微粒性質(zhì)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與應(yīng)用

吳玉芬

摘要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，對于較難理解的微觀概念，應(yīng)結(jié)合學(xué)生熟悉的現(xiàn)象和已有的知識、經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)生動直觀的情境，從分析身邊的一些現(xiàn)象和簡單實(shí)驗(yàn)入手，開展教學(xué)活動。在課堂教學(xué)中，對教材中配套的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，使實(shí)驗(yàn)操作更簡單，為學(xué)生提供更多的親手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，可以對學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)起到很大的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：微粒性質(zhì);實(shí)驗(yàn)改進(jìn);操作簡單;節(jié)約環(huán)保;多種應(yīng)用

文章編號：1008-0546（2018）12-0086-02中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.12.028

義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對于化學(xué)課程目標(biāo)的全面落實(shí)具有重要作用。在教學(xué)中應(yīng)高度重視和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教育功能。有條件的學(xué)校盡可能多地為學(xué)生提供做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會;條件有限的學(xué)校，可采取教師演示實(shí)驗(yàn)或利用替代品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)開展微型實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)等 [1]。物質(zhì)構(gòu)成的奧秘這一章學(xué)習(xí)內(nèi)容比較抽象，對于較難理解的微觀概念，應(yīng)結(jié)合學(xué)生熟悉的現(xiàn)象和已有的知識、經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)生動直觀的情境，從分析身邊的一些現(xiàn)象和簡單實(shí)驗(yàn)入手，開展教學(xué)活動 [2]。因此，為了探究微粒的性質(zhì)，教材中配套設(shè)置了兩組演示實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行假設(shè)、分析，從而得出構(gòu)成物質(zhì)微粒的性質(zhì)。經(jīng)過多次教學(xué)實(shí)踐，為了便于學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)，本人對這兩組實(shí)驗(yàn)分別做了一些改進(jìn)。

一、探究微粒運(yùn)動實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1.創(chuàng)意來源

上教版九年級化學(xué)教材中探究微粒運(yùn)動的實(shí)驗(yàn) [3]（如圖1所示），【實(shí)驗(yàn)1】向燒杯A中加入20mL蒸餾水，滴入2～3滴酚酞試液，得到溶液甲。向溶液甲中滴加1～2滴濃氨水，觀察現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)2】在燒杯C中重新配制甲溶液。在燒杯B中加入3～5mL濃氨水，用一個(gè)大燒杯把兩個(gè)燒杯罩在一起，觀察現(xiàn)象。同時(shí)可以在實(shí)驗(yàn)2的大燒杯外增加一個(gè)裝有滴入酚酞的水的燒杯D，與大燒杯內(nèi)的燒杯C進(jìn)行對比。

上述實(shí)驗(yàn)在具體操作時(shí)，儀器裝置需要擺放在固定的展臺上，不便于移動展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。因此，為了使裝置便于移動展示，操作更簡單，讓學(xué)生更迅速地看到明顯現(xiàn)象，受微景觀生態(tài)瓶啟發(fā)，將該實(shí)驗(yàn)做了如下改進(jìn)。

