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乒乓球碎片为什么没有烧起来?

2019-07-11刘淑君

新课程·中学 2019年5期
关键词:异常现象科学探究核心素养

摘 要:抓住乒乓球碎片没有烧起来的异常现象,相机引导学生进行科学探究,发现乒乓球新旧材料的差别,从而激发学生学习兴趣,拓展视野,发展科学探究能力,增强社会责任感,落实核心素养的培养。

关键词:核心素养;异常现象;科学探究

2018年12月7日,星期五,“大雪”节气日,天气寒冷。当天的最后一节课,我在九年级(11)班上课,内容是探究燃烧的条件,我把大小相同的乒乓球、滤纸碎片放在薄铜片的两侧加热,意外发生了!乒乓球碎片居然没有燃起来,只是变黑了!为什么跟过去的现象不一样?以前做这个实验的时候乒乓球碎片很快就能烧起来,而滤纸碎片没有烧起来(乒乓球碎片的着火点是180℃,滤纸碎片的着火点是245℃)!有一个快嘴的学生说:“老师,你的实验失败了!”我立马回答:“对!失败了,没有达到预期效果!但失败是成功之母,出現的问题正好是我们探究实验的契机,现在请同学们以‘乒乓球碎片为什么没有烧起来为题进行新的探究活动。”此言一出,同学们七嘴八舌就讨论起来了。我要求他们先进行合理的猜想并把想法说出来。

小陈说:“今天是大雪节气,天气较冷,温度没有达到乒乓球的着火点。”小蔡立马反驳:“老师有用酒精灯加热啊!”班长说:“老师,跟乒乓球碎片的大小有关吗?”这个问题有意思,可以实验验证。我赶快剪了几块大小不同的乒乓球碎片放在薄铜片上加热,结果都没有烧起来,只是变黑变小。爱好乒乓球运动的小王发话了:“老师,你用什么品牌的乒乓球做实验?”对啊,我过去用的是双鱼牌的,这次用的是双喜牌的!究竟乒乓球的品牌与质量关系有多大呢?这时下课铃响了,我布置课外作业,让学生调查我们周围乒乓球的品牌与质量,尽可能多地收集样品,下周再继续探究。

下课后,我赶紧再去找双鱼牌的乒乓球来做实验,结果也没有烧起来!为什么?我反思整个过程,操作步骤没有错,应该是乒乓球的问题。究竟乒乓球是用什么材料做的?以前没有去关注这个问题,我立马上网查找资料,一搜索才知道原来我是多么孤陋寡闻啊!乒乓球材料才经历了大变革,一波新材料制成的乒乓球已经被广泛应用,难怪我的实验没有达到预期效果!我又走访了几家文具店,了解商店里乒乓球的种类与价钱等。尽量掌握多些材料,做到心中有数。我很期待下周化学课上孩子们的表现。

上课了,我问同学们关于乒乓球的材料大家了解了多少,请大家自由发言。

化学科代表小郑首先发言:“乒乓球有新旧材料之分。旧材料叫赛璐珞,属于易燃物,燃烧的时候还释放出大量刺激性有毒气体,其主要成分是纤维素硝酸酯、乙醇、樟脑等,遇明火、高热极易燃烧,久储会逐渐发热,若积热不散会引起自燃。因此赛璐珞球是航空禁运品。赛璐珞球在生产过程中会产生大量毒性粉尘,像石棉一样易造成肺癌,对生产工人的身体造成很大危害。新材料是绿色环保的醋酸纤维素,以新材料制成的乒乓球,在硬度、圆度、重量、偏心及弹跳五大核心标准上与赛璐珞球没有明显的理论差异,最大的优势就是不会自燃。”

乒乓球爱好者小王拿出八个不同品牌的乒乓球向大家展示并介绍。分别是银河铂力三星,双鱼牌无星、一星、三星,红双喜一星、二星、三星,蝴蝶三星。其中有新材料做的,也有旧材料做的,还有无缝球、有缝球之分。同学们争先传看乒乓球,气氛热烈!

