家庭小实验在分子、原子教学中的应用研究

汤凌云 袁新刚

（江阴市徐霞客中学 江苏 江阴 214406）

一、问题缘起

在教材不变、难度不变的前提下，怎样用更少的时间、激发学生更大的兴趣、取得更高的效率，是我们一线的化学教师必须面对的新课题。

分子、原子是初中化学的重要教学内容，是建立物质微粒观的重要环节。但由于微观粒子概念比较抽象，学生在理解、接受过程中有很大难度。而微观粒子在初中化学中又是不可缺少的。下表是课程内容目标中关于微粒的行为动词解析：

表1 课程内容目标表述中关于微观粒子的行为动词解析

从上表中可以看出，初中阶段对于微粒的要求较低，要求知道、理解、记住的层次较多；对于树立科学的粒子观，主要是通过科学的实验探究。对微粒的教学着重于创设生动的学习情境，开展家庭小实验围绕着这一简洁的教学内容，从生活中常见的现象、做法着手，使学生积极、主动地参与到家庭小实验中来，从化学的角度探讨微粒的性质等。

二、教学实践

“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。实验是化学学科最大的特色。化学实验是最现实、最生动、最有效的物质载体。将日常生活引入教学中，为学生创设丰富的、生动的、直观的学习情境。

在完成第二单元的教学任务后，利用学生的好奇心，以及在此阶段正是江南闷热多雨的时候，很多分子的特性会表现得更明显。布置学生完成一系列的家庭小实验，以已知的分子在永不停歇的做无规则运动入手，更直观地理解、接受粒子的存在。

家庭小实验都是学生触手可及、操作难度系数小、能够独立完成且安全系数高，重在提高学生的参与度。对于广告词“酒好不怕巷子深”、“南国汤沟酒，开坛十里香”的感官认识提高到能科学地解释原因。

家庭小实验1－1：将花露水喷于全身后，在家人身边来回走动，问他们闻到了什么？

家庭小实验1－2：将无味的宝宝驱蚊水喷于全身，坐在院子外，观察有无蚊子近身。

家庭小实验1－3：将奶奶（或妈妈）烧好的红烧肉藏起来，让爸爸自己找出来，并问他是根据什么找出来的？

家庭小实验1－4：取无色饮料瓶三只，各装入少量自来水、白醋、白酒，与家人来辨别分别是什么？辨别根据是什么？

家庭小实验1－5：玻璃杯两只，各放入等量的自来水、白酒，放置在家里的八仙桌上；另取玻璃杯两只，各放入等量的自来水、保鲜膜封口，同样放置八仙桌上，2小时后比较液面下降情况。

家庭小实验1－6取两个玻璃杯，各放入等量的自来水和白开水，各滴两滴红墨水（或黑墨水），观察现象。

从学生的记录报告中可以看出：①学生在家庭小实验中态度积极，参与度高，但是填写不规范的较多，教师之后在填写实验报告过程中要加强指导；②家庭小实验1～6的实验结论都与气味有关，提示学生填写这就是分子不断运动的结果；③分子总是在不断运动，有些运动的结果表现在我们能闻到气味，有些是我们的味觉器官感觉不到的，但是不代表其他生物的味觉器官感觉不到，如实验1－2，蚊子之所以不近身是蚊子的感觉器官感受到了这种不利于它们的气味；④分子运动的速率不仅与分子本身的性质有关，还与温度有关，温度越高，分子运动速率越快；⑤分子运动的途径是不规则的，没有固定的方向。

在实际的家庭小实验过程中，会不断地产生问题，这些问题充满挑战性，在学生进入悬疑的情境中，好奇心会督促他们积极思考、寻找问题的答案。围绕实验而展开的思考有利于教学的进一步深入，层层递进，学生感受到了学习的快乐，并进而能够在积极思考中高效完成学习内容。

在实验探究的基础上提出了分子、原子是客观存在的，那么这些分子、原子有多大？我们能触摸到单个的分子、原子吗？首先解析XX酸奶，该酸奶广告中宣称一瓶酸奶中含有10亿个肠道益生菌，已知每个肠道益生菌UreB 蛋白的质量约为 1．06×10－22kg，则一瓶含 30 亿益生菌的酸奶中益生菌的总质量是多少？

解题过程：1．06×10－22kg×30×108＝1．06×10－13kg＝3．18×10－10g。

可以想象，一瓶100mL的酸奶，含有的益生菌数目是 30 亿，但是质量仅为 3．18×10－10g，由此可以知道分子的质量、体积都很小。对广告词给予充分的认识，能极大的提高学生的学习兴趣和自信心，让他们在家人、朋友面前更有“话语权”。

分子、原子是这样小，但是只要开动我们聪明的脑袋，就能做出世界为之瞩目的成就。张青莲院士自1935年起，一直致力于重水和稳定同位素的研究，在同位素化合物的物理化学性质、动力学效应、分离原理和方法、标准样品的研制、天然丰度及原子量测定方面硕果累累。

