鄔莎莎

摘 要：實驗是初中科學教學的基礎(chǔ)，以華師大版科學七年級下冊第2章第3節(jié)《氧氣》一節(jié)內(nèi)容中“探究物質(zhì)燃燒條件”為例，闡述如何以學生前概念為基礎(chǔ)改進實驗，突破教學重難點。

關(guān)鍵詞：前概念；實驗改進；教學重難點；物質(zhì)燃燒的條件

一、問題的提出

（一）“探究物質(zhì)燃燒的條件”的教學重難點

“探究物質(zhì)燃燒的條件”是華師大版科學七年級下冊第2章第3節(jié)《氧氣》中“燃燒與滅火”中的活動內(nèi)容。2016年《初中畢業(yè)生學業(yè)考試說明》中對此的要求是：

1.知道燃燒的條件是需要可燃物、助燃物、溫度達到著火點。

2.能描述常用的滅火方法及原理。

3.列舉火災(zāi)自救的一般方法。

只有充分了解燃燒的條件，才能進一步學懂學透火災(zāi)的發(fā)生、預(yù)防及撲救措施的基本原理，它是最基本、最重要的基礎(chǔ)知識之一，也一直是學生學習和中考要求的重點。由于學生滅火的實際生活經(jīng)驗缺乏與實驗設(shè)計能力、實施能力薄弱等原因，本節(jié)內(nèi)容的教學難點為：燃燒條件和滅火原理的應(yīng)用。

（二）學生“物質(zhì)燃燒條件”前概念的診斷與分析

七年級學生經(jīng)過小學科學課程學習，有了初步的觀察能力和思考方法，但由于之前學習多基于現(xiàn)象和生活經(jīng)驗，還存在一些錯誤的前概念。而錯誤的前概念會影響學生對科學概念的正確理解，容易使學生對所學知識產(chǎn)生混淆，成為學習障礙。

關(guān)于“物質(zhì)燃燒的條件”，通過交流和課前測試，發(fā)現(xiàn)學生主要有以下前概念：

1.衣服、木頭、火柴、煤、煤氣、汽油等能夠燃燒，石頭、水、玻璃、金屬不能燃燒，說明只有一些物質(zhì)能夠燃燒。

2.燃燒會產(chǎn)生火焰。

3.火柴、蠟燭、煤氣等物質(zhì)需要“點燃”才能燃燒，“點燃”是物質(zhì)燃燒的條件。

4.熄滅酒精燈火焰的方法，能夠說明物質(zhì)燃燒需要空氣。

5.“紙火鍋”店里，紙鍋不會燃燒是因為紙鍋里有水，有水就不會燃燒。

……

學生錯誤前概念主要來自以下2個方面：

1.日常經(jīng)驗

燃燒現(xiàn)象是每個學生都有的日常生活經(jīng)驗。學生在日常生活中通過直接觀察和體驗，獲得了不少燃燒方面的感性知識。由于初中學生的知識經(jīng)驗有限，考慮問題容易流于表面，通常會根據(jù)一些具體的、顯見的現(xiàn)象來作出問題的判斷（燃燒會產(chǎn)生火焰、發(fā)光、發(fā)熱，可以用水滅火，有水就不會燃燒），而對于其本質(zhì)原因（可燃物燃燒除需要空氣外，還需要溫度達到燃燒所需著火點），學生是無法感知的，因此基于日常經(jīng)驗形成的概念往往是感性的、片面的，甚至是錯誤的。

必須引起注意的是，來自日常經(jīng)驗的前概念通常是根深蒂固的，尤其是基于感覺體驗的概念更是如此。

2.已學知識

在學習“物質(zhì)燃燒條件”這一內(nèi)容之前，學生已經(jīng)學習了同一節(jié)《氧氣》中“氧氣的性質(zhì)”內(nèi)容，一些物質(zhì)在氧氣中的燃燒反應(yīng)，相關(guān)文字表達式如下：

以上是教材中提供的物質(zhì)在氧氣中燃燒的實例，反應(yīng)條件都是“點燃”。上課時，教師演示了相關(guān)實驗，學生曾觀察到教師如何把物質(zhì)“點燃”的。教師基于教材內(nèi)容的這種講解，無疑強化了學生原有的錯誤前概念。

二、教材實驗原型及不足之處

華師大版七年級下冊課本中設(shè)計的實驗原型如下圖。

不足之處有以下幾點：

1.用干的小棉花球和小石子在酒精燈上燃燒，想要說明燃燒需要可燃物。對于小石子沒有燃燒的現(xiàn)象，學生會給出“點燃時間不夠長”的解釋，甚至在課堂上會要求老師繼續(xù)加熱，無疑浪費了寶貴的課堂教學時間。

2.用干的小棉花球和蘸有水的小棉花球分別在酒精燈上燃燒，浸水的濕棉花在水分蒸發(fā)完全之前不會燃燒，這一實驗現(xiàn)象學生可能可以解釋出濕棉花不會燃燒是因為酒精燈的熱量被水吸收，等水干后又會燃燒，但還不能自然過渡到“可燃物溫度達到著火點”才會燃燒這一必要條件，并且該實驗現(xiàn)象還會強化學生的錯誤前概念“只要有水就不會燃燒”。

