分組、演示同精彩

周廣+李德前

摘要：利用生活中廢棄的塑料瓶等物品，設計出多個探究微粒運動的實驗；改進后的實驗現象明顯、操作方便、結論流暢、綠色環保；有利于學生自我探究，從而培養學生的生態意識和實踐創新能力，發展學生的核心素養。

關鍵詞：探究微粒運動；實驗改進；塑料瓶

文章編號：1008-0546（2017）02-0082-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.027

新課程標準提倡教師或實驗管理人員使用低成本的實驗器材，鼓勵化學教師指導學生利用生活中常見用品和廢棄物制成簡易的實驗儀器，這樣既有助于解決農村偏遠學校實驗儀器的短缺問題，又可以培養學生的實踐創新能力和環保意識[1]。我們在長期的教學研究中發現，教師經常利用生活中廢棄物品替代和改進實驗，能很好地培養學生的生態意識和實踐創新能力，這也正是我們培養和發展學生核心素養的一條重要途徑。

作為課堂演示實驗往往要求可觀性要強，面對教室內幾十雙求知的眼睛，教師要將演示的實驗現象放大和持續延長，保證每個學生都獲得公平的觀察機會。怎樣才能做到在使用一定量的藥品前提下實現綠色化實驗同時將實驗現象放大延續呢？下面我們就談談自己的一點成功體會和做法，以便和同行們進行交流研討。

一、問題的由來

九年級化學教科書（滬教版）第3章第1節探究微粒運動的實驗如下圖。

在教學中，我們發現該探究實驗如果作為演示實驗，學生可觀范圍太小，如設計為學生分組時，需要消耗大量的藥品，浪費現象嚴重，氨氣在教室內泄漏較多，影響學生身心健康，有悖綠色環保理念，而且該實驗需要時間太長（2-3分鐘）紅色現象才明顯，過多地占用課堂有效教學時間。為此我們利用生活的廢棄塑料瓶對該實驗進行了如下改進。

二、實驗改進

1. 改進方案Ⅰ

（一）制作材料

5L或10L的廢棄塑料油瓶一個和配套的瓶蓋兩個，膠頭滴管一支，廢棄的5mL醫用注射器（消毒清洗后再用）一支，塑料膠棒，剪刀，寬塑料透明膠帶。

（二）制作方法

（1）將塑料油桶用洗潔精洗凈除去油污，晾干備用，將廢棄注射器用醫用酒精或3%-5%的過氧化氫溶液消毒后備用。

（2）將注射器針頭插入塑料瓶底部，然后加熱塑料膠棒使其熔化，利用熔化的塑料膠棒將注射器針頭的塑料部分固定密封在塑料油桶的底部。

（3）將膠頭滴管下端在酒精燈上加熱、然后迅速插入其中的一個瓶蓋中，如果膠頭滴管和瓶蓋結合不緊密，可再用熔化的塑料膠棒將其進一步密封、固定。

（三）操作方法

（1）實驗前教師可以請學生用毛筆蘸有酚酞試液在一張A4紙上自由創作，如作畫、寫字等。

（2）將學生作品放入塑料油桶中如上圖2所示，再用寬的透明膠帶纏繞一圈將其剪開處密封（注膠帶纏繞時一定要平整，不可有褶皺，否則密封性不好）。

（3）用注射器吸取0.1mL濃氨水慢慢注入塑料瓶中，學生很快就可以看到自己的作品以紅色的印記顯示出來。

（四）拓展應用

為了進一步深化知識，升華學生的興趣，我們可將吸有少量濃鹽酸的膠頭滴管迅速替換原瓶蓋，擰緊，如上圖3所示，然后將膠頭滴管中的濃鹽酸滴入瓶中，我們可以觀察到塑料瓶中立即充滿大量的白煙（即空瓶生煙的改進實驗），慢慢地A4紙上的紅色印記逐漸消失，過一會兒，如果我們再用注射器注入濃氨水，A4紙上又可重現紅色的印記。由此分析該實驗現象可以很好地幫助學生深化理解微粒的性質。

2. 改進方案Ⅱ

實驗是化學學習的靈魂，是點燃學生學習興趣的最佳載體。如教師課堂教學中利用此裝置演示實驗，此時學生的學習興趣和探究欲望已被點起，接下來，我們就可以給學生創造自主探究學習的舞臺，將上述的大塑料瓶換成小塑料瓶如下圖4所示開展分組實驗，探究新知。

