巧借杠桿改進化學實驗“趣中生智”
———例談杠桿在初中化學實驗中的運用

周　廣

（江蘇省徐州市銅山區(qū)伊莊鎮(zhèn)中心中學　江蘇徐州　221128)

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巧借杠桿改進化學實驗“趣中生智”
———例談杠桿在初中化學實驗中的運用

周廣

（江蘇省徐州市銅山區(qū)伊莊鎮(zhèn)中心中學江蘇徐州221128)

摘要：實驗是化學的靈魂，是點燃學生學習興趣的最佳載體。只要留心觀察，善于動腦，我們可以利用身邊常見材料改進優(yōu)化很多實驗，借助杠桿改進實驗能增加實驗的趣味性和啟迪學生的科學思維、培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：化學；實驗；杠桿；改進

《新課程標準》倡導化學教師利用身邊生活中學生熟悉的物品來替代或創(chuàng)新實驗，九年級化學教科書上給我們提供很多實驗素材，只要我們化學教師平時留心觀察，善于動手動腦，用心鉆研教學中的實驗，我們利用身邊的一些簡單的儀器同樣可以成功改進很多實驗。下面我就以如何利用杠桿改進化學實驗談談自己的一些體會和做法，以期能和老師們進行交流和探討。

作為一名初中化學教師，大家比較熟悉的一例常見實驗是利用杠桿原理證明二氧化碳氣體的密度大于空氣，具體做法是在自制簡易的杠桿兩端分別吊一個敞口塑料瓶，然后向其中一個塑料瓶中慢慢注入二氧化碳氣體，觀察到杠桿向注入二氧化碳氣體的這一端傾斜，由此得出二氧化碳的密度大于空氣。如果我們把此實驗原理稍加遷移、改進就可以探究微粒的運動性。具體做法是在杠桿兩端各懸掛一個充滿二氧化碳氣體的礦泉水塑料瓶，調(diào)節(jié)平衡后，在其中一個瓶（記作A）的中下部打幾個小孔，然后請學生仔細觀察實驗現(xiàn)象。我們可以觀察到杠桿逐漸失去平衡，慢慢地向系有B瓶的一端下沉，然后請學生分析杠桿失去平衡的原因，即可得出微粒的運動性。這樣進行實驗的效果同樣可達到一些老師借助先進的傳感器測塑料瓶內(nèi)壓強的變化來證明微粒的運動性實驗的效果，也可媲美一些老師借助精密的電子儀器來測量塑料瓶的質(zhì)量變化來證明微粒的運動性。這也許就是大道至簡的真諦。借助杠桿我們還可探究活性炭的吸附性，具體做法是在杠桿兩端各系一包活性炭（約20克），調(diào)節(jié)平衡后，將其中一包活性炭（記作A）懸掛在充滿二氧化碳氣體的容器中，觀察。我們可以看到杠桿慢慢地向A端下沉。分析其中原因，即可得到活性炭的吸附性。這樣改進實驗同樣不需要先進的實驗儀器設(shè)備，即可達到非常好的教學效果。

初三的學生對化學實驗的興趣往往是因“奇”而“觀”，但有些實驗本身的趣味性并不是太強，學生在做實驗或觀察實驗時興趣并不濃厚，好奇心不強，注意力不集中，從而無法激起學生較強的探究欲。如果我們化學教師靈活地改進實驗，在教學中創(chuàng)造性地利用這些實驗，必定能點燃學生學習興趣，激起學生的學習探究欲望。如我們在探究微粒的運動性時，通常把品紅或高錳酸鉀小顆粒投入盛有水的大燒杯中，請學生觀察微粒向四周不斷運動的現(xiàn)象。該實驗如果能巧借杠桿進行改進實驗，將更能彰顯實驗的魅力，起到最佳的學習探究效果。改進方法如下：用30g的橡皮泥和1g的品紅制作成一個圓形大顆粒（注品紅最好粘在表面），在杠桿的一端懸掛，另一端懸掛31g的橡皮泥，調(diào)節(jié)平衡后，將兩端同時進入盛有水的塑料油桶中，觀察現(xiàn)象。只見粘有品紅的橡皮泥四周充滿了紅色同時在靜置的水中慢慢地向四周擴散，形成無數(shù)條無規(guī)則的紅色曲線，飄飄蕩蕩、搖曳不定，你追我趕；而且持續(xù)時間很長，猶如天女散花一樣，真是一幅美妙絕倫的畫面，實驗現(xiàn)象美不勝收，令學生終身難忘。學生的注意力一下子都集中在這里，很快就進入了學習狀態(tài)。此時學生的探究欲望由心而出，一系列問題在腦海中浮現(xiàn)：“杠桿為什么會失去平衡、水為什么會慢慢變紅、粘有品紅的橡皮泥質(zhì)量為什么會減輕？”當然這些問題足以幫助學生理解微粒的運動性和微粒也是有質(zhì)量的。

靈活借助杠桿進行實驗，我們還可以探究物質(zhì)的溶解性、飽和與不飽和溶液及物質(zhì)的結(jié)晶等實驗。比如我們在杠桿兩端分別系上質(zhì)量相等的硝酸鉀小布袋，然后分別浸入等質(zhì)量等溫度的水中

響呈負相關(guān)，故對結(jié)論無影響，亦可忽略不計。本實驗結(jié)果具有一定的信度和效度。

七、實驗注意事項

所用顆粒狀碳酸鈣中勿摻雜粉末狀碳酸鈣，排除固體表面積對速率產(chǎn)生的影響；干燥劑中的棉花松緊適宜，不影響氣體的順暢流出。

如今，手持技術(shù)在高中校園并未全面普及，有效利用Excel軟件服務于定量實驗將給我們的教學工作帶來很大的便利，如在酸堿中和滴定實驗中也可以利用Excel繪制pH的突變曲線等。故該方法值得推廣。

表1　碳酸鈣與鹽酸反應速率的測定

參考文獻

［1］宋心琦主編.普通高中課程標準試驗教科書.化學（選修4) ［M］.北京：人民教育出版社，2007：18

［2］孫成林，張兵，李炎.用重量法測定大理石和鹽酸反應速率的實驗設(shè)計［J］.化學教學，2013，（4)：58-59

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.032

文章編號：1008-0546（2016）04-0088-01

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B