2.實(shí)驗(yàn)裝置

（1）實(shí)驗(yàn)用品

實(shí)驗(yàn)儀器（用具）：錐形瓶、鐵絲、橡皮塞、膠頭滴管、鑷子、表面皿、剪刀、脫脂棉花、濾紙。

實(shí)驗(yàn)藥品：無色酚酞試液、濃氨水。

（2）裝置的制作：先用剪刀將濾紙剪成若干朵小花，再取三至四朵濾紙花固定在鐵絲上，將鐵絲的一端插入橡皮塞，制成一株鐵絲花，然后將橡皮塞旋進(jìn)錐形瓶中。

（3）實(shí)驗(yàn)裝置圖：（如圖2所示）

3.實(shí)驗(yàn)原理

（1）氨氣溶于水形成氨水;濃氨水有揮發(fā)性，揮發(fā)出氨氣;無色酚酞試液沒有揮發(fā)性。

（2）氨氣由氨氣分子構(gòu)成，揮發(fā)出的氨氣分子是不斷運(yùn)動的。

（3）氨水顯堿性，能使無色酚酞試液變成紅色。

4.實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象

（1）取無色酚酞試液各1滴滴在每一朵濾紙花上。

（2）取一株鐵絲花放入錐形瓶中并旋緊橡皮塞倒置于桌面（如圖2中裝置A所示），過一段時(shí)間后，觀察到其中的濾紙花始終沒有變色。

（3）在表面皿上放一小團(tuán)棉花，在棉花團(tuán)上滴3～4滴濃氨水，用鑷子將棉花團(tuán)放在另一株鐵絲花的橡皮塞上，然后放入錐形瓶并旋緊橡皮塞倒置于桌面（如圖2中裝置B所示），過不到半分鐘，很快就觀察到其中的濾紙花從下到上依次變成紅色。

5.設(shè)計(jì)特色

（1）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中裝置A的作用是與裝置B對比，排除錐形瓶中空氣對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的干擾。

（2）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作簡單，使用的藥品量少，產(chǎn)生現(xiàn)象的速度較快，對比明顯。同時(shí)因?yàn)檠b置相對小而密封，可以在教室中移動展示，同時(shí)減少了氨氣在教室中的揮發(fā)，更美觀環(huán)保。另外，將裝置中的錐形瓶替換成無色礦泉水瓶，可節(jié)約成本，也可以用于學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

（3）利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)合微粒是運(yùn)動的、酸溶液能使紫色石蕊試液變紅色等知識，將紫色石蕊試液滴在濾紙花上，將濃鹽酸滴在棉花團(tuán)上，一段時(shí)間后觀察到鐵絲上的濾紙花從下到上依次由紫色變成紅色，可用于證明濃鹽酸具有揮發(fā)性。此外，若將濃鹽酸換成濃硫酸，可以通過實(shí)驗(yàn)對比證明濃硫酸沒有揮發(fā)性。

二、探究微粒之間有空隙實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1.創(chuàng)意來源

上教版九年級化學(xué)教材中探究微粒間有空隙的實(shí)驗(yàn) [3]（如圖3所示），【實(shí)驗(yàn)1】取一根約30cm長一端封口的細(xì)玻璃管，先往玻璃管中加入滴有紅墨水的水，使其充滿玻璃管容積的1/2，再滴入無水酒精使其充滿玻璃管。用手指堵緊開口的一端，顛倒數(shù)次，觀察現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)2】取兩支大小相同的醫(yī)用注射器，將栓塞向外拉，分別吸入等體積的空氣和水，用手指頂住注射器末端的小孔，將栓塞慢慢推入，觀察哪一支注射器內(nèi)的物質(zhì)容易被壓縮？

上述實(shí)驗(yàn)請學(xué)生上臺演示，實(shí)驗(yàn)1中購買的30cm長一端封口的玻璃管較細(xì)，由于管內(nèi)外氣壓的關(guān)系，學(xué)生往玻璃管中滴入液體速度慢且容易產(chǎn)生空氣柱。實(shí)驗(yàn)2中兩支注射器分別吸取等體積的空氣和水后，要用手指頂住注射器末端的小孔，再將栓塞慢慢推入，學(xué)生在做時(shí)容易出現(xiàn)手指堵小孔不嚴(yán)實(shí)，同時(shí)另一個(gè)手使不上力的情況。針對這些現(xiàn)象，將該實(shí)驗(yàn)做了如下改進(jìn)。

2.實(shí)驗(yàn)裝置

（1）實(shí)驗(yàn)用品

實(shí)驗(yàn)儀器（用具）：玻璃導(dǎo)氣管、膠頭滴管、橡皮塞、醫(yī)用注射器、棉線、輕質(zhì)粘土、粗鐵絲。

實(shí)驗(yàn)藥品：水、無水酒精、紅墨水。

（2）裝置的制作：

①取一根20cm長的玻璃導(dǎo)氣管，再取一根與導(dǎo)管等長的棉線對折后找到導(dǎo)管的中點(diǎn)，在中點(diǎn)部位系上棉線，然后取一小團(tuán)輕質(zhì)粘土封住導(dǎo)管一端，待粘土干燥后備用。

