探秘會同“炎帝故里”

王明陽 林金華 龍軍發(fā) 林娜妘 雷靜

一、發(fā)現(xiàn)問題

在湖南省會同縣連山鄉(xiāng)大坪村，有一個開發(fā)未成功的景區(qū)，叫“炎帝故里”，傳說炎帝曾經(jīng)在那里生活。懷著好奇心，我們前往那里進行科學考察。

我們來到“炎帝故里”一個叫“連山洞”的地方，在洞中仔細觀察，尋找古人生活的痕跡?！斑@里有一張石桌，是不是古人用來吃飯的呀？”“天花板上有縫隙?！薄斑@里還有個天窗，晚上睡不著可以數(shù)星星呢！”正當大家興奮不已地談論時，雷靜同學提出了一個問題：“古人在山洞里生活，要是下雨漏水怎么辦？”大家冷靜下來思考，古人是不是采取了什么防水措施？

二、提出猜想

我們在洞里洞外仔細查找，在一處垮塌的石壁上發(fā)現(xiàn)了疑似古人修補石縫留下的痕跡。

古人是用什么修補石縫的呢？結合現(xiàn)代建筑技術，我們提出了一個大膽的猜想：古人很可能用石灰乳修補過石縫。如果這種假設成立，那么附近一定有開采石灰石的場所和燒石灰的窯洞，因為石灰石需要經(jīng)過高溫煅燒成生石灰才能進一步使用。在石壁上采集了一些修補物樣品后，我們繼續(xù)考察。

三、尋找證據(jù)

我們沿著彎曲的山路一路探察，發(fā)現(xiàn)一個叫“五指山”的地方似乎不對勁。只見山頂平臺上矗立著幾根石柱，柱高約4米，圍徑約4米，我們觀察巖體，覺得應該是石灰?guī)r。一位大娘告訴我們：“傳說石柱是神仙的手變成的?！蔽覀兟牶?，直呼：“怪不得這個地方叫五指山！”但我們不相信傳說，七嘴八舌地討論起五指山形成的原因。王明陽同學眼前一亮，說：“是不是古人開采了好的石灰，差一點的石灰被留下來就形成石柱了呢？”大家覺得他說的有道理，于是采集了一些樣品。

之后，我們發(fā)現(xiàn)了一個山洞叫“藥王洞”，洞外寬內(nèi)窄，深約8米，高約4米，平均寬度約4米，巖體應該是石灰?guī)r，在一些裂開的地方巖體微微泛紅。導游牌上寫著：“藥王洞，傳說藥王也就是嘗百草的神農(nóng)炎帝，曾經(jīng)在洞里熬藥……”

我們在洞里仔細觀察，發(fā)現(xiàn)這分明就是一個窯洞！“你看，天花板上有煙熏后留下的炭黑?！薄袄锩孢€有一個煙囪呢?！薄笆谏系膸r體好像呈流體狀，是不是用高溫燒成的？”我們你一言我一語地說著。洞外石壁上還有一層青色的石皮，與微微泛紅的巖體明顯不同，為什么會出現(xiàn)這樣的石皮呢？我們一時找不到原因，所以采集了一些樣品，為進一步的研究做準備。

四、實驗探究

回到學校后，在老師的指導下，我們就古人修補石縫的材料展開熱烈的探討，各自提出猜想，并設計實驗。例如，龍軍發(fā)同學猜想巖體泛紅是因為含有氧化鐵。他設計的實驗是將樣品敲碎研磨成粉，與濃鹽酸反應，再滴入硫氰化鉀（KSCN）進行檢測，若猜想正確，溶液會顯血紅色。

在老師的幫助下，我們進行實驗探究，實驗記錄見表1。

五、探究結論

通過實驗探究，結合考察發(fā)現(xiàn)，我們完整地還原了古人的活動：生活在連山洞的古人到五指山開采石灰石，再將石灰石運到藥王洞燒成生石灰，然后把生石灰搬到連山洞前潑水，生石灰與水反應變成熟石灰，繼續(xù)加水調(diào)成石灰漿，用來修補山洞天花板上的石縫，解決下雨漏水問題；在石灰燒制完成時潑水熄火，水與木炭在高溫下反應生成一氧化碳和氫氣，將石壁上巖石中的氧化鐵還原成氧化亞鐵，于是藥王洞外就形成了一層青色的石皮。（指導老師：楊海波）

[本文系湖南省懷化市教育科學“十四五”規(guī)劃2021年度課題“以綜合實踐活動為平臺促進化學實驗教學的實踐研究”（課題批準號：HHS21JK016）成果]

專家點評

本文對古人類活動遺跡進行探究，根據(jù)考察發(fā)現(xiàn)和實驗探究，結合咨詢、網(wǎng)絡查詢結果進行分析，還原了古人類活動的一些情況。作者善于在考察活動中通過細節(jié)發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、設計合理的方案進行實驗探究。從科學的視角解讀古人類活動遺跡，給當?shù)厝宋目茖W研究提供自然科學方面的證據(jù)，體現(xiàn)了較強的科學意識和社會責任感。

建議實驗從定性上升到定量，以增強說服力，并進一步深入研究，得出更科學的結論。研究過程可轉化為研學旅行課程，推動研學旅行活動的開展，實現(xiàn)科技實踐活動的科學價值與社會價值的統(tǒng)一。

（欄目編輯? ?陽丹彥）

本期點評專家

朱朝義 正高級教師，中國發(fā)明協(xié)會中小學創(chuàng)造教育分會常務理事，湖南省優(yōu)秀科技工作者，《發(fā)明與創(chuàng)新》專家團專家。