初中化學(xué)氫氣爆炸實驗教學(xué)優(yōu)化探究

賀小麗

摘要：化學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，因此，研究實驗教學(xué)具有重要意義。而燃燒與滅火是初中化學(xué)的重點知識，包括很多生活現(xiàn)象和自然現(xiàn)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(xué)氫氣爆炸實驗的研究和探討，進行一定的改良和優(yōu)化，來促進教學(xué)效果的提升。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);氫氣爆炸;實驗教學(xué)

引言：在中學(xué)教育中，大多數(shù)學(xué)校為了追求學(xué)生的絕對安全和一定的升學(xué)率，導(dǎo)致很多教師在化學(xué)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)上不引起重視，未能充分發(fā)揮實驗教學(xué)的效果。實驗教學(xué)不僅是要求學(xué)生從觀察實驗現(xiàn)象中通過思考來得到相應(yīng)的結(jié)論，掌握知識要點，同時也是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合實踐能力的重要途徑，因此，做好實驗教學(xué)非常關(guān)鍵。在關(guān)于氫氣爆炸實驗上，如果設(shè)計出較為安全和簡便的實驗過程，可以有效解決實驗教學(xué)存在的問題。

1 氫氣爆炸實驗教學(xué)優(yōu)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(jīng)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(zhì)介紹不夠全面，只是簡單提到氫氣具有可燃性，也沒有依據(jù)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(xiàn)象，從實驗選材和方法等方面進行教學(xué)優(yōu)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(shù)教材的示范實驗，它所展示的實驗現(xiàn)象比較明顯，可以清楚地解釋氫氣爆炸產(chǎn)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(fā)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(fā)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(xué)生。

2.2 紙筒實驗的一次改進

而后，根據(jù)相關(guān)資料以及采納其他教師的經(jīng)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(xué)效果大大折扣，比較難展現(xiàn)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(xué)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(guān)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(xiàn)象而導(dǎo)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(shè)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(nèi)一定的空氣，再點燃瓶內(nèi)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(shù)也比較高。

3.2 實驗二

在多次實踐后發(fā)現(xiàn)，實驗一的爆炸威力過大，甚至出現(xiàn)過夾持塑料瓶的雙頂絲被掰斷的現(xiàn)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(cè)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(dǎo)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(xué)生帶好護目鏡，盡管經(jīng)過優(yōu)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(fā)生，另一方面增強學(xué)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(jīng)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(cè)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(zhì)量，便于開始實驗。

總而言之，實現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新需要不斷實踐和總結(jié)，在實踐中進行優(yōu)化。作為教育工作者，應(yīng)當積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從細節(jié)之處變革教學(xué)行為，在化學(xué)學(xué)科中，注重對實驗裝置和實驗教學(xué)的改進和優(yōu)化，促使化學(xué)教學(xué)能夠與時俱進，不斷進步與改革，為教育事業(yè)發(fā)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）