第三組:石灰水和二氧化碳(二氧化碳由學(xué)生吹入或通入,原來(lái)的質(zhì)量不包括它);
第四組:蠟燭燃燒。
以上幾組都是在敞口容器中進(jìn)行的,并用托盤(pán)天平稱(chēng)量物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量,然后比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有第一組反應(yīng)前后質(zhì)量不變,第二組質(zhì)量減小,第三組質(zhì)量增加,第四組質(zhì)量也減小。是什么原因?qū)е铝藥捉M實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不同?通過(guò)分析,找到了問(wèn)題所在:是因?yàn)楹笕齻(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物或生成物與反應(yīng)體系外發(fā)生了物質(zhì)交流而使得質(zhì)量改變的。如果要使之不與體系外發(fā)生物質(zhì)交流可以嗎?那就須使反應(yīng)裝置密封。怎樣才能使反應(yīng)裝置密封呢?大家能否設(shè)計(jì)出來(lái)?老師的一系列問(wèn)題,引得課堂討論非常熱烈。一會(huì)兒工夫,學(xué)生設(shè)計(jì)出的一個(gè)個(gè)“密封”裝置躍然紙上,并被爭(zhēng)先恐后地送上了展示臺(tái)。
每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組推出自己的代表向全班同學(xué)侃侃而談本組的設(shè)計(jì)思路,授課教師不斷地點(diǎn)頭贊許。最后由授課教師指定了①⑤⑥三套裝置由學(xué)生統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)。學(xué)生得出結(jié)果:化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒。
這節(jié)課上完后,教師們?cè)谟懻摃r(shí)普遍感到比較滿意。認(rèn)為探究中不僅從后幾組實(shí)驗(yàn)中分析出了質(zhì)量看似不守恒的原因,而且后來(lái)設(shè)計(jì)的幾組裝置經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證也確實(shí)符合質(zhì)量守恒定律。等于讓學(xué)生又親歷了一次波義耳和拉瓦錫當(dāng)年發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律的過(guò)程。而且這節(jié)課設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)具有可探究性,所以學(xué)生普遍興致較高。教師們尤其贊賞后來(lái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程,認(rèn)為學(xué)生們思維靈活,上臺(tái)展示的時(shí)候敘述得也很到位,試驗(yàn)結(jié)果也成功。
可是,也有教師提出:盡管大家在交流時(shí)轟轟烈烈,授課教師也在不斷地點(diǎn)頭贊許,可每位學(xué)生都理解了他人設(shè)計(jì)的用意了嗎?這些設(shè)計(jì)方案哪個(gè)更好呢?例如,⑥⑦⑧三套裝置實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果都完全一樣嗎?由此,我們了解了一些學(xué)生,他們大多數(shù)都反映:當(dāng)時(shí)我們都陶醉在自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置中,只看見(jiàn)老師不斷點(diǎn)頭贊許,其他同學(xué)的一些設(shè)計(jì)我們還沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)是怎么回事呢!所以,后來(lái)大家一致認(rèn)為:實(shí)驗(yàn)探究既“探”就得“究”,而學(xué)生間的交流恰恰體現(xiàn)了“究”的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程能夠極大程度地反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握情況,同時(shí)更能考察出學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)化理解的深度,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和思維品質(zhì)的極好時(shí)機(jī)。所以絕不能僅僅停留在表面的敘述,而是應(yīng)該進(jìn)行深入的討論,從而理解他人設(shè)計(jì)的意圖并進(jìn)行比較,同時(shí)加以判斷,選擇出最佳方案,這樣才達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的。
第三次試講:
課的引入仍然如同前兩次,選擇的實(shí)驗(yàn)如第二次授課內(nèi)容。所不同的是當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)出了各種“密閉”裝置后,教師不再是只規(guī)定幾套裝置讓學(xué)生去做實(shí)驗(yàn),而是組織學(xué)生討論。由同學(xué)評(píng)判誰(shuí)的設(shè)計(jì)既合理又可行,還有什么更好的方案等等。在討論交流中問(wèn)題接踵而來(lái):
學(xué)生A:如圖①②③的設(shè)計(jì)還是有缺陷,因?yàn)橄灎T在點(diǎn)燃的過(guò)程中仍然會(huì)有部分生成氣體外逸,并且點(diǎn)燃過(guò)程中也會(huì)有少量空氣由于熱膨脹而逸出瓶外。
老師:那大家能否想出更好的方法,使得氣體不外逸呢?
學(xué)生B:可用凸透鏡聚焦的方法點(diǎn)燃蠟燭,這樣無(wú)須將蠟燭移出瓶外,也就不會(huì)有氣體逸出了。
老師:不錯(cuò),非常聰明!