微粒性质教学中实验的改进与应用

吴玉芬

摘要：化学是一门以实验为基础的科学，对于较难理解的微观概念，应结合学生熟悉的现象和已有的知识、经验，创设生动直观的情境，从分析身边的一些现象和简单实验入手，开展教学活动。在课堂教学中，对教材中配套的实验进行适当的改进，使实验操作更简单，为学生提供更多的亲手做实验的机会，可以对学生的化学学习起到很大的促进作用。

关键词：微粒性质;实验改进;操作简单;节约环保;多种应用

文章编号：1008-0546（2018）12-0086-02中圖分类号：G633.8文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.12.028

义务教育化学课程标准指出，化学是一门以实验为基础的科学，化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要作用。在教学中应高度重视和加强实验教学，充分发挥实验的教育功能。有条件的学校尽可能多地为学生提供做实验的机会;条件有限的学校，可采取教师演示实验或利用替代品进行实验，鼓励开展微型实验、家庭小实验等 [1]。物质构成的奥秘这一章学习内容比较抽象，对于较难理解的微观概念，应结合学生熟悉的现象和已有的知识、经验，创设生动直观的情境，从分析身边的一些现象和简单实验入手，开展教学活动 [2]。因此，为了探究微粒的性质，教材中配套设置了两组演示实验，通过对实验现象产生的原因进行假设、分析，从而得出构成物质微粒的性质。经过多次教学实践，为了便于学生参与实验，进一步促进学生的化学学习，本人对这两组实验分别做了一些改进。

一、探究微粒运动实验的改进

1.创意来源

上教版九年级化学教材中探究微粒运动的实验 [3]（如图1所示），【实验1】向烧杯A中加入20mL蒸馏水，滴入2～3滴酚酞试液，得到溶液甲。向溶液甲中滴加1～2滴浓氨水，观察现象。【实验2】在烧杯C中重新配制甲溶液。在烧杯B中加入3～5mL浓氨水，用一个大烧杯把两个烧杯罩在一起，观察现象。同时可以在实验2的大烧杯外增加一个装有滴入酚酞的水的烧杯D，与大烧杯内的烧杯C进行对比。

上述实验在具体操作时，仪器装置需要摆放在固定的展台上，不便于移动展示实验现象。因此，为了使装置便于移动展示，操作更简单，让学生更迅速地看到明显现象，受微景观生态瓶启发，将该实验做了如下改进。

2.实验装置

（1）实验用品

实验仪器（用具）：锥形瓶、铁丝、橡皮塞、胶头滴管、镊子、表面皿、剪刀、脱脂棉花、滤纸。

实验药品：无色酚酞试液、浓氨水。

（2）装置的制作：先用剪刀将滤纸剪成若干朵小花，再取三至四朵滤纸花固定在铁丝上，将铁丝的一端插入橡皮塞，制成一株铁丝花，然后将橡皮塞旋进锥形瓶中。

（3）实验装置图：（如图2所示）

3.实验原理

（1）氨气溶于水形成氨水;浓氨水有挥发性，挥发出氨气;无色酚酞试液没有挥发性。

（2）氨气由氨气分子构成，挥发出的氨气分子是不断运动的。

（3）氨水显碱性，能使无色酚酞试液变成红色。

4.实验步骤与现象

（1）取无色酚酞试液各1滴滴在每一朵滤纸花上。

（2）取一株铁丝花放入锥形瓶中并旋紧橡皮塞倒置于桌面（如图2中装置A所示），过一段时间后，观察到其中的滤纸花始终没有变色。

（3）在表面皿上放一小团棉花，在棉花团上滴3～4滴浓氨水，用镊子将棉花团放在另一株铁丝花的橡皮塞上，然后放入锥形瓶并旋紧橡皮塞倒置于桌面（如图2中装置B所示），过不到半分钟，很快就观察到其中的滤纸花从下到上依次变成红色。

5.设计特色

（1）改进实验中装置A的作用是与装置B对比，排除锥形瓶中空气对实验产生的干扰。

（2）改进后的实验操作简单，使用的药品量少，产生现象的速度较快，对比明显。同时因为装置相对小而密封，可以在教室中移动展示，同时减少了氨气在教室中的挥发，更美观环保。另外，将装置中的锥形瓶替换成无色矿泉水瓶，可节约成本，也可以用于学生进行分组实验。

（3）利用改进后的实验装置，结合微粒是运动的、酸溶液能使紫色石蕊试液变红色等知识，将紫色石蕊试液滴在滤纸花上，将浓盐酸滴在棉花团上，一段时间后观察到铁丝上的滤纸花从下到上依次由紫色变成红色，可用于证明浓盐酸具有挥发性。此外，若将浓盐酸换成浓硫酸，可以通过实验对比证明浓硫酸没有挥发性。

