酒精灯火焰温度[指南]

酒精灯火焰温度[指南] 1 背景 酒精灯是化学实验中经常使用的热源，其火焰分为焰心、内焰和外焰。一般认为酒精灯的火焰温度在400—500?左右，最高可达800?，并且焰心、内焰和外焰的温度依次升高。多少年来，不论是教科书还是有关手册，一般都认为酒精灯的外焰温度最高。教师在教学中也会不折不扣地将这一知识传递给学生，绝大部分学生能较好地掌握这一知识。但是，问题却发生在一位初三优秀学生的身上，而且在一学期里出现了3次同样的错误，这不得不令人深思～ 2 经过 事情发生在1995年，笔者刚刚踏上讲台，任教初三重点班，在一次练习中，班里一位学习成绩很好的女生对“酒精灯火焰中温度最高的是_____”的回答是“内焰”。笔者认为，这是初二自然科学中的一个简单问题，提醒了一下“酒精灯外焰温度最高”应该可以纠正其错误。 意料之外的事情还是发生了，期中考试的中有这样一题:在使用酒精灯加热物体时，通常将受热物体放置于酒精灯的_______加热，因为这一部分的火焰温度最高。她给出的却仍然是“内焰”。笔者这才意识到当初把问题想简单了，于是找了几个学生了解情况，原来，初二的老师真的向他们传递了“酒精灯火焰中内焰温度最高”的信息。因此，笔者为了弥补这一问题，在试题分析时特别强调“酒精灯火焰中外焰温度最高，其原因是酒精蒸汽在外焰燃烧最充分” 。 令人费解的事情又一次发生了，测验中一道关于“酒精灯火焰温度比较” 的选择题，绝大部分同学都答对了。她却又一次义无反顾地选择了“内焰>外焰>焰心”。笔者当时的心情十分复杂，于是向有经验的教师请教，答案也只是“这应该记住的:酒精灯火焰中外焰温度最高，其原因是酒精蒸汽在外焰燃烧最充分”。笔者知道，这招对这位特殊的学生根本行不通。于是决定让学生给一个解释，她告诉笔者“给手取暖的时候，我们通常把手放在外焰上方取暖，没有人会把手放在内焰取暖，这是因为内焰温度太高了”。笔者于是和她一道走进实验室，做了如下实验:点燃酒精灯，仔细观察火焰的分层情况;将一根小木条迅速平放入火焰中，1~2秒钟后取出观察。“原来在外焰部分的木条被烧黑了”给了笔者觉得比较满意的答案。此后，她对这一问题的答案都是“酒精在外焰燃烧最充分，火焰中外焰温度最高”。 3 思考 已经过去了12个年头，但往事却历历在目，其原因是这一经历留给笔者许多颇有价值的反思。 3.1先入为主产生了优先效应 这位同学的“错误认识”来源于初二年级学习中老师的一次口误，因为是第一次接触这一新的知识，最先进入她头脑中的信息，就首先成了真理，从而形成了强烈的优先效应，即使后来的观点怎样正确，怎样科学，也持否定的态度。因此，在教学中教师有必要对教学的语言和课堂的板书严格要求，来不得半点马虎，否则，教学中不经意间的一个笔误甚至口误都有可能留给学生难以消除的严重影响。 3.2自我解释巩固了意义构建 这位同学的“错误认识”的顽固性，关键在于她所形成的自我解释——“给手取暖的时候，我们通常把手放在外焰上方取暖，没有人会把手放在内焰取暖，这是因为内焰温度太高了”。这是因为学生把当前学习所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真 的思考，从而建立起自我解释，自圆其说。根据科学的知识建立的自我解释有助于对知识的巩固，根据科学的知识建立的科学解释则有助于对知识的理解。倘若知识本身是不科学的，这种自我解释将会使得“错误认识”更为根深蒂固。因此，教师在学生进行意义构建的过程中，应该是“联系”的搭桥者和“思考”的促进者，同时还要帮助学生通过自我协商和相互协商(交流和讨论)暴露学生的自我解释，并尽力构建科学解释，从而促使学生实现对科学知识的意义建构。 3.3亲身体验瓦解了“错误认识” 这位同学的“错误认识”的“纠正”，其关键在于一个十分简单的实验，它却为学生认识化学知识提供了实验事实。中学化学教学中，有很多概念和理论的形成，一般是从认识具体物质的性质开始的。而物质的性质，特别是物质的化学性质，只有借助于一定的实验手段，才能让学生感知实验现象，获得实验事实，从而在此基础上形成化学概念，认识化学理论。因此，教师在教学中 [1]必须高度重视化学实验的认识论功能，决不能用“黑板实验”、“讲实验”代替“做实验”。 3.4 “错误答案”成就了科学结论 近年来的研究明:酒精灯火焰温度的高低顺序为:内焰,外焰,焰心。一般认为酒精灯的外焰温度最高，其原因是酒精蒸汽在外焰燃烧最充分;同时由于外焰与外界大气充分接触，燃烧时与 [2]环境的能量交换最容易，热量散失最多，致使外焰温度低于内焰。这一实验结论与这位同学的“错误答案”不谋而合，这又一次让笔者陷入了深思。当时，自己为什么没有怀疑“外焰温度最”的结论，把教材的结论作为神圣的教条，而沦为书本的奴隶。因此，学习和教学都需要质疑，高 [3]有必要采用不同的方法和眼光进行阅读，即“正反合”读书法，以免唯书本定势。第一遍正读，假定书中的说法完全正确，在读的过程中补充新的证据、新的材料和新的论证方法;第二遍反读，假定书中的观点都是错误的，在读的过程中找出这些错误并且一一加以辩驳;第三遍合读，把正读和反读的结果综合起来，对书中讨论的内容提出自己的新看法。只有这样，才是读书的最高境界:既“读进去”，又“读出来”。 3.5 实验事实引发的教学探讨 小木条在酒精灯火焰中的炭化能否证明酒精灯火焰的温度高低,木材的炭化是一个复杂的化学过程，其炭化程度是由受热的温度、受热的时间和氧气的含量等多种因素共同决定。因此，木条的炭化程度不能反映酒精灯火焰温度的高低。目前，有些化学教材中仍然采用木条在酒精灯火焰 [4]中的炭化实验作为酒精灯火焰温度高低的探究实验，这不仅在实验方法的条件控制上是不够科学的，同时，还在实验结论上与目前的研究结果相矛盾。