中學(xué)化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

張小玲

[摘? ? ? ? ? ?要]? 內(nèi)容闡述了對(duì)化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想和設(shè)計(jì)，并敘述了趣味實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟及裝置圖等，通過對(duì)過氧化鈉的性質(zhì)演示實(shí)驗(yàn)和氨水系列實(shí)驗(yàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)趣味實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)趣味實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣，從而激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)，使他們能發(fā)揮主觀能動(dòng)性。因此在以后的教學(xué)中必須注重對(duì)舊有演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行趣味性改進(jìn)，不依賴課本知識(shí)，要超越課本尋其趣味所在，達(dá)到拓展知識(shí)并激發(fā)學(xué)生興趣的目的。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 改進(jìn)演示;超越教材;過氧化鈉性質(zhì);氨水實(shí)驗(yàn)

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）16-0226-02

面對(duì)新世紀(jì)知識(shí)的飛速發(fā)展，課程改革也將進(jìn)入一個(gè)新的階段。對(duì)化學(xué)而言，它是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。波義耳曾經(jīng)說“只有實(shí)驗(yàn)觀察才是形成科學(xué)思維的基礎(chǔ)”。我國(guó)著名化學(xué)家戴安邦也認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)全面化學(xué)人才的最好場(chǎng)所。由此可知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著非常重要的作用，化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)則是在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中不斷創(chuàng)新出來的，它在知識(shí)上超越了一般演示實(shí)驗(yàn)，緊密融合于教學(xué)過程中，以教材中涉及的實(shí)驗(yàn)為依托。

化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)以其簡(jiǎn)單的操作、有趣的現(xiàn)象、鮮明的特點(diǎn)，對(duì)充滿好奇心的職中學(xué)生有著極大的誘惑力。它也適宜這個(gè)年齡段學(xué)生的心理發(fā)展趨勢(shì)和認(rèn)知能力，在化學(xué)興趣社團(tuán)中得到了廣泛的應(yīng)用。我們認(rèn)為，趣味實(shí)驗(yàn)的價(jià)值如果僅僅在興趣小組及課外活動(dòng)中展現(xiàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。就其教學(xué)功能來說，把趣味實(shí)驗(yàn)與教學(xué)過程聯(lián)系起來成為我們探究的目標(biāo)。就此我也提出兩點(diǎn)對(duì)趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。我認(rèn)為在創(chuàng)設(shè)趣味實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有兩方面的思想：（1）依舊改新，即對(duì)原有演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行趣味性改進(jìn)，以此來激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)欲望，并充分發(fā)揮學(xué)生的邏輯思維能力、想象能力和創(chuàng)造性能力，達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果。（2）超舊創(chuàng)新，也就是說在原有知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，超越課本尋其趣味所在。這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能對(duì)知識(shí)有所拓新，這樣才可以使趣味實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用變得更為有效。下面就是基于這兩種思想上對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）過氧化鈉性質(zhì)反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.過氧化鈉與水的反應(yīng)

（1）實(shí)驗(yàn)用品：藥勺、棉花、Na2O2，粉末、熱水、一段鐵絲

（2）實(shí)驗(yàn)原理：過氧化鈉與水的反應(yīng)2Na2O2+2H2O？襒4NaOH+O2↑

（3）實(shí)驗(yàn)裝置

（4）實(shí)驗(yàn)步驟

①用疏松干凈的棉花將約0.2g的Na2O2粉末包住，把準(zhǔn)備好的鐵絲折成小鉤，并把棉花掛在鐵絲上。

②在廣口瓶中倒入約占其體積的五分之一的熱水。

③將鐵絲另一端折成大鉤放入廣口瓶中，并將剛用鐵絲折好的大鉤掛在廣口瓶上。（注意：棉花接近水面即可）

（5）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：棉花所包的Na2O2粉末與H2O反應(yīng)，并迅速達(dá)到棉花的著火點(diǎn)，同時(shí)棉花在氧氣的助燃下劇烈燃燒。

（6）實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：所用實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，所需藥品量少，反應(yīng)可迅速進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單方便易于演示。

