家庭小實驗在分子、原子教學中的應用研究

湯凌云 袁新剛

（江陰市徐霞客中學 江蘇 江陰 214406）

一、問題緣起

在教材不變、難度不變的前提下，怎樣用更少的時間、激發學生更大的興趣、取得更高的效率，是我們一線的化學教師必須面對的新課題。

分子、原子是初中化學的重要教學內容，是建立物質微粒觀的重要環節。但由于微觀粒子概念比較抽象，學生在理解、接受過程中有很大難度。而微觀粒子在初中化學中又是不可缺少的。下表是課程內容目標中關于微粒的行為動詞解析：

表1 課程內容目標表述中關于微觀粒子的行為動詞解析

從上表中可以看出，初中階段對于微粒的要求較低，要求知道、理解、記住的層次較多；對于樹立科學的粒子觀，主要是通過科學的實驗探究。對微粒的教學著重于創設生動的學習情境，開展家庭小實驗圍繞著這一簡潔的教學內容，從生活中常見的現象、做法著手，使學生積極、主動地參與到家庭小實驗中來，從化學的角度探討微粒的性質等。

二、教學實踐

“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。實驗是化學學科最大的特色?；瘜W實驗是最現實、最生動、最有效的物質載體。將日常生活引入教學中，為學生創設豐富的、生動的、直觀的學習情境。

在完成第二單元的教學任務后，利用學生的好奇心，以及在此階段正是江南悶熱多雨的時候，很多分子的特性會表現得更明顯。布置學生完成一系列的家庭小實驗，以已知的分子在永不停歇的做無規則運動入手，更直觀地理解、接受粒子的存在。

家庭小實驗都是學生觸手可及、操作難度系數小、能夠獨立完成且安全系數高，重在提高學生的參與度。對于廣告詞“酒好不怕巷子深”、“南國湯溝酒，開壇十里香”的感官認識提高到能科學地解釋原因。

家庭小實驗1－1：將花露水噴于全身后，在家人身邊來回走動，問他們聞到了什么？

家庭小實驗1－2：將無味的寶寶驅蚊水噴于全身，坐在院子外，觀察有無蚊子近身。

家庭小實驗1－3：將奶奶（或媽媽）燒好的紅燒肉藏起來，讓爸爸自己找出來，并問他是根據什么找出來的？

家庭小實驗1－4：取無色飲料瓶三只，各裝入少量自來水、白醋、白酒，與家人來辨別分別是什么？辨別根據是什么？

家庭小實驗1－5：玻璃杯兩只，各放入等量的自來水、白酒，放置在家里的八仙桌上；另取玻璃杯兩只，各放入等量的自來水、保鮮膜封口，同樣放置八仙桌上，2小時后比較液面下降情況。

家庭小實驗1－6取兩個玻璃杯，各放入等量的自來水和白開水，各滴兩滴紅墨水（或黑墨水），觀察現象。

從學生的記錄報告中可以看出：①學生在家庭小實驗中態度積極，參與度高，但是填寫不規范的較多，教師之后在填寫實驗報告過程中要加強指導；②家庭小實驗1～6的實驗結論都與氣味有關，提示學生填寫這就是分子不斷運動的結果；③分子總是在不斷運動，有些運動的結果表現在我們能聞到氣味，有些是我們的味覺器官感覺不到的，但是不代表其他生物的味覺器官感覺不到，如實驗1－2，蚊子之所以不近身是蚊子的感覺器官感受到了這種不利于它們的氣味；④分子運動的速率不僅與分子本身的性質有關，還與溫度有關，溫度越高，分子運動速率越快；⑤分子運動的途徑是不規則的，沒有固定的方向。

在實際的家庭小實驗過程中，會不斷地產生問題，這些問題充滿挑戰性，在學生進入懸疑的情境中，好奇心會督促他們積極思考、尋找問題的答案。圍繞實驗而展開的思考有利于教學的進一步深入，層層遞進，學生感受到了學習的快樂，并進而能夠在積極思考中高效完成學習內容。

在實驗探究的基礎上提出了分子、原子是客觀存在的，那么這些分子、原子有多大？我們能觸摸到單個的分子、原子嗎？首先解析XX酸奶，該酸奶廣告中宣稱一瓶酸奶中含有10億個腸道益生菌，已知每個腸道益生菌UreB 蛋白的質量約為 1．06×10－22kg，則一瓶含 30 億益生菌的酸奶中益生菌的總質量是多少？

解題過程：1．06×10－22kg×30×108＝1．06×10－13kg＝3．18×10－10g。

可以想象，一瓶100mL的酸奶，含有的益生菌數目是 30 億，但是質量僅為 3．18×10－10g，由此可以知道分子的質量、體積都很小。對廣告詞給予充分的認識，能極大的提高學生的學習興趣和自信心，讓他們在家人、朋友面前更有“話語權”。

分子、原子是這樣小，但是只要開動我們聰明的腦袋，就能做出世界為之矚目的成就。張青蓮院士自1935年起，一直致力于重水和穩定同位素的研究，在同位素化合物的物理化學性質、動力學效應、分離原理和方法、標準樣品的研制、天然豐度及原子量測定方面碩果累累。

