量“生”定制 實(shí)驗(yàn)出新
——以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)“小蘇打和白醋的變化”為例

◎廣州市花都區(qū)新雅街廣塘小學(xué) 黃俊彬

實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程價(jià)值的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生獲取事實(shí)證據(jù)、探索科學(xué)規(guī)律的重要途徑。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課普遍存在實(shí)驗(yàn)材料不足、設(shè)計(jì)思路單一、操作方法繁復(fù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等問(wèn)題，作為科學(xué)教師，我們要突破教材的局限用教材，為學(xué)生量“生”定制創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提高教學(xué)實(shí)效。我以《小蘇打和白醋的變化》一課為例，淺談通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)優(yōu)化科學(xué)課堂教學(xué)的方法。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

教材中“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)所用的材料為小蘇打、白醋，反應(yīng)裝置由玻璃杯和玻璃片構(gòu)成。

不足之處：

玻璃杯的容量比較小，無(wú)法盛放較多的反應(yīng)物，當(dāng)反應(yīng)劇烈時(shí)，反應(yīng)物容易外溢。

玻璃杯是敞口的，無(wú)法直觀展示氣體的生成過(guò)程。

如果沒(méi)有及時(shí)將玻璃片蓋在玻璃杯上，氣體容易散失，難以收集，氣體量不能滿足后續(xù)探究的需要。

改進(jìn)措施：

用窄口的錐形瓶代替敞口的玻璃杯，減少氣體散失。巧妙地用氣球代替原有的玻璃片，使用時(shí)只需將氣球套住錐形瓶口，當(dāng)反應(yīng)劇烈時(shí)，瓶中的反應(yīng)物不會(huì)溢出。

反應(yīng)前，氣球可以用來(lái)存放小蘇打；反應(yīng)過(guò)程中，生成的氣體上升使氣球不斷膨脹，能直觀展示氣體生成的過(guò)程；反應(yīng)后，大量氣體被儲(chǔ)存在氣球中，密閉性好，便于學(xué)生在下一步實(shí)驗(yàn)時(shí)隨用隨取。

效果：

改進(jìn)后的裝置密閉性好，氣球容量大，氣體生成過(guò)程可視化。

二、拓展實(shí)驗(yàn)思路，獲取精確數(shù)據(jù)

“小蘇打和白醋的變化”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有一個(gè)細(xì)節(jié)：學(xué)生蓋上玻璃片后，用手觸摸玻璃杯的外壁，說(shuō)說(shuō)有什么感覺(jué)，目的是讓學(xué)生感受小蘇打和白醋混合前后的溫度變化，這是判斷有無(wú)氣體生成的依據(jù)之一。

不足之處：

小蘇打和白醋混合是吸熱反應(yīng)，會(huì)生成大量的二氧化碳，使反應(yīng)容器表面的溫度降低，但溫度變化幅度只有2 ℃~4 ℃，用手觸摸難以感觸到溫度變化。

改進(jìn)措施：

用溫度傳感器替代溫度計(jì)。在做實(shí)驗(yàn)前，只需將溫度傳感器的探頭固定在錐形瓶的外壁，便可實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)中的溫度變化，將抽象的觸覺(jué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的數(shù)字。

效果：

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生被產(chǎn)生的氣泡和膨脹的氣球所吸引，能更直觀地監(jiān)測(cè)出溫度變化，從而作出正確的判斷。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，豐富檢驗(yàn)方式

小蘇打和白醋反應(yīng)生成大量氣體，弄清楚生成的是什么氣體，就很容易確定小蘇打和白醋的反應(yīng)屬于哪一類變化。教材提供了兩個(gè)方法來(lái)檢測(cè)生成的氣體：一是“伸入法”，將燃燒的細(xì)木條伸入玻璃杯中；二是“傾倒法”，將玻璃杯中的空氣倒在蠟燭的火焰上。

不足之處：

細(xì)木條燃燒不穩(wěn)定，蠟燭雖然能穩(wěn)定燃燒，但在有風(fēng)時(shí)容易熄滅；檢測(cè)時(shí)直接傾倒玻璃杯內(nèi)的氣體，瓶中生成的液體也易溢出，導(dǎo)致氣體分散，影響檢測(cè)效率；這兩種檢驗(yàn)方式都只能驗(yàn)證該氣體不支持燃燒的特性，無(wú)法提供更多依據(jù)。

改進(jìn)措施：

為了順利檢測(cè)出氣體，我將教材中的方法改進(jìn)為“分層熄滅法”和“石灰水檢測(cè)法”。改進(jìn)后的檢驗(yàn)裝置由調(diào)速導(dǎo)氣管和分層蠟燭臺(tái)構(gòu)成，檢測(cè)用的液體為澄清石灰水。

調(diào)速導(dǎo)氣管由輸液管滴速控制器改裝而成，可以控制每次檢測(cè)的氣體分量。分層蠟燭臺(tái)放置在燒杯中，不但防風(fēng)，可保障蠟燭穩(wěn)定燃燒，還能使二氧化碳?xì)怏w集中在杯內(nèi)。澄清石灰水的成分為不溶于水的白色沉淀物碳酸鈣。

使用時(shí)，先將調(diào)速導(dǎo)氣管一端連接氣球，然后把控制器調(diào)至最大，氣球內(nèi)部的氣體進(jìn)入調(diào)速導(dǎo)氣管。調(diào)速導(dǎo)氣管的另一端連接多種檢驗(yàn)裝置，既可以伸入分層蠟燭臺(tái)檢測(cè)，使蠟燭從下往上依次熄滅，以此展現(xiàn)二氧化碳比空氣重的特性；也可以伸入澄清石灰水中檢測(cè)氣體，石灰水會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，逐漸從清澈變成渾濁。

圖3 檢測(cè)裝置構(gòu)件圖

效果：

蠟燭燃燒更穩(wěn)定，調(diào)速導(dǎo)氣管能有效控制氣體的使用量，整個(gè)裝置沒(méi)有液體外溢，支持多種檢驗(yàn)方式。

突破教材的局限，量“生”定制實(shí)驗(yàn)裝置，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)思路，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，這樣推陳出新的方式，提高了實(shí)驗(yàn)的趣味性、可視性和科學(xué)性，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握科學(xué)探究的具體方法，從而提高探究能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。