二、探究微粒之间有空隙实验的改进

1.创意来源

上教版九年级化学教材中探究微粒间有空隙的实验 [3]（如图3所示），【实验1】取一根约30cm长一端封口的细玻璃管，先往玻璃管中加入滴有红墨水的水，使其充满玻璃管容积的1/2，再滴入无水酒精使其充满玻璃管。用手指堵紧开口的一端，颠倒数次，观察现象。【实验2】取两支大小相同的医用注射器，将栓塞向外拉，分别吸入等体积的空气和水，用手指顶住注射器末端的小孔，将栓塞慢慢推入，观察哪一支注射器内的物质容易被压缩？

上述实验请学生上台演示，实验1中购买的30cm长一端封口的玻璃管较细，由于管内外气压的关系，学生往玻璃管中滴入液体速度慢且容易产生空气柱。实验2中两支注射器分别吸取等体积的空气和水后，要用手指顶住注射器末端的小孔，再将栓塞慢慢推入，学生在做时容易出现手指堵小孔不严实，同时另一个手使不上力的情况。针对这些现象，将该实验做了如下改进。

2.实验装置

（1）实验用品

实验仪器（用具）：玻璃导气管、胶头滴管、橡皮塞、医用注射器、棉线、轻质粘土、粗铁丝。

实验药品：水、无水酒精、红墨水。

（2）装置的制作：

①取一根20cm长的玻璃导气管，再取一根与导管等长的棉线对折后找到导管的中点，在中点部位系上棉线，然后取一小团轻质粘土封住导管一端，待粘土干燥后备用。

②取两个橡皮塞，分别用粗铁丝在橡皮塞上各扎一个小孔备用。

3.实验原理

（1）水由水分子构成，酒精由酒精分子构成，水分子和酒精分子都是不断运动的。

（2）水分子之间有空隙，酒精分子之间也有空隙，水和酒精混合时两种分子互相填补了彼此的空隙，所以水和酒精混合后得到液体总体积小于水与酒精的体积之和。

（3）在固体和液体中，微粒之间的空隙比较小，在气体物质中，微粒之间的空隙比较大，所以气体往往容易被压缩，固体和液体物质不易被压缩。

4.实验步骤与现象

（1）取自制的一端封口的玻璃管，先用胶头滴管将混有红墨水的水滴入管中至棉线处，再将无水酒精滴入至充满玻璃管，用手指堵住管口来回颠倒数次，观察到液体总体积减小且液体全部变成了淡红色。

（2）取两支大小相同的医用注射器，分别吸入等体积的空气和水，将两个橡皮塞放在桌面上，有小孔一面朝上，然后分别将吸有空气和水的注射器末端插入橡皮塞的小孔中，同时将栓塞慢慢推入。观察到受压后吸入的空气的体积明显减小，而吸入的水的体积几乎不变。

5.设计特色

（1）用玻璃导气管和轻质粘土制作的儀器完成实验1，不需要另外购买，节约成本，而且可以自己选择比买的细玻璃管粗一点的玻璃管，可以直接将液体倒入，液体加入速度快且不会形成空气柱，节约实验的时间;用轻质粘土来封住玻璃管的一端，比用酒精喷灯熔封更简单安全。此外，可以鼓励学生使用塑料吸管和轻质粘土制作仪器做家庭小实验，做到人人参与，大大调动了学生学习化学的积极性。

（2）将注射器末端插入橡皮塞中再推动栓塞，可以避免因手指没有堵住而导致实验失败，而且有了着力点，学生在推动栓塞时也能更好地使力，实验更方便、操作更简单。

在平时的教学中注重和加强实验教学，尽量多地设计一些操作简单且学生易上手的实验，将大仪器改成小仪器，将不可移改成可移，同时开发生活中一些废弃资源的再利用，比如用眼药水瓶代替滴管，塑料吸管代替玻璃导管，矿泉水瓶代替锥形瓶，注射器代替分液漏斗等等，达到节约环保的目的。

上述实验的改进是本人在教学过程中产生的一些想法与做法，目的是为了让实验更好地服务于教学，为学生提供更多的亲手做实验的机会，让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程，从而促进学生的化学学习。

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，2012：34-53

[2]  王祖浩主编.义务教育教科书化学九年级上册教师教学指导书（第1版）[M].上海：上海教育出版社，2013：62-65

[3]  王祖浩，王磊主编.义务教育教科书化学九年级上册（第2版）[M].上海：上海教育出版社，2013：62-64