观察碘升华实验改进建议

廖浩铭

摘   要：在教学中，观察碘的升华现象是建构升华概念的常用实验。然而，由于学生的思维惯性和原有实验设计的不严谨，容易得到“碘先熔化后汽化”的结论，不利于升华概念的建构。笔者通过实验改进，利用讨论与小组合作相结合的方式，更为有效地协助学生建构升华概念。

关键词：碘升华实验;实验改进;水浴加热

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2019）6-0047-2

升华和凝华既是前面汽化、液化、熔化和凝固的延续，同时也为后面水循环作铺垫。在教学中，老师一般通过利用酒精灯对装有碘的烧瓶加热（书本彩图如图1），让學生发现碘能直接从固态转变成气态，从而建构升华概念。然而，该实验中的固态碘真的不会熔化吗？实践发现，不少学生在实验后认为“碘会先熔化，再汽化”，甚至也有些学生在实验过程中观察到碘熔化的现象。为什么会这样？我们应该如何促进学生顺利建构升华概念？

1    成因分析

经过对学生调查，结合备课组老师们的集体智慧，我们分析原因可能如下。

1.1    利用该实验装置进行实验时碘确实会先熔化后汽化

翻查资料发现，碘的熔点约为113 ℃、酒精灯外焰温度约为520 ℃。如果直接用酒精灯外焰加热，由于温度超过碘的熔点，碘将熔化，熔化后液态的碘会迅速汽化。尽管有些老师在实验中利用了石棉网，但也难以有效阻止这个现象的产生。对于初中生来说，碘的升华现象并不常见，所以他们对碘升华的认知来源于“观察碘的升华现象”实验，该实验设计得不合理，会阻碍学生建构升华概念。

1.2    思维惯性在作怪

由于学生已经学习了熔化、汽化的相关知识，学生脑海中难免先入为主地认为碘可能先熔化后汽化;有的学生虽然看不到碘熔化的现象，却依然会固执地认为实验中碘并不是不会熔化，而是熔化得很快，导致我们没发现而已。

2    改进思路

2.1    改变热源，降低反应温度

由上文分析可知，既然热源温度将导致固态碘的熔化，我们可从热源着手，从根本上消除碘熔化的可能性。于是，笔者尝试利用开水代替酒精灯作为热源进行实验（图2）。由于开水温度低于碘的熔点，因此在实验过程中碘不会熔化，学生明确地观察到碘由固态直接变为气态的升华现象，使实验设计更科学、更严谨。

2.2    提示和小组合作相结合，搭建感知与思维的桥梁

《教育心理学》指出，“心理过程的发展一般经历了：感知—表象—记忆—想象—思维，这样由简单到复杂、从具体形象到抽象逻辑的过程”[1]。因此，在学生通过实验获得感性认知后，老师需要协助他们搭建感知到思维的桥梁。此时学生可尝试以小组为单位，结合多媒体中的提示展开讨论（图3）。提示与小组合作相结合的方式有利于降低学生理论分析的难度，促进升华概念的建构。

3    反思

与书本实验相比，该改进实验有以下好处。

3.1    优化实验设计，推动概念建构

《大教学论》指出，“知识的开端永远必须来自感官，所以智慧的开端当然不仅仅在于学习事物的名目，而在于真正知觉事物的本身！要到事物被感官器官体会到了的时候，文字才能实现它的功用，给他进一步解释。”[2]通过上述实验改进能从根本上杜绝碘熔化现象的出现，使学生获取更科学、更严谨的感性认知，为升华概念的建构打下基础。

3.2    降低实验速度，便于观察

改进后，由于作为热源的开水温度比酒精灯外焰温度低，所以碘升华的过程将比原有实验缓慢，便于学生更清晰地观察碘升华现象。

3.3    在竞争与合作中实现感性到理性的过渡

《帕夫雷什中学》指出，“竞赛是发展创造才能的一种要素。竞赛使学生把能否达到目标变成与个人相关的事情，使集体里充满丰富的智力生活”[3]。在上文中，小组竞争与合作相结合的方式能大大降低理论分析的难度，促进学生实现感知与思维之间的自然过渡;而老师恰当的提示无疑给学生提供了前行的“脚手架”，能进一步促进概念的形成。

参考文献：

[1]冯忠良，伍新春，姚海林，等.教育心理学[M].北京：人民教育出版社，2000：189.

[2][捷]夸美纽斯.傅任敢，译.大教学论[M].北京：教育科学出版社，2006：141.

[3][苏]B.A苏霍姆林斯基.赵玮，王义高，蔡兴文，等译.帕夫雷什中学[M].北京：教育科学出版社，2007：433.

（栏目编辑    王柏庐）