分组、演示同精彩

周广+李德前

摘要：利用生活中废弃的塑料瓶等物品，设计出多个探究微粒运动的实验；改进后的实验现象明显、操作方便、结论流畅、绿色环保；有利于学生自我探究，从而培养学生的生态意识和实践创新能力，发展学生的核心素养。

关键词：探究微粒运动；实验改进；塑料瓶

文章编号：1008-0546（2017）02-0082-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.027

新课程标准提倡教师或实验管理人员使用低成本的实验器材，鼓励化学教师指导学生利用生活中常见用品和废弃物制成简易的实验仪器，这样既有助于解决农村偏远学校实验仪器的短缺问题，又可以培养学生的实践创新能力和环保意识[1]。我们在长期的教学研究中发现，教师经常利用生活中废弃物品替代和改进实验，能很好地培养学生的生态意识和实践创新能力，这也正是我们培养和发展学生核心素养的一条重要途径。

作为课堂演示实验往往要求可观性要强，面对教室内几十双求知的眼睛，教师要将演示的实验现象放大和持续延长，保证每个学生都获得公平的观察机会。怎样才能做到在使用一定量的药品前提下实现绿色化实验同时将实验现象放大延续呢？下面我们就谈谈自己的一点成功体会和做法，以便和同行们进行交流研讨。

一、问题的由来

九年级化学教科书（沪教版）第3章第1节探究微粒运动的实验如下图。

在教学中，我们发现该探究实验如果作为演示实验，学生可观范围太小，如设计为学生分组时，需要消耗大量的药品，浪费现象严重，氨气在教室内泄漏较多，影响学生身心健康，有悖绿色环保理念，而且该实验需要时间太长（2-3分钟）红色现象才明显，过多地占用课堂有效教学时间。为此我们利用生活的废弃塑料瓶对该实验进行了如下改进。

二、实验改进

1. 改进方案Ⅰ

（一）制作材料

5L或10L的废弃塑料油瓶一个和配套的瓶盖两个，胶头滴管一支，废弃的5mL医用注射器（消毒清洗后再用）一支，塑料胶棒，剪刀，宽塑料透明胶带。

（二）制作方法

（1）将塑料油桶用洗洁精洗净除去油污，晾干备用，将废弃注射器用医用酒精或3%-5%的过氧化氢溶液消毒后备用。

（2）将注射器针头插入塑料瓶底部，然后加热塑料胶棒使其熔化，利用熔化的塑料胶棒将注射器针头的塑料部分固定密封在塑料油桶的底部。

（3）将胶头滴管下端在酒精灯上加热、然后迅速插入其中的一个瓶盖中，如果胶头滴管和瓶盖结合不紧密，可再用熔化的塑料胶棒将其进一步密封、固定。

（三）操作方法

（1）实验前教师可以请学生用毛笔蘸有酚酞试液在一张A4纸上自由创作，如作画、写字等。

（2）将学生作品放入塑料油桶中如上图2所示，再用宽的透明胶带缠绕一圈将其剪开处密封（注胶带缠绕时一定要平整，不可有褶皱，否则密封性不好）。

（3）用注射器吸取0.1mL浓氨水慢慢注入塑料瓶中，学生很快就可以看到自己的作品以红色的印记显示出来。

（四）拓展应用

为了进一步深化知识，升华学生的兴趣，我们可将吸有少量浓盐酸的胶头滴管迅速替换原瓶盖，拧紧，如上图3所示，然后将胶头滴管中的浓盐酸滴入瓶中，我们可以观察到塑料瓶中立即充满大量的白烟（即空瓶生烟的改进实验），慢慢地A4纸上的紅色印记逐渐消失，过一会儿，如果我们再用注射器注入浓氨水，A4纸上又可重现红色的印记。由此分析该实验现象可以很好地帮助学生深化理解微粒的性质。

2. 改进方案Ⅱ

实验是化学学习的灵魂，是点燃学生学习兴趣的最佳载体。如教师课堂教学中利用此装置演示实验，此时学生的学习兴趣和探究欲望已被点起，接下来，我们就可以给学生创造自主探究学习的舞台，将上述的大塑料瓶换成小塑料瓶如下图4所示开展分组实验，探究新知。