榜樣的力量是無窮的，由于張青蓮院士是常熟人，和江陰地處交界，使我們江陰的學生會有一種認同感。為學生提供一個崇拜的對象和敬仰的目標，在今后的成長歷程中，也許他們不會達到張院士的高度，但是在心靈上，他們是那么的親近；在科學探究的路程上，他們是那么的相似；在探究結果獲得的來源上，他們是那么的接近。

分子的質量、體積都很小，學生已經難以直觀想象，那么彼此間的間隔更是難以想象。唯有通過一系列的家庭小實驗，來充分說明分子間有間隔。同時為了更直觀地理解分子間有間隔，增加一個宏觀的實驗1－7。

家庭小實驗1－7：取一碗大米和一碗黃小米，放入盆里混合后再倒回碗中，是否還是兩碗？為什么？

家庭小實驗1－8：取兩只一樣的空口服液瓶，各量滿瓶的自來水和白酒，而后將兩瓶液體倒入一只玻璃杯中混合均勻，然后再先裝滿一瓶，再去裝另一瓶，觀察能否裝滿兩瓶？

家庭小實驗1－9：買2個相同大小的氣球，一只裝滿水結口，另一個吹氣至與裝水的氣球一樣大，結口；用手分別壓兩只氣球，感覺用力程度和氣球壓平程度；將吹氣的氣球沿結口處向里旋緊，旋到不能再旋為止，觀察以盛水的氣球體積大小。

家庭小實驗1－10：取芭比娃娃中的玩具針筒，分別取等量水、空氣用力推。

家庭小實驗1－11：取家中的“自鳴”電水壺，加滿水后插電燒水，在水沸騰時會發出響聲，并且會有大量的水溢出。

從實驗報告看，學生完成實驗的都是客觀而有效的，也都能有效地得出分子間有間隔，且溫度越高，分子間間隔越大；同時還能得出氣體分子間間隔大，而液體、固體分子間間隔較小。

還有部分學生提出：之所以兩種液體混合后總體積減小，還有可能是由于在混合過程中有部分分子運動到空氣中，對于這種疑問要及時肯定，但同樣能夠通過數據說明問題，一滴水含有的水分子總數1．67×1021個，在開瓶、混合的過程中口服液瓶敞口時間很短，雖然有分子運動到空氣中，數量會很多嗎？能體現出總體積減小的數據？能及時地發現問題、質疑課本的結論并提出自己的見解，是難能可貴的。家庭小實驗在此時激發了學生的好奇心和持續的興趣，以此幫助學生了解微觀粒子的體積、質量是如何之小，同時學生也學會了收集證據，尊重客觀實際，在解決問題的過程中培養學生思維的批判性、創造性和多變性。

電熱水壺燒水至沸騰時的“尖叫”聲、水會溢出是學生司空見慣的，更能說明分子間有間隔。與以往的“接受式”學習相比，實驗探究學習更具有實踐性、參與性、開放性和不確定性。在實驗探究的過程中，獲得了積極的情感體驗，幫助更好的建構知識，更好的解決實際問題。在實驗探究的過程中：問題與假設是現成的、但是探究學習的過程是開放的、探究的結論也是開放的、有彈性的。

利用學生家中唾手可得的器材引入家庭小實驗，激發學生動手操作的興趣，在課堂上及時引導，學生更是信心倍增！

研究表明：經歷過實驗探究學習的學生更喜歡提出問題，在各方面更善于傾聽后發表自己的看法；他們善于觀察，并能對觀察到的事物進行耐心、細致的描述、評價；他們思維活躍，敢于否定自己和他人，樂于與人合作，并能在合作過程中取長補短，及時調整自己，進取心強。

在教學的過程中尊重教材，并在教學過程中根據學生、教學實際適當地增加趣味性高、可復制性強的家庭小實驗輔助教學。教無定法，有教無類，根據教學實際增加家庭小實驗，可以提高學生的參與度和操作的成就感；而必要的課外拓展知識，會讓學生的眼界更開闊，也更能激發學生學習興趣。

在激發學生的學習興趣中，實驗尤其是家庭小實驗的開足開齊，想方設法地開展身邊的家庭小實驗，對于學生的課余生活起到了調節身心的作用，同時也引起了家長的關注，在家長的協助下順利地開展，不僅吸引了學生的“眼球”，也吸引了家長的“眼球”，從而實現了“做中學”和“學中做”的理想教學境界。

通過實際的教學過程的比較和總結，我們發現，在分子、原子的教學中，采用上述的實驗引導探究模式，在培養學生的質疑能力、合作能力、探究能力、反思能力以及預測能力等方面都大有裨益。

［1］ 無錫新傳媒網．http：／／www．ijiangyin．com

［2］ 張青蓮－中國穩定同位素學科的奠基人和開拓者．http：／／www．gmw．cn ／content．2012．3．14

［3］ 王文靜．維果茨基“最近發展區”理論對我國教學改革的啟示［J］．心理學探新，2000，（2）

［4］ 任寶華主編．初中化學新版課程標準解析與教學指導［M］．北京：北京師范大學出版社，2012．3

［5］ 王祖浩．化學課程標準解讀［M］．武漢：湖北教育出版社，2002

［6］ 林志強主編．初中化學義務教育課程標準（2011版）案例式解讀［M］．北京：教育科學出版社，2012．3