（一）制作材料

250mL的硬質塑料瓶一個和配套的瓶蓋兩個，膠頭滴管一支，廢棄的5mL醫用注射器（消毒清洗后再用）一支，塑料膠棒，剪刀，棉花、30cm的細線一根。

（二）制作方法

（1）將硬質塑料瓶沖洗干凈，晾干備用，將廢棄注射器消毒后備用。

（2）將注射器針頭插入硬質塑料瓶底部，然后利用塑料膠棒將注射器針頭的塑料部分固定密封在硬質塑料瓶的底部。

（3）將膠頭滴管下端在酒精燈上加熱、然后迅速插入其中的一個瓶蓋中，如果膠頭滴管和瓶蓋結合不緊密，可再用熔化的塑料膠棒將其進一步密封、固定。

（4）用細棉線每間隔2cm系住一小團棉花，約系3-5團棉花球即可。

（三）操作方法

（1）將本教具放置在水平桌面上，向塑料瓶中加入3-5mL的蒸餾水，振蕩、觀察。

（2）將一根系有棉花團的細線連同棉花團用酚酞試液潤濕。

（3）將潤濕的棉花團從瓶口放入，旋緊瓶塞使棉花團懸掛在塑料瓶中。

（4）用注射器吸取0.1mL的濃氨水，從瓶底的針頭處慢慢注入，觀察對比分析實驗現象即可得出實驗結論。

（5）為了增添實驗的趣味性、知識性，充分展現實驗的魅力，幫助學生深化理解運用知識，可將該實驗裝置稍加改進如圖5所示，膠頭滴管中吸有少量的濃鹽酸（0.1mL即可），然后將其滴入瓶中，即可觀察到瓶中立刻產生大量白煙，變紅的棉花團逐漸褪色。此實驗現象能激發學生進一步思考，將學生的思維推向深處，從而促其深度學習。

3.拓展應用

如在注射器內吸有NaOH溶液，瓶中預先滴入幾滴酚酞試液，膠頭滴管內吸取稀鹽酸，就可以演示酸堿中和反應原理。如果進一步借助數字化手持技術，預先在塑料桶瓶壁植入并固定溫度傳感器，還可以測量中和反應過程中溫度的變化，當然改進后的裝置也可用于探究金屬與酸反應的溫度變化，進而探究金屬的活動性強弱。在高中階段該實驗裝置還可以用于做氯氣或二氧化氮與水反應的實驗，反應后的生成物可以很方便地用塑料瓶底部的注射器吸取出，便于進一步做探究反應后生成物的性質實驗和成分的測定實驗。

三、改進實驗的優點

（1）這兩套教具制作器材來源于生活中的廢棄物品，該實驗裝置使用后清洗比較方便，可多次循環使用。

（2）使用改進后的裝置做實驗，實驗步驟操作簡化，實驗現象較原實驗持續時間長且非常明顯，吸引學生的眼球，可以很好地滿足學生觀察欲望。

（3）改進后的裝置可以有效地節約藥品，氨氣無泄漏，不會對環境造成污染，不會影響到學生們的身心健康，符合實驗的綠色化理念，可更多地給學生提供動手實踐的機會。

（4）用改進后的裝置實驗可以提高課堂教學效果，該實驗可以清楚地體現氨分子的運動過程且實驗所需時間較短， 適用于演示和分組實驗探究微粒的運動性[2]。

四、結束語

以上所述只是我們在教學中一些淺顯的收獲，我們一線的化學教師要學會創造性地使用教材，對于教材中的實驗，我們要依據教學內容和學情靈活改進或創新實驗，以達到實驗的最佳效果，根據實驗本身的特點，我們可以從生活中尋找瓶瓶罐罐做實驗，很多教師利用塑料瓶、注射器、小藥瓶或廢棄日光燈管等創新改進了實驗，改進后的實驗使學生感受到化學更加貼近生活、化學就在身邊，他們樂意學習身邊的化學，學生在使用或自制實驗的同時也能培養生態環保意識和實踐創新能力。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部制定. 義務教育化學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012

[2] 周廣.在實驗細節中強化學科人文素養[J].實驗教學與儀器，2016（4）：12-14