《探秘“太空泡泡”》——新乡市第十中学化学组科学教育优秀课例展评(八)

在科学教育中,如何激发学生的兴趣和好奇心,引导他们主动探索科学知识是关键。天宫课堂作为独特的科普形式,将太空实验带入大众视野,其中欢乐气泡球实验极具趣味性和启发性。同时,泡腾片作为生活中常见物品,其泡腾现象蕴含丰富科学原理。本案例将两者结合,旨在通过对比地面与太空泡腾片实验,让学生深入理解科学知识,提升科学素养。
一、情景导入,激发兴趣
1.播放天宫课堂欢乐气泡球实验精彩片段。视频中,宇航员王亚平老师将蓝色颜料注入水球,随后放入泡腾片,水球瞬间“沸腾”,无数气泡产生,逐渐充满水球,形成欢乐气泡球,画面奇幻美妙。
2.提问引导:“同学们,在刚才的视频里,看到了神奇的气泡球。在太空中,泡腾片放入水球产生的气泡和我们平时在地面看到的不一样,这是为什么呢?”激发学生好奇心和探索欲,引出本节课主题。

二、原理解析,认识实质
1.展示泡腾片实物,介绍其常见成分,如主要含碳酸氢钠和有机酸(以柠檬酸为例)。利用PPT呈现化学式,讲解化学原理:当泡腾片放入水中,碳酸氢钠与柠檬酸发生酸碱反应,生成柠檬酸钠、水和二氧化碳气体。
2.用动画展示微观过程:静态时,泡腾片中两种物质的粒子紧密排列,互不反应;放入水中后,粒子在水分子作用下电离,碳酸氢根离子和氢离子相互结合,产生大量二氧化碳分子,以气泡形式逸出。
三、实验演示,直观了解
1.教师进行实验演示。准备一个透明塑料杯,倒入适量纯净水,用滴管滴入几滴色素(如红色),搅拌均匀,使水呈现鲜艳颜色。用镊子夹起一片泡腾片,缓缓放入水中。
2.引导学生观察现象:泡腾片刚接触水,迅速产生大量气泡,气泡从泡腾片表面快速冒出,沿着杯壁迅速上升至水面,发出“滋滋”声响。水的颜色因气泡搅动更加均匀,杯中液体似在“沸腾”。随着反应进行,泡腾片逐渐变小直至消失。
3.提问学生观察到的现象,邀请几位同学描述,及时给予肯定和补充,强化学生对实验现象的描述表达能力。
四、分组实验,亲自感受
1.强调实验安全注意事项:不能触摸、品尝实验材料;泡腾片要小心放入水中,避免液体溅出;实验过程保持安静。

2.学生分组实验,教师巡视指导。观察学生操作,纠正不规范动作,解答疑问,如“为什么我的泡腾片反应速度比别人慢?”(可能与水温、泡腾片是否完整等有关)鼓励学生互相协作,共同完成实验和记录。


3.实验结束,整理实验器材,清理桌面。推选一名代表,分享交流观察到的现象。


五、对比分析,小组讨论
1.再次播放天宫课堂欢乐气泡球实验视频,回想自己做实验的现象,让学生对比两者气泡产生、运动和分布的差异。地面实验中,气泡迅速上浮至水面破裂消失;太空实验里,气泡在水球内不断产生,不上升也不逸出,逐渐充满水球。
2.组织小组讨论,思考造成差异的原因。提出问题引导:“是什么因素导致气泡在不同环境下表现不同?重力在其中起到什么作用?”每个小组围绕问题展开讨论,教师巡视并参与小组讨论,适时启发引导,如提示学生思考浮力产生的条件。
3.小组讨论结束,各小组代表发言,分享讨论结果。其他小组可进行补充和质疑,形成热烈的讨论氛围,教师总结归纳学生观点,为原理讲解做铺垫。
六、深入剖析,理解原理
结合原理分析实验差异:在地面,重力作用下,气泡受到向上浮力大于自身重力,所以迅速上浮;太空失重环境,重力为零,浮力消失,气泡不受向上的力,不会上浮。同时,水球表面张力使气泡被限制在水球内,无法逸出,随着气泡不断产生,逐渐充满水球。
七、拓展延伸,课堂总结
1.介绍其他太空微重力环境下的有趣实验,如太空晶体生长实验(在微重力下,晶体生长更完美,缺陷更少)、太空流体物理实验(液体形态和流动规律与地面不同),拓宽学生视野。
2.鼓励学生课后查阅资料,了解更多太空实验和航天科技知识,思考如何将太空科学与日常生活联系,激发学生创新思维。
3.与学生一起回顾本节课重点内容:泡腾片成分和反应原理,浮力、表面张力概念及在地面和太空对气泡的影响,天宫课堂欢乐气泡球实验与地面实验差异和原因。
本节围绕探秘“太空泡泡”的主题实验展开,激发学生学习兴趣、传授知识的同时,训练学生的探究技能、发展科学思维、塑造科学态度、拓宽视野情怀,为学生的终身学习和科学素养的全面发展奠定坚实基础。
撰稿:黄芳
编辑:潘舒璠
审核:魏艳红

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