历史科代表发话了:“我补充一下用‘赛璐珞材料制成乒乓球的历史。赛璐珞是由瑞士巴塞尔大学的舍恩拜因于1846年发现的,当时只作虫胶代用品。1869年美国的约翰·海厄特等的研究工作发现樟脑的酒精溶液可使硝酸纤维素容易加工,且性能柔韧硬而不脆并把它做成台球。1890年,一位旅美的英国工程师詹姆斯吉布把它带入英国,因其富有弹性而又体轻,立即就取代了原来的橡胶实心球,从此乒乓球都使用赛璐珞制作。赛璐珞属于易燃物,极易自燃,几乎所有的乒乓球厂都发生过火灾。我国参加国际比赛时的乒乓球不能空运,只能放在5℃的冷冻柜里航运。2013年5月的巴黎世乒赛上,国际乒联通过决议,自2014年7月1日起,包括奥运会乒乓球比赛和世锦赛、世界杯以及国际乒联公开赛及总决赛等都将使用安全环保、以高分子聚合物为原料的新塑料球。同时国际乒联还给出了两年的过渡期,到2016年6月底前,赛璐珞球和新的塑料球可以同时在市场上合法销售,从2016年7月1日起,对赛璐珞球,国际乒联将不再予以认可,这意味着有120多年历史的赛璐珞球将全面退出历史舞台。”

孩子们的抢答让我激动,我给他们点赞!这时我问:“怎么辨认乒乓球是由什么材料制成的?”

学习委员站起来回答:“看乒乓球标签。新塑料球与旧球的最大区别就是标注直径的改变。国际乒联规定,新塑料球的直径标准由原来的39.50至40.50毫米上调到40.00至40.60毫米,国际乒联要求新塑料球一律采用‘40+的标注方法,与之前的‘40区分。”

我把准备的新旧材料的乒乓球投影给同学们看,又用旧材料的双喜牌的乒乓球碎片与滤纸碎片做实验,乒乓球碎片很快就燃起来了!同学们激动得叫了起来,掌声阵阵!

最后我引导学生进行反思并得出下列结论:

1.乒乓球碎片没有燃起来是因为材料不同,性质不同,是可燃物本身的问题。

2.失败的实验里面也隐藏着科学知识,是新的科学探究的好材料,要大胆思考、质疑、批判、发现、求证,从而提高科学探究能力和培养创新精神。

3.学习不只局限于一本书,而是拓展、延伸到现实生活、科技领域和网络世界的各个角落,要学会搜集各种资料,寻找一切可以利用的学习资源。

4.乒乓球新材料的研发离不开化学的贡献,化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学,其特征是研究物质和创造物质。化学不仅与公民的日常生活密切相关,也是材料科学、生命科学、信息科学、环境科学和能源科学等现代科学技术的重要基础,是推进现代社会文明和科学技术进步的重要力量。化学在缓解人类面临的一系列问题,如能源危机、环境污染、资源匮乏和粮食供应不足等方面,同样做出了积极的贡献。

后记:

因为不知道乒乓球材料的创新,用了不会自燃的新材料乒乓球碎片去做实验而导致看不到预期现象,笔者灵机一动利用反常现象作为新的探究问题,引导学生大胆质疑、猜想,查找资料求证事实,又给学生机会让他们交流表达,再做实验验证。整个过程既培养了学生的科学探究能力和创新精神等核心素养,又激发了学生学习化学的兴趣,拓展了学生的视野,明白化学在材料科学上的重要作用,增强社会责任感,体现了师生格物致知、穷究事物原理的实事求是的最高科学素养。

本次事件还启示我们不要犯经验主义,课前准备要到位,教材要与时俱进,及时更新。

2018年12月22日

作者简介:刘淑君,女,1968年12月生,教龄30年,全国优秀教师,广东省特级教师,中学化学高级教师,现任揭阳市实验中学工会副主席、女工委主任、化学教研组长、初三(11)班班主任和3个班化学教师。1988年6月于韩山师范专科学校化学系化生专业毕业,2002年6月于华南师范大学教育管理专业自学考试本科毕业。2015年5月被聘为韩山师范学院兼职副教授及“粤东基础教育学科群”中学化学首席专家组成员,是《揭阳日报·教育周刊》特约撰稿员。

坚守讲台30载,为人师表,竭力尽智,永不言倦,用心因材施教鼓励学生成长,教育教学教研成果卓著。先后荣获“全国优秀教师”“中国好人”“全国巾帼建功标兵”“全国初中化学竞赛(天原杯)园丁奖”“广东省特级教师”“广东好人”“南粤优秀教师”“广东省五一劳动奖章”“广东省五一巾帼奖个人”“南粤女职工建功立业女能手”“第三届潮汕星河辉勇师表奖”“揭阳市第三届玉德人物”“揭阳市优秀班主任”等50多项荣誉及奖励。在教学实践中,能不断总结经验,积极撰写论文,有20多篇论文在省市获奖或发表,编撰《初三化学学习资料》为校本教材及建立化学学习题库。主持一项粤东基础教育研究课题《初中生化学学科核心素养培养的途径和方法研究》(编号yjy2017026),取得创新性的成果并转化为教育教学实践且已初见成效。

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