新。下面就筆者在認識爆炸發(fā)生的條件一課中談一談一些具體做法：

一、切入生活引入課堂，激發(fā)興趣

在教學實踐中，圍繞生活、社會熱點等相關的問題切入新課，不僅能激發(fā)學生學習興趣、調(diào)動學生的積極性，同時也可避免一些化學性的事故發(fā)生在我們身邊，對提高學生的科學素養(yǎng)大有裨益。

筆者以2015年6月27日新北市八仙樂園彩虹派對的場景引入新課，彩虹派對雖炫酷，但出現(xiàn)了不合諧的音符，發(fā)生了爆炸事故，造成474人受傷的悲劇。這樣的悲劇是怎樣產(chǎn)生的呢？今天我們就這一問題進行剖析及其預防。這樣，緊扣課題精心設問，制造懸念切入，有力地吸引學生，敲開學生幽閉心靈之門，突出重點，聚焦思維，激發(fā)興趣，增強求知欲。

二、設計實驗引領思維，感悟新知

實驗是最好的老師，是打造高效課堂最有力的手段，有助于學生對化學基本概念、原理的理解。培根說過：方法比知識更重要。知識本身在人的頭腦中存留的時間不會太長，日后用不到的知識很快就會被遺忘。而思維的方法是有效的、長期的受益。實驗從設計、操作、分析實驗結(jié)果、總結(jié)歸納規(guī)律，都離不開科學的思維方法，分析法、歸納法、對比法、猜想驗證法以及綜合法等是化學實驗常用的思維方法，思維方法比實驗結(jié)果更為重要。

1.對比歸納引領思維

對比是一種重要的學習方法，通過觀察、分析，找出研究對象的相同點和不同點，它是認識事物的一種基本方法，在化學學習中設計對比實驗有利于學生更好地理解應用所學的知識，由淺入深、由表及里，使學生的思維從表象到本質(zhì)，同時還能使學生的觀察能力、分析能力、歸納能力等得到進一步的發(fā)展。

筆者設計了第一組實驗：①點燃酒精燈。發(fā)現(xiàn)酒精燈酒精能安靜的燃燒;②用下圖所示裝置進行酒精燃燒爆炸實驗。該裝置利用注射器去掉頭部，加上橡皮塞形成了一個有限的空間的反應容器，用打火機內(nèi)的電子點火器連接導線來點火。實驗時將注射器內(nèi)滴入1-2滴酒精，塞上橡皮塞，按點火器點火。發(fā)現(xiàn)橡皮塞被爆飛。學生通過對比分析，很快得出爆炸發(fā)生的條件之一：要有有限的空間。

筆者又設計了第二組實驗：①利用如上裝置收集了一定量的純凈氫氣，塞緊橡皮塞。用電子點火器點火。發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)生爆炸;②再收集一定量的氫氣，稍松開橡皮塞，抽入一定量空氣，塞緊橡皮塞。用電子點火器點火。發(fā)現(xiàn)橡皮塞被爆飛。學生再次通過對比分析，不難得出爆炸發(fā)生的條件之二：要達到燃燒的條件。

是不是只要可燃物和氧氣在一定的空間內(nèi)，點燃就一定會發(fā)生爆炸呢？于是筆者又設計了第三組實驗：用上述實驗裝置收集5mL氫氣，分別抽入以下體積的空氣，塞緊橡皮塞。用電子點火器點火并記錄現(xiàn)象，如下表：

空氣 1mL 2mL 3mL 25mL 35mL 45mL 55mL

現(xiàn)象 不爆炸 不爆炸 爆炸 強爆炸 爆炸 弱爆炸 幾乎不爆炸

這讓學生認識到爆炸發(fā)生的條件之三：要有一定濃度范圍——即爆炸極限。

歸納得出爆炸發(fā)生的條件：可燃物與空氣（或氧氣）必須在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混合，形成預混氣，在有限的空間內(nèi)遇火即發(fā)生爆炸。

2.猜想驗證提升思維

猜想是基于某些已知的事實材料和頭腦中已有的知識，通過理論思維的能動作用，對未知的量及其關系作出的一種猜測性的推斷。是一種重要的思維方式。它既有邏輯的成分，又含有非邏輯的成分，具有一定的科學性和很大程度的假定性，沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)。化學上的許多創(chuàng)造就是以猜想為前提的。通過猜想、分析、設計實驗、實驗驗證等環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學生的探究能力和創(chuàng)新意識，使學生對事物的認識從感性到理性。

由以上實驗可知，可燃性氣體、液體均可發(fā)生爆炸，那么固體可否爆炸？

根據(jù)氣體、液體發(fā)生爆炸都是分散在空氣中燃燒引起的，于是猜想固體要燃燒爆炸必須也要分散在空氣中，也就是要與空氣有足夠的接觸面積。為此筆者又設計了第四組學生實驗：①用燃燒匙將面粉放在酒精燈火焰上去點燃，發(fā)現(xiàn)面粉不易燃燒，只是被燒焦。②用洗耳球吸取面粉后，噴向酒精燈火焰。發(fā)現(xiàn)面粉粉塵可以燃燒，形成如圖火焰。說明增大可燃物的接觸面積，可使燃燒變得更劇烈。所以猜想只要增大固體反應物的接觸面積也可能會發(fā)生爆炸，因而為了使面粉更易于分散在空氣中燃燒，故采用如圖所示的頂吹法，而未采用教材中的底吹法。當緩緩吹氣，慢慢揚起面粉，過一會兒當達到面粉的爆炸極限，在透明塑料罐內(nèi)看到彌散的面粉燃燒并發(fā)生了爆炸。為此得出猜想是正確的，可燃性粉塵在空氣中燃燒也可以發(fā)生爆炸。

三、回歸生活引爆課堂，提升能力

當筆者提到炫酷的彩虹派對中使用了染有各種色素的玉米粉增加了派對的場景氛圍時，學生立刻就明白了造成悲劇的原因：正是這種玉米粉彌散在空氣中遇明火而導致。因勢利導如何防止此類事故的發(fā)生，就是破壞爆炸發(fā)生的條件。不是化學的惹的禍，而是不懂化學才犯的錯。

巧妙地設疑、布疑，以如何發(fā)生爆炸、怎樣的物質(zhì)會發(fā)生爆炸來制造懸念，就能在問題中引爆學生思維的“可燃點”，悉心演繹出精彩的課堂教學。在探討問題時，促進學生積極思維，融會貫通知識，真正做課堂的主人，大大吸引學生的注意力，更好地促進學生學習能力的發(fā)展。讓其在問題的探索中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，形成正確的人生觀、物質(zhì)觀，提升學科科學素養(yǎng)。

作者簡介：劉新忠，男;出生年月：1978年6月;籍貫：江蘇南通;民族：漢;學歷：本科;職稱：中學一級;研究方向：化學教學、實驗教學;單位： 南通市通州區(qū)實驗中學