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在微观世界里旅游 |
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| 在微观世界里旅游 |
| 化学教育网 www.huaxue.com.cn 文章来源：西安教育网 发表时间：2006-11-11 0:18:23 阅读次数： |
虽然我只是个实验员，可是，在新课程理念的感召下，心中也时常出现莫名的冲动,非常想看到在我的“调教”下，学生们会怎样自主提出问题、解决问题。于是，“科学实验俱乐部”成立了，我带着俱乐部的学生，利用周末时间，在化学实验室里踏上了探究之旅。
1. 导游词：撬动学生思维的支点
“我们这次‘旅游’，并不是像在宏观世界里玩耍那样仰视大自然的鬼斧神工，也不是像在博物馆里怀旧那样俯视前人给我们留下的文化遗产；而是要像孙悟空钻进铁扇公主肚子里那样，深入物质世界内部，自己去发掘‘旅游’景观，创造性地观察千姿百态的微观粒子的‘行为’。”我力图用富有激情的开场白激发学生们的探究欲望。
“是不是要自己设计实验。”快嘴快舌、嗓门儿特响亮的游天终于憋不住了，连一向在老师面前怯生生的张柯也眼中放光。
“对！”我肯定了游天的领悟，要求大家针对自己学习“分子”这一课题时不满足、不满意之处设计实验，进行探究。
2. 微观世界第一景：“似非而是”的氧分子运动
游天力主先研究氧分子，因为他对“量筒里的水，放一段时间为什么会减少？”这样的问题耿耿于怀，认为不新鲜、不吸引人。同组同学也有同感，而且他们刚刚学过制取氧气，很想看看一瓶氧气里的氧分子会不会也跟一瓶水里的水分子一样运动。
仿照课本上关于水分子运动的描述，他们把三瓶氧气敞口放置，让时间分别过去一段、两段、三段，然后用带火星的木条伸到瓶内检验。果然跟他们猜想的那样，木条在瓶颈下、瓶中部、瓶下部复燃了。他们非常兴奋，但又意犹未尽。经过反思，他们认为实验设计还有漏洞。因为，瓶口附近有空气流动，会影响瓶内分子的运动；他们还想象，刚收集满的氧气是“动荡”的，就跟刚装满的水是动荡的一样。也就是说，应当排除“空气流动”和“氧气动荡”这些因素对氧分子运动的影响。
他们找来外形像塑料桶似的玻璃钟罩罩住三瓶氧气，过一定时间后，从钟罩上部孔洞伸进一支木筷，拨下氧气瓶口上的玻璃片，再分别等待一定时间，带火星木条仍然是在瓶颈下、瓶中部、瓶下部复燃。
就在他们认为大功告成，可以刀枪入库、马放南山之时，张柯的“自言自语”再次引发了他们更为强烈的探究欲望：“要是能把扩散出去的氧分子都收回来，肯定能使带火星木条复燃！”
“把泼出去的水收回来？电影技术倒是可以拍出来！”游天不无讽刺地揶揄张柯。“有可能哦！”科代表万奇若有所思地说：“你想啊，我们用钟罩罩住了三瓶氧气，这三瓶氧气里的氧分子扩散出去，不都被钟罩‘罩’在里面了吗？”游天追问道：“那能使带火星木条复燃吗？”怎么看都像个小男生似的金浣月急切地插言：“可以多罩几瓶氧气啊！”。受他们的启发，我突然觉得，应该尝试在装满氧气的瓶子的瓶口上倒扣一个空瓶子，收集扩散的氧分子。这太简单了，万奇迅速收集了一瓶氧气。
