
物質的溶解及溶解度的概念是初中化學重要的知識點,相對應的實驗展示在教材和教學中都不太明顯,所以王慶蘭老師想設計一種教具,既可以演示溫度對物質溶解速率的影響,也可以演示不同顆粒的同種物質溶于水的速率情況,以幫助學生從宏觀現象中理解化學概念,了解、掌握固體物質的溶解速率與外因的關系,這就是“外因與溶解速率的關系演示器”。
據王慶蘭老師介紹,在設計制作和實驗過程中,有三個問題是他們通過大量實驗來解決的。
第一,實驗過程中在固體物質取量的問題上進行了大量實驗,經過多組實驗數據分析,最終確定固體物質的質量以2克較為適宜,可以使得塑料球在剛放入水中后,即能沉入燒杯底部,隨著固體物質的溶解,待全部溶解后,即能浮到水面上。
第二,配重比,在塑料球的內部固定了一定質量的銅絲作為配重,其目的一是保證塑料球中固定磁鐵一端始終朝上,使塑料球上浮時接觸傳感器;二是減少固體試劑的用量,既節約藥品,又可縮短實驗用時。配重質量的確定及稱取,需要反復實驗驗證,以使實驗效果達到最佳。
第三,溫度對物質溶解速率的影響實驗中,冷水、溫水、熱水之間的溫度差的確定也需通過大量實驗來選擇,以確保實驗現象能夠在較短的時間內明顯地顯示出來。
相對于其他有關溶解度的實驗,此教具中加入了發光二極管、音響卡、傳感器(干簧管)、帶孔帶磁鐵的塑料球這些非常規的儀器裝置,增強了實驗效果的感觀性,使學生極易觀察和感受到固體物質溶解的實驗過程,而且實驗操作簡便、安全、可反復用。教具作品中還設計了簡易裝置,適用于學生分組實驗,可以使學生更真實地接觸實驗操作。實驗中應用了物理中的浮力知識點,做到學科之間的相互關聯與結合應用。
作為一名化學實驗教師,王慶蘭老師參加了一些化學實驗用書的編寫,并多次在北京市和全國的自制教具評比活動中獲獎,在第八屆全國優秀自制教具展評活動中還獲得了“全國自制教具能手”稱號。談起對從事自制教具工作的經驗和體會,她說:“設計教具要從實際出發,遵循教材中的知識要點,還要結合一些其他科學知識和技術的應用。設計時一定要嚴謹,避免科學性錯誤,還要改繁為簡,切忌越做越繁雜,操作起來要安全、簡便。”