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习惯性失误例析

2011-04-13黄爱民

化学教与学 2011年1期
关键词:习惯性烧杯蜡烛

黄爱民

(宝应县教育局教研室江苏宝应225800)

习惯性失误例析

黄爱民

(宝应县教育局教研室江苏宝应225800)

固化浅层次理解,不能随着学习的深入,帮助学生站在更高的层次上重新理解己学的内容;以圆参考答案为目的,机械的使用教材、参考资料,缺乏深入的思辨。这些与专业水平无关的教学想法和做法造成不少习惯性失误。

习惯性失误;固化浅层次理解;机械使用教材

人皆会出错,化学教师亦不例外,不过下述几例,从化学专业角度看,本不该出错,原因何在?习惯使然只是一种现象层面的解释,隐藏在这种习惯性失误背后,与专业水平无关的某些教学想法和做法让人深思。

例1:人能嗅到花香——说明分子在不停的运动。

分析:如果上面的结论成立,那我们能不能根据“不易嗅到铁、食盐、石蜡、淀粉等的气味”的事实,得出这些物质的构成微粒是不运动的结论呢?显然不能。那么问题出在哪里?对教科书的表述缺乏思考及大量习题的不断重复,造成了教师的思维惯性。实际上嗅到花香最少要三个条件:①香味分子做热运动;②香味分子在热运动基础上实现了离域的扩散运动(有了宏观的位移);③香味分子的浓度达到了我们鼻子感受的阈值。热力学第三定律告诉我们:构成物质的微粒(分子、原子、离子)都在做无规则的热运动;与你嗅不嗅到它的气味无关;嗅不嗅到它的气味,关键在于条件②和③是否满足。另外上述“分子在不停的运动”与“分子的热运动”的表述,在语意上也有差异。用“浓氨水挥发出的氨气,使相邻烧杯中,滴有无色酚酞试液的水变红”来说明“微粒在不停运动”;用“水和酒精混和体积变小”来说明“分子间有空隙”亦有同样的逻辑问题;当然,对刚走进化学之门的学生,用这些情境,帮助他们理解抽象的“微粒在不停运动”是合适的;问题在于受过化学专业高等教育的我们,在使用这些情境之初就该明白:这些教学内容在帮助学生进入化学之门时,是浅层次理解;随着学习的深入,要帮助学生站在更高的层次上重新理解;固化这种浅层次理解,对学生有百害而无一益。

例2:“在倒置烧杯中,上层的蜡烛先熄灭”的原因是:热的CO2气体密度小上升,使烧杯上层能灭火的CO2气体浓度先增大。

分析:上述实验及其结论流传很广,在学生中考化学练习题和一些名师们的著作中屡见不鲜。

这个实验的现象是客观事实,然而,原因对吗?这里CO2的体积分数最多为21%,不妨问问自己:将燃着的蜡烛,置于由21%CO2和79%O2组成的混和气中,蜡烛会熄灭吗?显见上层的蜡烛先熄灭真正的原因是:上升到上层的热气流中氧气的含量过低。问题在于这样的误解为何会发生:在九年义务教育课程标准教材《化学》和以前各种版本的初中化学教材中都有一个典型的“二氧化碳熄灭蜡烛火焰”的实验:在一个大烧杯内放置高、低不同的两支蜡烛。然后向烧杯内慢慢倒入二氧化碳。结果在大烧杯内,低处的蜡烛火焰先熄灭,高处的蜡烛火焰后熄灭。用于说明二氧化碳既不支持燃烧,而且它的密度也比空气大。教师们为了培养学生的创新思维,重新设计了这个倒置的烧杯实验。殊不知书本实验中的CO2体积分数可以很高,而创新实验中的CO2体积分数最多为21%。差之毫厘,谬之千里。为了吸引眼球,进行似是而非的创新,是浮燥心态在教学上的投影。这种浮燥的教学是不能培养学生求真务实的科学态度的。

其实就这个“二氧化碳熄灭高低蜡烛火焰”的典型实验,也是存在实验过繁的问题。烧杯中只要一支蜡烛焰即可:蜡烛火焰熄灭说明了二氧化碳不支持燃烧,二氧化碳能从集气瓶中倒入下方的烧杯内就说明了它的密度也比空气大(否则不能从集气瓶中倒出、且排出烧杯中的空气),多用一支蜡烛,并没能多说明些什么。

例3:在同样条件下,用同样的日光照射分别插有温度计的两个同样的密闭集气瓶,其中一瓶内盛CO2、另一瓶内盛空气,经同样时间后,前者温度计显示温度高说明了:CO2是更易吸收光能的温室气体。

分析:对温室效应的原理理解有误。温室效应是指象CO2这一类气体,能吸收由地球吸收太阳能后反射向太空的红外光,即阻碍了地球的能量散失,使地球吸放热失衡(吸未变、放减少),造成地球升温。上述实验有两个问题:①它模拟的不是温室效应,而是气体对太阳能的吸收;②在比较空气和CO2对太阳能的吸收能力时,又遗漏了热容量因素。做模拟温室效应的实验,如果要从太阳能、地球吸放热、CO2这一类气体使地球吸放热失衡全面模拟是最合理,但也极其困难;实际上截取一段“CO2这一类气体对红外光有较强的吸收能力”即可,在模拟时要考虑容器对红外吸收越弱越好,分析比较时还要考虑热容量因素。

设计实验的原理有误,分析比较时初中物理的常识会被我们置于脑后,这背后隐藏着什么原因?CO2是温室气体已是学生熟知的常识,设计一个实验验证之,可培养学生的探究能力,这种教学上的考虑是正确的。如果真的立足于培养学生能力,进行探究教学设计,上述错误是不会出现,更不会广泛流传。高度依赖资料、参考和现成教学案,缺乏思考和分析的浮燥备课,导致了谬误的流传,违背了实验初衷,做了培养了学生“简单”头脑的教学。

1008-0546(2011)01-0004-01

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.01.002

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