在等待氧气停止动荡、再进行下一步实验时，他们之间爆发了一场激烈的辩论。游天猜测下面瓶内的氧分子只会有少量扩散到上面的瓶里。他的理由是，氧气的密度比空气的大，下面瓶内的氧气都升到上面瓶里是和氧气性质相矛盾的。他还绘声绘色的举例说：“我们老师讲过，氧气的密度比空气的大，可以像装水一样用向上排空气法收集氧气。如果我们在装满水的瓶口上倒扣一个空瓶子，下面瓶中的水难道还会都上去不成？”万奇反驳说：“分子是运动的，一瓶水敞口放一段时间之所以会减少，就是因为其中的水分子扩散到了空气中。一瓶氧气敞口放一段时间，其中的氧分子也会扩散到空气中。罩上‘空’瓶子，氧分子就会扩散到‘空’瓶子里。”他接着也举例：“使带火星木条复燃不一定需要纯氧气，刚才做实验时把氧气瓶敞口放置一定时间，带火星木条就有在瓶子下部复燃的。这时瓶中的氧气就是不纯的氧气。”
就这样，双方各执一词、莫衷一是，唇枪舌剑、互不相让，心里虽都有些发虚，却又暗暗赌着一口气，要看实验结果。毕竟，事实胜于雄辩，实践才是检验真理的惟一标准。可怜那个空瓶子，在氧气瓶口上足足倒“蹲”了半个小时。
实验结果令我心中也一阵狂跳，上面那个瓶内的气体居然使带火星木条复燃了！这是此前我见到的所有资料中从未记载过的现象，一个非常有价值的新实验！怯生生的张柯此时也兴奋地放胆喊叫着：“我们把‘泼出去的水’收回来啦！”
3. 一步一景：他山之“石”攻下来的“玉”
实验小组的同学们都被张柯的喊叫声吸引了过来，纷纷争抢着收集氧气，都要亲眼目睹这一“奇观”，同时也都纷纷介绍起他们发掘的“景观”。
殷其放念初二时物理竞赛获过奖。他观察演示实验时，认为品红扩散受到了“地球引力”的影响。经过探究，他们小组用“水面之上还有水”的实验创意，克服了地球引力的影响，更令人信服地证实了品红分子本身是运动的。
谢鲤丞、喻丹、黄绾绾等几个女生的实验设计耐人寻味、颇有见地。她们对课本上关于分子保持物质化学性质的逻辑推理有不同看法，认为课本上的逻辑推理有“断点”，不好理解。她们认为，如果把一种物质分得很小、小到分子那样小，还能保持原来没有分得很小时的那种化学性质，这才说明分子能够保持物质化学性质。她们设计出“分子保持物质化学性质的‘亚宏观’实验”表达了她们的理解。
教工子弟邓翔宇所在小组的想法“科技含量”很高。他们渴望学校实验室能有一台扫描隧道显微镜，他们埋怨“搜狐”和“中关村”没能把互联网和隧道扫描显微镜连接起来。无奈之下，他们把一种叫做硫酸铜的蓝色溶液用水冲稀、冲稀到刚好看不到颜色为止。然后用一根头发沾取溶液，点到载玻片上晾干。肉眼虽不能直接看到载玻片上留下的硫酸铜的痕迹，但他们用生物显微镜观察到了载玻片上留下的硫酸铜晶体的分子集团。我给他们的实验定名为“证实分子很小的‘次微观’实验”。
4.反思：应该释放什么
化学是一门以实验为基础的自然科学，学习化学的学生都有这样的遗憾，那就是所做的实验多为预设的实验。实施新课程以来，尽管任课教师为上好公开课乃至于每一堂课煞费苦心，像织鱼网似的设想了不少实验，等待学生生成的想法撞进”“网”，却往往是差强人意、事倍功半。因为学生在教室里生成的实验问题有不少是逼仄的“鱼网”所不能“网”住的。且不说解决这些实验问题所花时间的弹性大小难以控制，就是想到解决这些问题的方案后，完成这些实验所需的仪器和药品还“躺”在实验室里“睡大觉”，远水解不了近渴。从这个意义上说，解决生成性的实验问题，应该走出教室，走进实验室，让学生在实验室里释放自己的探究激情。再说，能按自己的想法设计并完成实验，那会是多么惬意的事情啊。
科学探究并不仅仅是任课教师和学生的事情，也是实验员的事情。实验员并不仅仅是实验保管员，更是实验研究员。他们也渴望在科学探究的大潮中“弄潮”，释放自己对新课程的情感！“尺有所短、寸有所长”，新课程需要任课教师、学生、实验员三位一体，密切地交流与合作。 |
| 文章录入：飞跃洞亭 责任编辑：黄京武 |
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