3.用酒精燈點燃棉花球，更是強化了學生錯誤的前概念：燃燒的條件之一是“點燃”，認為沒有點火就不會燃燒，而事實是可燃物達到一定溫度時才能燃燒。

4.酒精燈和棉花燃燒時候都發(fā)光發(fā)熱并伴隨有火焰，更驗證了學生錯誤的前概念“燃燒會發(fā)光、發(fā)熱并一定產(chǎn)生火焰”。

5.用酒精燈燈帽直接接觸火焰證明燃燒需要空氣（氧氣）。這一實驗現(xiàn)象也容易讓學生產(chǎn)生疑惑：是否燈帽接觸火焰才是導致酒精燈熄滅的原因？

三、基于學生前概念的實驗改進

在教學過程中，教師如果不重視或無視學生的錯誤概念，草率地用所謂的正確觀點去覆蓋學生原有的想法，學生認知結(jié)構(gòu)中的錯誤概念不但會妨礙新知識的獲得，還會導致學生產(chǎn)生更多片面的，甚至是錯誤的概念。探究實驗是否能幫助學生糾正錯誤的前概念，對引導學生順利學習初中科學尤為重要。

所以針對教材設(shè)計實驗中的幾點不足之處，我們可以做出如下改進。

（一）實驗一：“前赴后繼”

1.實驗描述

以銅片為載體，把一根火柴折斷分為火柴頭和火柴梗，分別放在銅片上，下面用酒精燈加熱銅片?？梢钥吹交鸩耦^和火柴梗先后燃燒，加熱較長時間后銅片仍沒有燃燒。

2.實驗說明

（1）火柴頭和火柴梗放在銅片上方加熱后燃燒，避免與酒精燈火焰接觸，可以修正學生“點燃物體才能燃燒”“物質(zhì)燃燒需要火點燃”等錯誤前概念。

（2）銅片表面還可以安裝一個探測式溫度計，記錄下火柴頭和火柴梗分別燃燒時的溫度，以幫助學生把燃燒條件與溫度關(guān)聯(lián)，從而得出可燃物燃燒溫度需要達到著火點這一條件。

（3）對于學生觀察到在較高溫度時銅片沒有燃燒這一現(xiàn)象，可能提出的“銅片不是可燃物”“金屬不能燃燒”等錯誤觀點，老師可以引導學生回憶鐵絲在氧氣中燃燒的實驗現(xiàn)象，學生自然會給出銅片不燃燒是由于溫度沒有達到著火點的解釋；進一步向?qū)W生強調(diào)鐵絲在氧氣中燃燒的實驗現(xiàn)象，還能修正學生“燃燒一定會產(chǎn)生火焰”這一錯誤前概念。endprint

（二）實驗二：“水火也相容”

新版的華師大科學教材中出于安全和實驗效果原因已經(jīng)刪除了原教材中白磷、紅磷在水中燃燒的對比實驗：白磷在空氣中燃燒產(chǎn)生大量的白煙（五氧化二磷）對教室環(huán)境造成影響，不利于教師和學生的健康；原實驗中的白磷燃燒現(xiàn)象不明顯，且較易浮出水面，在水面燃燒起來引起火星和液滴的飛濺，存在一定的安全隱患。但同時也失去了修正學生“有水就不會燃燒”這一錯誤前概念的最有效證據(jù)。其實我們只要對這個實驗稍作改進就可“兩全其美”。

1.實驗描述

兩個小燒杯內(nèi)分別裝有等量冷水和熱水，放入白磷，兩個燒杯內(nèi)的白磷均不會燃燒。用漏斗倒扣在白磷上方，漏斗柄連接橡皮管和玻璃管，往漏斗中吹入空氣，能觀察到熱水中的白磷在水中燃燒。

2.實驗說明

（1）學生親眼看到了白磷在水中燃燒，“水火相容”的景象出現(xiàn)在眼前，便能有力修正學生“有水就不會燃燒”的錯誤前概念。

（2）同時該實驗也很好地體現(xiàn)了科學實驗探究中重要的“對照、對比”的思想：冷水—熱水；有空氣—無空氣。

（3）由于實驗一已經(jīng)能證明燃燒條件之一 ——溫度達到著火點，所以我們刪除了紅磷燃燒的對比實驗。

（4）用漏斗倒扣在白磷上方，有效解決了由于白磷較易浮出水面，在水面燃燒引起火星和液滴的飛濺這一安全隱患。

（5）為了減少白磷在空氣中燃燒產(chǎn)生大量的白煙（五氧化二磷）對教室環(huán)境、師生健康造成影響，我們也去掉了白磷在空氣中燃燒的實驗。

（6）該實驗也更好地證明了燃燒需要助燃物空氣。

四、結(jié)論

新課程標準倡導使學生學到獲取知識的方法，增強探究未知世界的興趣和能力，以及學生對于科學本質(zhì)的理解和科學價值的樹立是與科學知識的學習同等重要的。初中科學課堂教學的核心是學生的思維能力的培養(yǎng)。

學生通過日常生活和以往的學習，頭腦中對新學知識已經(jīng)形成了一定的前概念，一些前概念與科學規(guī)律是一致的，但也有些前概念與當前的科學理論相違背，我們在教學前要通過各種方法，如談話、問答、課前作業(yè)、檢測等了解學生的前概念，區(qū)分出正確前概念和錯誤前概念，并對學生錯誤前概念產(chǎn)生的原因進行分析。

初中科學是一門實驗科學，以學生前概念為基礎(chǔ)設(shè)計修改實驗，可以讓學生在課堂上觀察到實驗現(xiàn)象，當大腦中的原有前概念與當前面臨的實驗現(xiàn)象產(chǎn)生矛盾時，學生會認識到自身原有前概念的不足甚至錯誤之處，才能意識到需要進一步理性思維，推導結(jié)論，才能有效突破教學難點。

參考文獻：

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編輯 張曉婧endprint