初中化學氫氣爆炸實驗教學優化探究

賀小麗

摘要：化學作為一門以實驗為基礎的學科，實驗教學有助于激發學生的學習興趣，培養學生的思維能力和創新能力，因此，研究實驗教學具有重要意義。而燃燒與滅火是初中化學的重點知識，包括很多生活現象和自然現象，其中氣體爆炸也是必要的安全知識。本文通過對初中化學氫氣爆炸實驗的研究和探討，進行一定的改良和優化，來促進教學效果的提升。

關鍵詞：初中化學;氫氣爆炸;實驗教學

引言：在中學教育中，大多數學校為了追求學生的絕對安全和一定的升學率，導致很多教師在化學實驗教學環節上不引起重視，未能充分發揮實驗教學的效果。實驗教學不僅是要求學生從觀察實驗現象中通過思考來得到相應的結論，掌握知識要點，同時也是培養學生的科學素養和綜合實踐能力的重要途徑，因此，做好實驗教學非常關鍵。在關于氫氣爆炸實驗上，如果設計出較為安全和簡便的實驗過程，可以有效解決實驗教學存在的問題。

1 氫氣爆炸實驗教學優化的重要性

研究氫氣的燃燒實驗是認識水的組成的開始，氫氣爆炸實驗是將氫氣驗純后再空氣中點燃，然后用一只干而冷的燒杯罩再火焰上方，會有水珠生成，由于在空氣中混入氫氣的體積占總體積的4%-74.2%，經點燃都會爆炸。書本教材中的實驗過程對于氫氣的氣體性質介紹不夠全面，只是簡單提到氫氣具有可燃性，也沒有依據說明點燃氫氣前要驗純的原因，為了提升氫氣爆炸實驗的安全性，以簡單、有趣的實驗來展示氫氣的爆炸現象，從實驗選材和方法等方面進行教學優化具有重要作用。

2 對常見氫氣爆炸實驗的分析

2.1 原版紙筒實驗

這是大多數教材的示范實驗，它所展示的實驗現象比較明顯，可以清楚地解釋氫氣爆炸產生的原因。如果用鋁制易拉罐來進行實驗，那么爆炸的聲音也會更大，更凸顯實驗效果。而紙筒實驗主要存在兩點不足：首先，實驗的成功率比較低，如果收集的氫氣不足或過多，都不會發生爆炸，并且難以把握點燃的最佳時機。其次，在實驗中，紙筒因爆炸而彈飛，并發出巨大的響聲，部分教師因為比較膽怯而不愿意做這個實驗，也比較容易傷害到就近的學生。

2.2 紙筒實驗的一次改進

而后，根據相關資料以及采納其他教師的經驗，了解到有的老師將紙筒實驗中的紙筒用比較小的紙杯代替，或是改用包裝中藥藥丸的小藥盒進行實驗，解決了聲音和震懾力大的問題，在一定程度上有助于部分教師克服不敢進行紙筒實驗的弱點，但其教學效果大大折扣，比較難展現較好的實驗效果。

2.3 紙筒實驗的二次改進

在二次改進中，部分老師采用塑料瓶作為實驗器材，將塑料瓶固定在一個鐵架臺上，在固定前先去掉塑料瓶的底，然后通入氫氣，在瓶口位置點燃氫氣，將會觀察到塑料瓶的底部有火焰伴隨響聲噴射而出，利用鐵架臺固定了塑料瓶，使其不會彈飛，操作比較簡便，安全性比較高，但仍然存在實驗成功率低和效果差的問題。

3 氫氣爆炸實驗教學的改進

在以上三個實驗分析中，可以看出，要提高實驗的成功率，關鍵在于是否能夠收集到氫氣與空氣混合的氣體，避免氫氣太多或太少的現象而導致實驗成功率不高。并且紙筒實驗采用紙筒來收集氫氣，教師無法把握好氫氣的量，為此，本文將設計以下兩種實驗方式來提高實驗的成功率，保證安全性和實驗性。

3.1 實驗一

該實驗仍采用去掉底部的塑料瓶和鐵架臺，首先用鐵架臺固定好塑料瓶，但塑料瓶的底部需要侵入水槽里的水中，這樣保留了塑料瓶內一定的空氣，再點燃瓶內收集好的氫氣就會爆炸，實驗成功率較高。除此之外，爆炸的氣波把水噴濺出來，聲音響亮，實驗效果非常明顯，安全系數也比較高。

3.2 實驗二

在多次實踐后發現，實驗一的爆炸威力過大，甚至出現過夾持塑料瓶的雙頂絲被掰斷的現象，為了改善這一問題，基于實驗一進行了一些改動，把塑料瓶的側壁打一圈平行的小孔，使小孔與水槽保持同等的高度，再將塑料瓶置于水中，盛有少量的水，讓瓶子不需要夾持就可以放置在水中，并且要求水的液面剛好可以封住塑料瓶的小孔，往其中的一個孔通入一定的氫氣，再點燃，這樣因燃燒放出的熱量就會導致小孔噴射出水花。這樣的實驗操作有效控制了爆炸的威力。

3.3 實驗過程的注意事項

第一，提醒學生帶好護目鏡，盡管經過優化后的實驗安全性比較高，但也需要防患于未然，一方面防止意外事故的發生，另一方面增強學生的安全意識。第二，在塑料瓶上打孔，可以用回形針這種比較尖銳的金屬，經過酒精燈加熱后，開孔比較方便、輕松，打孔前先用筆畫好，使小孔與水面保持一致。第三，為了保證塑料瓶側壁的小孔能夠浸入到水槽的液面以下，如果塑料瓶太輕，則可以圍繞一圈鐵絲加重質量，便于開始實驗。

總而言之，實現教學創新需要不斷實踐和總結，在實踐中進行優化。作為教育工作者，應當積極轉變教學觀念，從細節之處變革教學行為，在化學學科中，注重對實驗裝置和實驗教學的改進和優化，促使化學教學能夠與時俱進，不斷進步與改革，為教育事業發展提供持久動力。

參考文獻：

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（作者單位：陜西省西安鐵一中分校）