巧借杠桿改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“趣中生智”
———例談杠桿在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用

周　廣

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

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巧借杠桿改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“趣中生智”
———例談杠桿在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用

周廣

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

摘要：實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂，是點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最佳載體。只要留心觀察，善于動(dòng)腦，我們可以利用身邊常見材料改進(jìn)優(yōu)化很多實(shí)驗(yàn)，借助杠桿改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉黾訉?shí)驗(yàn)的趣味性和啟迪學(xué)生的科學(xué)思維、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)；實(shí)驗(yàn)；杠桿；改進(jìn)

《新課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)化學(xué)教師利用身邊生活中學(xué)生熟悉的物品來替代或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，九年級化學(xué)教科書上給我們提供很多實(shí)驗(yàn)素材，只要我們化學(xué)教師平時(shí)留心觀察，善于動(dòng)手動(dòng)腦，用心鉆研教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)，我們利用身邊的一些簡單的儀器同樣可以成功改進(jìn)很多實(shí)驗(yàn)。下面我就以如何利用杠桿改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)談?wù)勛约旱囊恍w會(huì)和做法，以期能和老師們進(jìn)行交流和探討。

作為一名初中化學(xué)教師，大家比較熟悉的一例常見實(shí)驗(yàn)是利用杠桿原理證明二氧化碳?xì)怏w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(gè)敞口塑料瓶，然后向其中一個(gè)塑料瓶中慢慢注入二氧化碳?xì)怏w，觀察到杠桿向注入二氧化碳?xì)怏w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(shí)驗(yàn)原理稍加遷移、改進(jìn)就可以探究微粒的運(yùn)動(dòng)性。具體做法是在杠桿兩端各懸掛一個(gè)充滿二氧化碳?xì)怏w的礦泉水塑料瓶，調(diào)節(jié)平衡后，在其中一個(gè)瓶（記作A）的中下部打幾個(gè)小孔，然后請學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)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(xué)生分析杠桿失去平衡的原因，即可得出微粒的運(yùn)動(dòng)性。這樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的效果同樣可達(dá)到一些老師借助先進(jìn)的傳感器測塑料瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變化來證明微粒的運(yùn)動(dòng)性實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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?xì)怏w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(jìn)實(shí)驗(yàn)同樣不需要先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，即可達(dá)到非常好的教學(xué)效果。

初三的學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣往往是因“奇”而“觀”，但有些實(shí)驗(yàn)本身的趣味性并不是太強(qiáng)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)或觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)興趣并不濃厚，好奇心不強(qiáng)，注意力不集中，從而無法激起學(xué)生較強(qiáng)的探究欲。如果我們化學(xué)教師靈活地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)中創(chuàng)造性地利用這些實(shí)驗(yàn)，必定能點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)探究欲望。如我們在探究微粒的運(yùn)動(dòng)性時(shí)，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(xué)生觀察微粒向四周不斷運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。該實(shí)驗(yàn)如果能巧借杠桿進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，將更能彰顯實(shí)驗(yàn)的魅力，起到最佳的學(xué)習(xí)探究效果。改進(jìn)方法如下：用30g的橡皮泥和1g的品紅制作成一個(gè)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(shí)進(jìn)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(shí)在靜置的水中慢慢地向四周擴(kuò)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(shí)間很長，猶如天女散花一樣，真是一幅美妙絕倫的畫面，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象美不勝收，令學(xué)生終身難忘。學(xué)生的注意力一下子都集中在這里，很快就進(jìn)入了學(xué)習(xí)狀態(tài)。此時(shí)學(xué)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(huì)失去平衡、水為什么會(huì)慢慢變紅、粘有品紅的橡皮泥質(zhì)量為什么會(huì)減輕？”當(dāng)然這些問題足以幫助學(xué)生理解微粒的運(yùn)動(dòng)性和微粒也是有質(zhì)量的。

靈活借助杠桿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)。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(fù)相關(guān)，故對結(jié)論無影響，亦可忽略不計(jì)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一定的信度和效度。

七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

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(wù)于定量實(shí)驗(yàn)將給我們的教學(xué)工作帶來很大的便利，如在酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)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(yīng)速率的測定

參考文獻(xiàn)

［1］宋心琦主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書.化學(xué)（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(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)［J］.化學(xué)教學(xué)，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(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B