（一）制作材料

250mL的硬质塑料瓶一个和配套的瓶盖两个，胶头滴管一支，废弃的5mL医用注射器（消毒清洗后再用）一支，塑料胶棒，剪刀，棉花、30cm的细线一根。

（二）制作方法

（1）将硬质塑料瓶冲洗干净，晾干备用，将废弃注射器消毒后备用。

（2）将注射器针头插入硬质塑料瓶底部，然后利用塑料胶棒将注射器针头的塑料部分固定密封在硬质塑料瓶的底部。

（3）将胶头滴管下端在酒精灯上加热、然后迅速插入其中的一个瓶盖中，如果胶头滴管和瓶盖结合不紧密，可再用熔化的塑料胶棒将其进一步密封、固定。

（4）用细棉线每间隔2cm系住一小团棉花，约系3-5团棉花球即可。

（三）操作方法

（1）将本教具放置在水平桌面上，向塑料瓶中加入3-5mL的蒸馏水，振荡、观察。

（2）将一根系有棉花团的细线连同棉花团用酚酞试液润湿。

（3）将润湿的棉花团从瓶口放入，旋紧瓶塞使棉花团悬挂在塑料瓶中。

（4）用注射器吸取0.1mL的浓氨水，从瓶底的针头处慢慢注入，观察对比分析实验现象即可得出实验结论。

（5）为了增添实验的趣味性、知识性，充分展现实验的魅力，帮助学生深化理解运用知识，可将该实验装置稍加改进如图5所示，胶头滴管中吸有少量的浓盐酸（0.1mL即可），然后将其滴入瓶中，即可观察到瓶中立刻产生大量白烟，变红的棉花团逐渐褪色。此实验现象能激发学生进一步思考，将学生的思维推向深处，从而促其深度学习。

3.拓展应用

如在注射器内吸有NaOH溶液，瓶中预先滴入几滴酚酞试液，胶头滴管内吸取稀盐酸，就可以演示酸碱中和反应原理。如果进一步借助数字化手持技术，预先在塑料桶瓶壁植入并固定温度传感器，还可以测量中和反应过程中温度的变化，当然改进后的装置也可用于探究金属与酸反应的温度变化，进而探究金属的活动性强弱。在高中阶段该实验装置还可以用于做氯气或二氧化氮与水反应的实验，反应后的生成物可以很方便地用塑料瓶底部的注射器吸取出，便于进一步做探究反应后生成物的性质实验和成分的测定实验。

三、改进实验的优点

（1）这两套教具制作器材来源于生活中的废弃物品，该实验装置使用后清洗比较方便，可多次循环使用。

（2）使用改进后的装置做实验，实验步骤操作简化，实验现象较原实验持续时间长且非常明显，吸引学生的眼球，可以很好地满足学生观察欲望。

（3）改进后的装置可以有效地节约药品，氨气无泄漏，不会对环境造成污染，不会影响到学生们的身心健康，符合实验的绿色化理念，可更多地给学生提供动手实践的机会。

（4）用改进后的装置实验可以提高课堂教学效果，该实验可以清楚地体现氨分子的运动过程且实验所需时间较短， 适用于演示和分组实验探究微粒的运动性[2]。

四、结束语

以上所述只是我们在教学中一些浅显的收获，我们一线的化学教师要学会创造性地使用教材，对于教材中的实验，我们要依据教学内容和学情灵活改进或创新实验，以达到实验的最佳效果，根据实验本身的特点，我们可以从生活中寻找瓶瓶罐罐做实验，很多教师利用塑料瓶、注射器、小药瓶或废弃日光灯管等创新改进了实验，改进后的实验使学生感受到化学更加贴近生活、化学就在身边，他们乐意学习身边的化学，学生在使用或自制实验的同时也能培养生态环保意识和实践创新能力。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制定. 义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[2] 周广.在实验细节中强化学科人文素养[J].实验教学与仪器，2016（4）：12-14