榜样的力量是无穷的，由于张青莲院士是常熟人，和江阴地处交界，使我们江阴的学生会有一种认同感。为学生提供一个崇拜的对象和敬仰的目标，在今后的成长历程中，也许他们不会达到张院士的高度，但是在心灵上，他们是那么的亲近；在科学探究的路程上，他们是那么的相似；在探究结果获得的来源上，他们是那么的接近。

分子的质量、体积都很小，学生已经难以直观想象，那么彼此间的间隔更是难以想象。唯有通过一系列的家庭小实验，来充分说明分子间有间隔。同时为了更直观地理解分子间有间隔，增加一个宏观的实验1－7。

家庭小实验1－7：取一碗大米和一碗黄小米，放入盆里混合后再倒回碗中，是否还是两碗？为什么？

家庭小实验1－8：取两只一样的空口服液瓶，各量满瓶的自来水和白酒，而后将两瓶液体倒入一只玻璃杯中混合均匀，然后再先装满一瓶，再去装另一瓶，观察能否装满两瓶？

家庭小实验1－9：买2个相同大小的气球，一只装满水结口，另一个吹气至与装水的气球一样大，结口；用手分别压两只气球，感觉用力程度和气球压平程度；将吹气的气球沿结口处向里旋紧，旋到不能再旋为止，观察以盛水的气球体积大小。

家庭小实验1－10：取芭比娃娃中的玩具针筒，分别取等量水、空气用力推。

家庭小实验1－11：取家中的“自鸣”电水壶，加满水后插电烧水，在水沸腾时会发出响声，并且会有大量的水溢出。

从实验报告看，学生完成实验的都是客观而有效的，也都能有效地得出分子间有间隔，且温度越高，分子间间隔越大；同时还能得出气体分子间间隔大，而液体、固体分子间间隔较小。

还有部分学生提出：之所以两种液体混合后总体积减小，还有可能是由于在混合过程中有部分分子运动到空气中，对于这种疑问要及时肯定，但同样能够通过数据说明问题，一滴水含有的水分子总数1．67×1021个，在开瓶、混合的过程中口服液瓶敞口时间很短，虽然有分子运动到空气中，数量会很多吗？能体现出总体积减小的数据？能及时地发现问题、质疑课本的结论并提出自己的见解，是难能可贵的。家庭小实验在此时激发了学生的好奇心和持续的兴趣，以此帮助学生了解微观粒子的体积、质量是如何之小，同时学生也学会了收集证据，尊重客观实际，在解决问题的过程中培养学生思维的批判性、创造性和多变性。

电热水壶烧水至沸腾时的“尖叫”声、水会溢出是学生司空见惯的，更能说明分子间有间隔。与以往的“接受式”学习相比，实验探究学习更具有实践性、参与性、开放性和不确定性。在实验探究的过程中，获得了积极的情感体验，帮助更好的建构知识，更好的解决实际问题。在实验探究的过程中：问题与假设是现成的、但是探究学习的过程是开放的、探究的结论也是开放的、有弹性的。

利用学生家中唾手可得的器材引入家庭小实验，激发学生动手操作的兴趣，在课堂上及时引导，学生更是信心倍增！

研究表明：经历过实验探究学习的学生更喜欢提出问题，在各方面更善于倾听后发表自己的看法；他们善于观察，并能对观察到的事物进行耐心、细致的描述、评价；他们思维活跃，敢于否定自己和他人，乐于与人合作，并能在合作过程中取长补短，及时调整自己，进取心强。

在教学的过程中尊重教材，并在教学过程中根据学生、教学实际适当地增加趣味性高、可复制性强的家庭小实验辅助教学。教无定法，有教无类，根据教学实际增加家庭小实验，可以提高学生的参与度和操作的成就感；而必要的课外拓展知识，会让学生的眼界更开阔，也更能激发学生学习兴趣。

在激发学生的学习兴趣中，实验尤其是家庭小实验的开足开齐，想方设法地开展身边的家庭小实验，对于学生的课余生活起到了调节身心的作用，同时也引起了家长的关注，在家长的协助下顺利地开展，不仅吸引了学生的“眼球”，也吸引了家长的“眼球”，从而实现了“做中学”和“学中做”的理想教学境界。

通过实际的教学过程的比较和总结，我们发现，在分子、原子的教学中，采用上述的实验引导探究模式，在培养学生的质疑能力、合作能力、探究能力、反思能力以及预测能力等方面都大有裨益。

［1］ 无锡新传媒网．http：／／www．ijiangyin．com

［2］ 张青莲－中国稳定同位素学科的奠基人和开拓者．http：／／www．gmw．cn ／content．2012．3．14

［3］ 王文静．维果茨基“最近发展区”理论对我国教学改革的启示［J］．心理学探新，2000，（2）

［4］ 任宝华主编．初中化学新版课程标准解析与教学指导［M］．北京：北京师范大学出版社，2012．3

［5］ 王祖浩．化学课程标准解读［M］．武汉：湖北教育出版社，2002

［6］ 林志强主编．初中化学义务教育课程标准（2011版）案例式解读［M］．北京：教育科学出版社，2012．3