2.二氧化碳生成反應(yīng)和過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的聯(lián)合

（1）實(shí)驗(yàn)用品：鑷子、膠頭滴管（30ml分液漏斗）、蒸餾燒瓶、干燥管、U型管、鐵架臺(tái)、單孔橡皮塞、棉花、稀鹽酸（體積比約為1∶2）、大理石（碳酸氫鈉粉末）、過氧化鈉粉末。

（2）實(shí)驗(yàn)原理：稀鹽酸與大理石反應(yīng)生成二氧化碳（Ca2CO3-2HCl？襒CaCl+H2O+CO2↑）。

二氧化碳與過氧化鈉接觸反應(yīng)，會(huì)散出大量的熱，同時(shí)會(huì)有高純度的氧氣產(chǎn)生。當(dāng)干凈疏松的棉花達(dá)到著火點(diǎn)時(shí)，棉花在氧氣的助燃下劇烈燃燒起來。反應(yīng)方程式為：CO2+Na2O2？襒Na2CO3+O2

（3）實(shí)驗(yàn)裝置

（4）實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象

①按圖2所示將實(shí)驗(yàn)裝置連接好，并檢查裝置的氣密性。

②在蒸餾燒瓶?jī)?nèi)先裝入大理石（或碳酸氫鈉粉末），再塞上帶分液漏斗的單孔橡皮塞，固定在鐵架臺(tái)上，在分液漏斗中裝入稀鹽酸，再用干凈棉花包住約0.2g的Na2O2粉末，最后將棉花團(tuán)裝入圖2所示位置。

③將稀鹽酸慢慢滴下，即可觀察到蒸餾燒瓶的底部出現(xiàn)大量氣泡，隨后會(huì)看到棉花團(tuán)開始并劇烈燃燒。

（5）注意事項(xiàng)

①要確保實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好。

②用干凈棉花包的過氧化鈉粉末要適量，不宜過多，否則反應(yīng)所放出的熱可能會(huì)使蒸餾燒瓶炸裂。

（6）實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

①這樣的實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生知識(shí)更加連貫，并且節(jié)省原料、藥品和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

②過氧化鈉與二氧化碳在通常情況下就能劇烈反應(yīng)，放熱的同時(shí)產(chǎn)生氧氣。操作簡(jiǎn)單安全，反應(yīng)耗時(shí)短。

③增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性，鞏固了知識(shí)點(diǎn)，并積極影響學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的產(chǎn)生。

（7）實(shí)驗(yàn)啟示

在化學(xué)課堂教學(xué)過程中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位非常重要，其作用是其他任何內(nèi)容所無法取代的。實(shí)驗(yàn)的直觀性，符合中學(xué)生的認(rèn)知能力，實(shí)驗(yàn)的效果更容易吸引學(xué)生。實(shí)驗(yàn)是件嚴(yán)肅的事情，這樣更容易培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。還可以引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生去設(shè)計(jì)類似的連續(xù)實(shí)驗(yàn)，來培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、綜合分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒鉀Q實(shí)際問題的能力。老師要對(duì)學(xué)生加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，使他們的思維步入正軌，并通過實(shí)驗(yàn)得到正確的結(jié)論。例如：實(shí)驗(yàn)室制取氯氣及氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，鈉與水反應(yīng)連續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，等等。總之，加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)是一種很好教學(xué)方法。

（二）氨水系列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

我們通過課本學(xué)習(xí)，了解了氨氣的一般物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。其中只是粗略地介紹了氮?dú)馀c氮化氫的反應(yīng)和氨氣與氧氣的反應(yīng)，為了使學(xué)生更加深刻地理解氨的性質(zhì)，我們?cè)趯W(xué)習(xí)課本的基礎(chǔ)上引進(jìn)了兩個(gè)趣味性實(shí)驗(yàn)。

1.煙花飛舞

（1）實(shí)驗(yàn)原理

利用了復(fù)氨與氧氣的反應(yīng)。氨與氧氣在加熱和三氧化二鉻粉末催化的情況下會(huì)發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)時(shí)發(fā)出熱量并生成一氧化氮?dú)怏w，反應(yīng)進(jìn)行得比較劇烈并迸出火花。反應(yīng)方程式為：4NH3+5O2？襒6H2O+4NO↑+熱量