②取兩個(gè)橡皮塞，分別用粗鐵絲在橡皮塞上各扎一個(gè)小孔備用。

3.實(shí)驗(yàn)原理

（1）水由水分子構(gòu)成，酒精由酒精分子構(gòu)成，水分子和酒精分子都是不斷運(yùn)動的。

（2）水分子之間有空隙，酒精分子之間也有空隙，水和酒精混合時(shí)兩種分子互相填補(bǔ)了彼此的空隙，所以水和酒精混合后得到液體總體積小于水與酒精的體積之和。

（3）在固體和液體中，微粒之間的空隙比較小，在氣體物質(zhì)中，微粒之間的空隙比較大，所以氣體往往容易被壓縮，固體和液體物質(zhì)不易被壓縮。

4.實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象

（1）取自制的一端封口的玻璃管，先用膠頭滴管將混有紅墨水的水滴入管中至棉線處，再將無水酒精滴入至充滿玻璃管，用手指堵住管口來回顛倒數(shù)次，觀察到液體總體積減小且液體全部變成了淡紅色。

（2）取兩支大小相同的醫(yī)用注射器，分別吸入等體積的空氣和水，將兩個(gè)橡皮塞放在桌面上，有小孔一面朝上，然后分別將吸有空氣和水的注射器末端插入橡皮塞的小孔中，同時(shí)將栓塞慢慢推入。觀察到受壓后吸入的空氣的體積明顯減小，而吸入的水的體積幾乎不變。

5.設(shè)計(jì)特色

（1）用玻璃導(dǎo)氣管和輕質(zhì)粘土制作的儀器完成實(shí)驗(yàn)1，不需要另外購買，節(jié)約成本，而且可以自己選擇比買的細(xì)玻璃管粗一點(diǎn)的玻璃管，可以直接將液體倒入，液體加入速度快且不會形成空氣柱，節(jié)約實(shí)驗(yàn)的時(shí)間;用輕質(zhì)粘土來封住玻璃管的一端，比用酒精噴燈熔封更簡單安全。此外，可以鼓勵(lì)學(xué)生使用塑料吸管和輕質(zhì)粘土制作儀器做家庭小實(shí)驗(yàn)，做到人人參與，大大調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。

（2）將注射器末端插入橡皮塞中再推動栓塞，可以避免因手指沒有堵住而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，而且有了著力點(diǎn)，學(xué)生在推動栓塞時(shí)也能更好地使力，實(shí)驗(yàn)更方便、操作更簡單。

在平時(shí)的教學(xué)中注重和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，盡量多地設(shè)計(jì)一些操作簡單且學(xué)生易上手的實(shí)驗(yàn)，將大儀器改成小儀器，將不可移改成可移，同時(shí)開發(fā)生活中一些廢棄資源的再利用，比如用眼藥水瓶代替滴管，塑料吸管代替玻璃導(dǎo)管，礦泉水瓶代替錐形瓶，注射器代替分液漏斗等等，達(dá)到節(jié)約環(huán)保的目的。

上述實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)是本人在教學(xué)過程中產(chǎn)生的一些想法與做法，目的是為了讓實(shí)驗(yàn)更好地服務(wù)于教學(xué)，為學(xué)生提供更多的親手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，讓學(xué)生有更多的機(jī)會主動地體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，從而促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1]? 中華人民共和國教育部制定.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：34-53

[2]? 王祖浩主編.義務(wù)教育教科書化學(xué)九年級上冊教師教學(xué)指導(dǎo)書（第1版）[M].上海：上海教育出版社，2013：62-65

[3]? 王祖浩，王磊主編.義務(wù)教育教科書化學(xué)九年級上冊（第2版）[M].上海：上海教育出版社，2013：62-64