基于微粒运动实验的改进与思考

摘 要：为了改进“探究微粒运动的实验”中氨气逸散慢，实验观察时间偏长且现象不明显等不足，对实验进行了重新设计.这些新设计具有操作简单、药品用量少，用时短及现象明显等优点，使实验达到简洁易操作、省时、环保的要求，且有利于激发学生的学习兴趣.

关键词：微粒运动;实验改进;初中化学

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2020）14-0096-02

收稿日期：2020-02-15

作者简介：赵晓珊（1989.3-），女，汉族，福建省南平人，本科，中学二级教师，从事初中化学教学研究.

一、课标与教科书中的实验设计

在化学教学中通常会借助演示或分组实验，使学生通过对实验现象的观察加强对实验原理的理解，激发学生的学习兴趣，从而使学生主动参与到学习过程中来.物质是由极其微小的、肉眼看不見的微粒构成的，而构成物质的微粒总是在不停地运动的，为了能让学生更直观地掌握这一重要知识点，全国许多版本的初中化学教科书依据化学课程标准的设计原理进行实验设计的，大同小异.但有些实验不乏在安全性、绿色化、趣味性及可操作性上存在进一步优化的空间.例如：沪教版九年级化学课本第63页“探究微粒运动”的实验（装置如图 1）.

沪教版“探究微粒运动的实验”教材实验设计如下：

【实验1】向烧杯A中加入20mL蒸馏水，滴入2～3滴酚酞溶液，得到溶液甲.向溶液甲中滴入1～2 滴浓氨水，观察现象.这一实验现象说明了什么？

【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，观察实验现象.你如何解释产生的现象？

二、课本中“探究微粒运动”实验的不足

在教学实践中，发现该实验设计存在如下一些不足：

1.此实验至少要用到3个烧杯，并且要想罩住两个小烧杯，大烧杯的容积至少需要500mL，体积较大，甚至有时要用到1000mL，携带非常不方便.

2.实验中浓氨水用量偏多，实验过程挥发较多的刺激性气体，污染较严重，有些学生因此而对实验产生抵触心理，即达不到实验目的，与所倡导的绿色化学理念不符.不能进行学生分组探究实验，只适合于教师演示实验.

3.实验所占用的时间较长、现象不明显，学生无法较好地感知分子不断运动这一特征.

针对以上不足，笔者改进了微粒运动实验.

三、实验的改进

【改进实验一】

1.实验材料：

小烧杯（50mL）两个、玻璃棒、浓氨水、酚酞溶液

2.改进后的实验步骤及过程：

①在烧杯a中滴入3～4滴的浓氨水，在烧杯b中滴入3～4滴酚酞（如图2所示）.

②用玻璃杯分别将两个烧杯中的少量液体均匀涂抹在烧杯内壁上（如图3所示）.

③将两个小烧杯互相倒扣（如图4所示），马上就可以观察实验现象.

3.实验现象及结论：

现象：3～8s内烧杯b内壁由左至右变红.

结论：可以说明微粒是从左向右不断运动的.

【改进实验二】

1.实验材料：

小烧杯（50mL）两个、浓氨水、浓盐酸、红石蕊试纸、蓝石蕊试纸、棉花

2.改进后的实验步骤及过程：

在表面皿中放一团棉花，然后在棉花上滴3～4滴的浓氨水，在烧杯壁的中部和底部分别各贴一张湿润的红石蕊试纸，最后把烧杯倒扣在表面皿上（如图5所示）.或者将浓氨水换成同样具有挥发性的浓盐酸，把湿润的红石蕊试纸换成湿润的蓝石蕊试纸.

3.实验现象及结论：

现象：如果是氨水和湿润的红石蕊试纸的组合8～10s后烧杯内壁中部的试纸会先变蓝，烧杯顶部的试纸后变蓝;如果是浓盐酸和湿润的蓝石蕊试纸的组合12～15s后烧杯内壁中部的试纸会先变红，烧杯顶部的试纸后变红.

结论：可以说明微粒是由下向上在不断运动的.

四、实验改进后的优点

1.跟课程标准与教科书的实验设计原理完全相同，方便学生理解实验，试剂、药品用量少，减少了浪费的现象，达到了节约的目的，也形成了小型的封闭体系，不会造成大量的氨逸散，可以有效减少环境污染，保护师生的身心健康，培养学生的环保意识.

2.实验装置简单操作方便、简捷、耗时短且现象明显，改进实验一在滴加浓氨水后3～8s内就能观察到实验现象，用时比教科书少得多，效率提高了.在沪教版的实验中是通过观察微粒运动后的现象来揭示微粒是运动的，而改进实验一，在过程中还可以观察到在烧杯B中红色是由左至右的出现;在改进实验二的过程中，是烧杯中部的试纸先变蓝（或者变红），烧杯顶部的试纸后变蓝（或者变红），可以说明微粒是由下向上在不断运动的.因此我的改进实验还能够直观的展示微粒的运动轨迹.

3.在改进实验二中，氨的相对分子质量小于氯化氢的相对分子质量，红石蕊变蓝的时间比蓝石蕊试纸变红的时间更短，可以让学生同时进行两个实验，借此探究相对分子质量对微粒运动速度的影响，进一步充实学生的知识储备，加强学生思考能力.

4.改进后的实验便于学生操作，更加适合学生分组探究，有利于培养学生的动手能力和实验创新能力.

参考文献：

[1]潘国荣，刘芬.微粒运动实验氨水用量与小型封闭化改进[J].教学与管理，2016（8）：45-46.

[2]王祖浩，王磊.义务教育教科书·化学·九年级：上册[M].上海：上海教育出版社，2012.

[3]朱晓伟，张玲.探究微粒运动实验的改进[J].教学仪器与实验，2012，28（6）：12.

[4]杨相臣，孙书培.微粒运动实验的改进[J].中学教学参考，2016（266）：106.

[责任编辑：季春阳]