（2）實(shí)驗(yàn)步驟

①將氨水倒進(jìn)玻璃瓶中，攪動(dòng)玻璃瓶使氨水濕潤(rùn)全部?jī)?nèi)壁，然后把多余的氨水倒出，迅速把瓶子蓋好。

②在燃燒匙中放入Cr2O3，在酒精燈上灼燒，趁熱把燃燒匙伸入充滿氨和空氣的大瓶中，將Cr2O3從燃燒匙上撤出。

③在發(fā)生反應(yīng)過程中，始終保持瓶子蓋好。

（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

當(dāng)灼熱的Cr2O3粉末與瓶壁接觸到，即會(huì)發(fā)生比較劇烈的反應(yīng)，瓶子里火花四濺，旋轉(zhuǎn)飛舞。

（4）實(shí)驗(yàn)說明

此實(shí)驗(yàn)反應(yīng)現(xiàn)象鮮明、操作易行簡(jiǎn)單。便于在課堂教學(xué)中進(jìn)行演示，使學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)氨與氧氣的反應(yīng)過程，可以加深對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)同時(shí)有缺點(diǎn)，為了操作簡(jiǎn)單，顯然沒有處理好環(huán)境污染問題，所以反應(yīng)后要立即將玻璃杯倒置于水槽中，以免反應(yīng)生成NO2并污染空氣。

2.空杯生煙

（1）實(shí)驗(yàn)原理

氨水揮發(fā)出的NH3與鹽酸揮發(fā)出的HCl化合生成了微小的NH4Cl晶體，以煙霧的形式存在。反應(yīng)方程式為：NH3+HC？襒NH4Cl。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

取兩只干燥潔凈的玻璃杯，在其中一只中滴入幾滴濃鹽酸，在另一只中滴入幾滴濃氨水，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)杯子，使液滴把杯壁沾濕，隨即用玻璃片蓋上，把濃氨水的杯子倒置在濃鹽酸的杯子上，抽去玻璃片，逐漸就能看到杯子中出現(xiàn)白煙。

（3）實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)演示起來，操作簡(jiǎn)單易行，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較明顯，能夠吸引學(xué)生的注意，使學(xué)生對(duì)化學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣，如教學(xué)中讓學(xué)生親自動(dòng)手，會(huì)使他們對(duì)知識(shí)的理解更加深刻。

（4）實(shí)驗(yàn)的研究與討論

通過以上的NH3系列實(shí)驗(yàn)，我們可以全面認(rèn)識(shí)到氨的有關(guān)性質(zhì)。這些實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)設(shè)貴在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)問題的思維方式。啟發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，超越課本知識(shí)，探究某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的全面認(rèn)識(shí)。這樣可以激發(fā)學(xué)生通過不同的途徑收集與課本知識(shí)相關(guān)的科學(xué)資料，并做些趣味性發(fā)明創(chuàng)造。

二、結(jié)語

實(shí)踐證明，趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)一定要遵循趣味性、注重原理性、保證安全性的原則，使學(xué)生在牢牢掌握實(shí)驗(yàn)原理的前提下，被豐富多彩的化學(xué)世界所吸引，從而樹立他們熱愛化學(xué)學(xué)科的專業(yè)思想。在化學(xué)教學(xué)改革中，既要遵循“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為和體”的教學(xué)規(guī)律，又要不斷加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，由過去的演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，逐漸引向?qū)W生自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行獨(dú)立探究，來激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)問題解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]方小仙.化學(xué)研究與趣味實(shí)驗(yàn)[J].成都教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（8）：6-7.

[2]江光奇，羅玉平，高翔，等.趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)淺談[J].貴州化工，2001，8（3）：52-53.

[3]黃一敏.化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)的應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)教具與改革，1996（8）：6-7.

[4]吳克勇，王一川.趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)兩則[J].中學(xué)化學(xué)參考，1994（5）：44.

[5]汪家發(fā)，汪學(xué)寶.趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原則和設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，1994（6）：33-34.

[6]方金祥.簡(jiǎn)易趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四則[J].化學(xué)教育，1999（6）：29-30.

[7]洪利娟.鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教育，2005（1）：10-11.

[8]王鵬軒.化學(xué)教學(xué)中創(chuàng)造性思維能力培養(yǎng)初探[J].中學(xué)化學(xué)參考，2005（4）：15-16.

編輯 曾彥慧