探究微粒間隙的學生實驗裝置的設計與制作

史霞云

摘要：華師大版科學教材上的“觀察水和酒精混合后體積的變化”活動教具操作簡單，但因為儀器少，只能作為演示實驗，學生體驗不夠。為此，筆者利用實驗室常用的試管、試管、單孔橡皮塞、導管等器材，設計開發出該探究的學生實驗，實驗裝置所需器材簡單、易學而且現象明顯，讓學生近距離地觀察到實驗現象，極大地幫助學生對概念的理解，有助于提高課堂教學，易于普及推廣。

關鍵詞：微粒間隙;學生實驗;設計與制作

微粒之間有空隙是指微粒和微粒之間不是緊密靠在一起的，而是之間留有空隙。但是大家都知道微粒是我們的肉眼根本無法看見的，那微粒之間的空隙我們的肉眼當然也就無法看見了，有什么辦法能夠讓肉眼看不見的空隙簡單的就得到驗證呢？華師大版（2013）八年級科學上冊P151，第6章第1節《構成物質的微粒》中為了驗證“構成物質的微粒之間有空隙”，設計了活動“觀察水和酒精混合后體積的變化”（如圖1），由于需要用到酸式滴定管，而學校里一般只配備2-3支，所以幾個科學老師需要相互調節才行，更無法變成學生實驗。為此將該活動進行了改進，而且設法變成了學生實驗。

一、實驗創新原理

將試管中水和酒精混合后體積變小的微小現象轉換為導管中液面明顯下降的現象，從而判斷構成物質的微粒之間有空隙。

二、實驗器材

試管、帶導管的單孔橡皮塞（導管下端與橡皮塞下端相平）、試管架、橡皮圈（可以剪一小圈橡皮管）、酒精（用紅墨水染紅）、水（如圖2）。

三、制作與操作要求

1.將玻璃導管轉入單孔橡皮塞中，然后將橡皮圈套在玻璃導管上，再將橡皮塞塞入試管，改進后的裝置就完成了。

2.先往試管中倒入半試管的水，接著往試管中倒入酒精，直至倒滿試管。

3.將橡皮塞塞入試管，此時橡皮塞上的導管中會出現一段紅色的液柱，并將導管上的橡皮圈轉到液面處作為標記（如圖3）（或若不用橡皮圈，則可用滴管取酒精并加滿導管）。

4.用手指封住導管口，將試管反復顛倒幾次，使水和酒精充分混合。（如圖4）

5.水和酒精充分混合之后，振動幾下排出試管內的空氣，發現導管中的紅色水柱液面與原液面相比，明顯下降，說明水和酒精混合之后總體積減少，形象的說明了微粒之間有空隙。（如圖5）

四、設計與制作的意義

1.實驗操作簡便，實驗現象明顯。

2.作為實驗裝置比原裝置小巧，攜帶更為方便。若作為學生分組實驗能讓學生近距離地觀察到實驗現象，極大地幫助學生對概念的理解。

3.利用這套實驗器材，可以將演示實驗改進為學生實驗，體現生本課堂的教學理念。實驗裝置所需器材簡單、普通，極易尋找和組裝，易于普及推廣。

參考文獻：

[1] 《基于“輕負高效”的初中科學生活化實驗資源庫建設》.金可澤.

[2] 趙力紅.《低成本、高智慧、深探究》.（教學儀器與實驗）2006年第2期.

[3] 《科學學習中100個疑難問題》.鄭青岳等.浙江教育出版社.