“烧不坏的手帕”这点儿小实验
2012-08-17杜雨娟
杜雨娟
在“烧不坏的手帕”这个小实验里,虽然没有重要的化学考点,但这个实验像是一盘很好的小菜,学生在享受知识大餐觉得油腻而食不下咽时,来点这样的小菜,着实能帮助学生改善胃口、提高食欲,提高他们的学习兴趣,提高学习的动力。
英国著名哲学家、数学家伯特兰·罗素说过:“我们感到不自信或是恐惧,是因为我们对事情了解得不够精准,可能都达不到模糊的控制,无法对将要发生的事情进行正确的预知。”如果我们能透视整个实验,轻松预知实验结果,那我们就能掌控它,想让实验成功就成功,想让它变得曲折它也会妙趣横生。
鉴于上述原由,叙述一下如何准备这道小菜并从容地呈现出来,让这盘小菜更具视觉享受价值和实用价值。
一、该实验在教材中的地位
在人教版初中化学教材中,对这个实验只字未提,既不是课本中教师必须要做的演示实验,也不是需要师生共同进行的探究实验,但有的教师会在九年级化学第一堂绪言课或在学习第七单元《燃烧和灭火》时把这个实验展示出来,因为这个实验好做,容易成功,有很强的视觉冲击力。
另外,浙教义务版语文教材六年级下册中,竟以这个实验为原型让学生学习观察写作,一个语文教师变为科学教师,让学生先观看整个实验过程,然后记叙实验,这对引导学生如何观察以及如何正确思考具有很好的指导意义。
二、如何制作这盘小菜
1.实验用品
1块手帕、不同浓度酒精溶液、酒精灯、火柴、2个坩埚钳、1个大烧杯。
2.关键之一—手帕
(1)实验探究
不同材质的手帕,以75%的酒精溶液做对比实验,结果见表1。
表1
(2)实验反思
光滑厚实的方形棉布手帕是上选的实验材料,并且四周要齐整,有包边,如果四周有毛边的话要把它们修剪掉,这些毛边经不起火烤,很容易在高温下形成星星点点的小火。
没有棉布手帕,也可以用小方巾代替。再差一点的材料就是人造棉的方巾,也很容易找到。由于吸水性差,为了防止被烧,所选的酒精溶液浓度不能太高。
3.关键之二—酒精溶液的浓度
(1)实验探究
同种材料,以不同浓度的酒精溶液做对比实验,结果见表2和表3。
表2
表3
(2)实验反思
资料显示,所需酒精溶液的浓度为35%~75%。其实酒精溶液浓度最低是多少,应以此酒精溶液附在方巾上时还能烧着来定;最高浓度是多少,也应以此湿方巾能承受的最高温度而烧不着时来定。
酒精浓度多大时最合适?即实验时出现火焰大、持续时间长、观赏性强、有惊心动魄感的效果,而此时手帕又能安然无恙,这就由手帕的吸水量来决定。如果手帕的吸水量高,那酒精溶液的浓度就可以相应地调高些,它们之间成正相关性。
4.其他因素
(1)实验探究
材质相同的棉布方巾,以75%的酒精溶液在不同季节下用同样的操作方法(不抖动方巾)进行对比实验,结果见表4。
表4
(2)实验反思
同样的材料,同样的操作方法,在夏天和冬天做该实验时,效果略有区别。酒精溶液挥发得快慢影响了实验的效果,冬天酒精挥发得慢,方巾上75%的酒精溶液无明显变化,所以燃烧时还能提供高热量,而周围的低温对高温的方巾所起的散热作用较小,最终方巾被烘出小糊点来。夏天酒精挥发得快,方巾上75%的酒精溶液迅速减少,所以燃烧时热量不足,最终方巾没有明显变化。因此在不同的季节里,要想达到同样的实验效果,要对酒精浓度进行微调,冬天时浓度可略调低些。
三、怎样从容地展示实验
举一个实验的操作案例:
1.实验条件
冬天,纯棉小方巾,选择了55%的酒精溶液(45 mL水和55 mL的无水酒精混合而成)。
2.实验步骤
(1)点燃酒精灯,向大烧杯里倒入酒精溶液,把方巾放入其中浸泡,拿出来后轻轻拧干,这样可以防止过多的酒精溶液在燃烧时滴落到桌面上引起不必要的麻烦,也防止方巾上的酒精溶液分布不均,燃烧时局部温度过高,导致方巾被引燃。
(2)用两个坩埚钳分别夹住方巾的两个角,像晾衣服那样晾开方巾,然后以酒精灯火焰点火。这样可以全面地观赏方巾的火势,整体视觉效果好,也利于散热(如图1所示)。因为酒精含量不高,棉质方巾吸收的水也多,方巾温度不是很高,不需要在燃烧过程中抖动方巾散热,教师只要任由方巾被“煎熬”,学生只需静静地观察、思考即可。
图1 “烧不坏的手帕”实验
四、这道小菜的营养
(1)其扣人心弦的实验现象在九年级化学第一堂绪言课上展示,让学生产生强烈的好奇心,从而对化学学科产生浓厚的兴趣。
(2)在《燃烧和灭火》单元,这么大的火也不能引燃手帕,让学生深刻理解燃烧3个缺一不可的条件。
(3)通过此实验,让学生思考为什么手帕不会被烧坏。在分析之后,学生明白,是水在一定程度上起到了保护作用,水是件很好的“防身服”。从而想到大火中逃生的一个办法:把全身弄湿,或把棉被弄湿披在身上,以便逃生。
(4)浙教义务版语文教材编排得真好,利用一个化学实验,教学生学会有条理地进行观察、思考和描述,让学生知道实验不仅仅是看看热闹,培养了学生的探究思考能力和科学素养。
[1]人民教育出版社课程教材研究所.义务教育课程标准实验教科书:化学:九年级:2版[M].北京:人民教育出版社.