探秘会同“炎帝故里”

王明阳 林金华 龙军发 林娜妘 雷静

一、发现问题

在湖南省会同县连山乡大坪村，有一个开发未成功的景区，叫“炎帝故里”，传说炎帝曾经在那里生活。怀着好奇心，我们前往那里进行科学考察。

我们来到“炎帝故里”一个叫“连山洞”的地方，在洞中仔细观察，寻找古人生活的痕迹。“这里有一张石桌，是不是古人用来吃饭的呀？”“天花板上有缝隙。”“这里还有个天窗，晚上睡不着可以数星星呢！”正当大家兴奋不已地谈论时，雷静同学提出了一个问题：“古人在山洞里生活，要是下雨漏水怎么办？”大家冷静下来思考，古人是不是采取了什么防水措施？

二、提出猜想

我们在洞里洞外仔细查找，在一处垮塌的石壁上发现了疑似古人修补石缝留下的痕迹。

古人是用什么修补石缝的呢？结合现代建筑技术，我们提出了一个大胆的猜想：古人很可能用石灰乳修补过石缝。如果这种假设成立，那么附近一定有开采石灰石的场所和烧石灰的窑洞，因为石灰石需要经过高温煅烧成生石灰才能进一步使用。在石壁上采集了一些修补物样品后，我们继续考察。

三、寻找证据

我们沿着弯曲的山路一路探察，发现一个叫“五指山”的地方似乎不对劲。只见山顶平台上矗立着几根石柱，柱高约4米，围径约4米，我们观察岩体，觉得应该是石灰岩。一位大娘告诉我们：“传说石柱是神仙的手变成的。”我们听后，直呼：“怪不得这个地方叫五指山！”但我们不相信传说，七嘴八舌地讨论起五指山形成的原因。王明阳同学眼前一亮，说：“是不是古人开采了好的石灰，差一点的石灰被留下来就形成石柱了呢？”大家觉得他说的有道理，于是采集了一些样品。

之后，我們发现了一个山洞叫“药王洞”，洞外宽内窄，深约8米，高约4米，平均宽度约4米，岩体应该是石灰岩，在一些裂开的地方岩体微微泛红。导游牌上写着：“药王洞，传说药王也就是尝百草的神农炎帝，曾经在洞里熬药……”

我们在洞里仔细观察，发现这分明就是一个窑洞！“你看，天花板上有烟熏后留下的炭黑。”“里面还有一个烟囱呢。”“石壁上的岩体好像呈流体状，是不是用高温烧成的？”我们你一言我一语地说着。洞外石壁上还有一层青色的石皮，与微微泛红的岩体明显不同，为什么会出现这样的石皮呢？我们一时找不到原因，所以采集了一些样品，为进一步的研究做准备。

四、实验探究

回到学校后，在老师的指导下，我们就古人修补石缝的材料展开热烈的探讨，各自提出猜想，并设计实验。例如，龙军发同学猜想岩体泛红是因为含有氧化铁。他设计的实验是将样品敲碎研磨成粉，与浓盐酸反应，再滴入硫氰化钾（KSCN）进行检测，若猜想正确，溶液会显血红色。

在老师的帮助下，我们进行实验探究，实验记录见表1。

五、探究结论

通过实验探究，结合考察发现，我们完整地还原了古人的活动：生活在连山洞的古人到五指山开采石灰石，再将石灰石运到药王洞烧成生石灰，然后把生石灰搬到连山洞前泼水，生石灰与水反应变成熟石灰，继续加水调成石灰浆，用来修补山洞天花板上的石缝，解决下雨漏水问题；在石灰烧制完成时泼水熄火，水与木炭在高温下反应生成一氧化碳和氢气，将石壁上岩石中的氧化铁还原成氧化亚铁，于是药王洞外就形成了一层青色的石皮。（指导老师：杨海波）

[本文系湖南省怀化市教育科学“十四五”规划2021年度课题“以综合实践活动为平台促进化学实验教学的实践研究”（课题批准号：HHS21JK016）成果]

专家点评

本文对古人类活动遗迹进行探究，根据考察发现和实验探究，结合咨询、网络查询结果进行分析，还原了古人类活动的一些情况。作者善于在考察活动中通过细节发现问题、提出猜想、设计合理的方案进行实验探究。从科学的视角解读古人类活动遗迹，给当地人文科学研究提供自然科学方面的证据，体现了较强的科学意识和社会责任感。

建议实验从定性上升到定量，以增强说服力，并进一步深入研究，得出更科学的结论。研究过程可转化为研学旅行课程，推动研学旅行活动的开展，实现科技实践活动的科学价值与社会价值的统一。

（栏目编辑   阳丹彦）

本期点评专家

朱朝义 正高级教师，中国发明协会中小学创造教育分会常务理事，湖南省优秀科技工作者，《发明与创新》专家团专家。