火山喷发

李佩宁

传统教学里，教师通常会直接告诉学生醋和小苏打会发生中和反应。而稍微现代化的教学里，教师则会要求学生自己动手做实验，重现这一过程。向自然界质疑，通过探究提出合理的解释，并最终应用于实践，这是科学家的思维方式。而这种思维方式将极大提升学生的思维层次和逻辑性，有助于学生形成批判性思维，帮助学生发展。

一、课程重点

本课程通过让学生观察记录不同材料混合后产生的现象，从而发现醋和小苏打能够发生反应，进而对这种现象进行进一步研究，提出解释，最终将这一科学规律应用于火山模型制作中。

【涉及领域】科学、化学、地理、美术

【建议年级】小学低年级

【建议时间】基础课程130分钟；拓展课程20分钟

二、课程任务

学生通过探究实验找到能够发生反应的两种材料，并将其运用于火山模型的制作中。在课程中学习科学家的思维方式，感受科学家发现与运用科学规律的过程。

三、课程步骤

1.导入（15分钟）

教师向学生询问对火山的认识，了解学生的知识储备。教师可以简单总结火山喷发现象的成因，若学生不够了解，还可以通过视频或图片向学生展示，并要求学生回答以下问题。

（1）火山的形状为什么多是周围像山峰，中间凹陷？

（2）火山内部的构造是怎样的？延伸到地下的结构是怎样的？

（3）火山喷发出来的是什么物质？是液体、固体还是气体？温度、颜色、气味分别是什么样子？

由于大部分学生可能只是从书籍、电视上了解过火山喷发现象，所以教师要与学生充分讨论火山，以确保每一个学生都对火山的形象、原理有直观的认识。

开始时不用过多讲解火山原理剖面图，仅仅将必要的专业名词简单解释就可以，否则极易影响学生的兴趣，而且学生理解会有难度。

2.宣布任务及评价量规（5分钟）

【宣布任务】制作一个火山模型，能够模拟火山喷发现象，大小和形状不限。呈现评价量规（见表1）并提供材料。

【材料】各种颜色的超轻粘土或橡皮泥、塑料杯子、塑料盘子、移液器或勺子、面粉、酵母粉、小苏打、糖、盐、醋、洗洁精、番茄酱、水。

3.探究实验材料（25分钟）

将所有材料的样品和实验用的塑料杯子或者盘子发给各小组，要求小组以多种角度对材料进行研究。学生需要自行设计表格进行记录，记录的维度不限。该环节持续5～10分钟。

开始时，学生可能不会想到过多的维度，教师需要巡视，选出一些维度比较丰富的组，请组员向全班展示。还可以用以下问题引导学生。

（1）材料的状态是怎么样的？

（2）将糖和盐混合在一起，还可以分开么？

（3）把醋和水混合在一起，还可以分开么？

（4）把两种固体混合在一起与把两种液体混合在一起相比，有什么不同？

（5）想让两种固体混合，更好的方式什么？

（6）固体和液体可以混合吗？

（7）为什么液体之间更易融合而固体之间不容易融合？

（8）番茄酱是固体还是液体？

学生将对“反应”“固体”“液体”等词的含义有直观的认识，在总结中也会尝试使用这样的专业名词。接下来，要求学生继续完善材料的观察表格，同时开始第一次实验：将材料两两混合，对混合以后产生的新材料进行观察和记录。实验完成后，将记录表交给教师检查。

学生会很容易地发现，醋和小苏打混合在一起时产生了气泡。在多数小组发现这一现象时，教师要停下来与学生讨论以下问题。

（1）产生的气泡是什么气泡？如何证明？

（2）原来的材料发生变化了吗？

（3）原来的材料变成了什么？

（4）反应和没有反应，有什么区别？

（5）把盐和糖混合在一起，它们变成别的东西了吗？为什么？

讨论结束后，如果有条件，要求学生自己上网查询这种现象如何发生。如果有时间，还可以要求各小组提出验证这是什么气体的方案。

4.设计火山制作方案（15分钟）

基于前面的观察，学生发现可以用醋和小苏打模拟火山喷发。此环节，要求各小组设计火山制作方案，并上交方案换取制作材料。

5.制作火山（40分钟）

各小组领取材料并进行制作。教师进行巡视，根据小组情况引导小组进行讨论。

常见的问题通常是：火山内部会产生反应，但是达不到喷发的状态。进一步引导学生思考：火山内部喷发出来的是什么状态的物质？还可以使用一瓶汽水，摇晃以后打开。学生很快会发现，火山的形状应该是口小肚大，内部可以加一些洗洁精或者面粉增加浓稠度。

完成实验的小组在引发放映前示意教师，教师可以用手机录制成视频以便总结时进行重播。

6.小组汇报（30分钟）

给每个小组至少5分钟时间，要求小组对材料研究、火山设计和制作进行汇报。之前录制的视频可以在这时重播。给其他学生提问的时间，也可以对进一步制作方面的改进提出建议。

7.火山原理回顾（拓展，20分钟）

教师总结，带领全班进行知识性回顾。教师可详细讲解，之后让各组讨论以下问题并统一意见。

（1）如果有一件抗高温高压的衣服，你穿着以后从火山口向内部探险，最终会到达什么地方？

（2）地球内部是什么样的状态？为什么？

（3）如果在地上挖一个井，一直挖到地球另一面，从这个井扔一个东西进去，这个东西的运动状态会是什么样？

（4）为什么地球内部有这么高的压力，而地球没有爆炸？

（5）我们能不能运用这種压力？怎么运用？给出设计图。

（责任编辑 张慧籽）endprint