趣味化學實驗設計與實踐

李 敏，李英剛

(西安文理學院 化學工程學院，陜西 西安 710065)

化學實驗則是一種有效的認知途徑，通過實驗引導學生把學習的化學知識與實踐結合起來，進一步加深對于化學知識的認知，在提高學生的化學科學素養上發揮著它不可替代的重要作用。趣味化學實驗具有操作簡便，現象明顯的特點[1]，能夠通過生動趣味的實驗，激發學生的求知欲望，使學生的學習能力和對事物的認知能力進一步增強，最終達到提高學生觀察能力、動手能力、探究創新能力等[2]。

1 趣味化學實驗設計原則

在趣味化學實驗的設計過程中，選取化學實驗應注意要符合趣味性、安全性、直觀性、簡易性、可行性等原則[3]。趣味性強的化學實驗能夠迅速引起學生注意力，激發學生的探索興趣，讓學生在愉悅的氛圍中探索，培養好學的精神。直觀性強的化學實驗有明確，明顯的實驗現象，便于觀察，易于學生理解實驗現象。簡易性強的趣味化學實驗設計方法應簡單易于學生理解，對于學生的操作要求低，便于學生操作[4]。趣味化學實驗的設計過程中符合安全性的原則，趣味化學實驗的選材應選用無強酸、無強堿、無毒的實驗用品，或利用安全的物品來代替強酸、強堿、有毒的實驗用品，一定要用強酸、強堿、有毒的實驗用品則要做好安全措施。實驗的設計過程中還要符合可行性原則，可行性原則是實驗能否順利進行的關鍵。

2 趣味化學實驗設計案例

趣味實驗設計根據化學反應中的顏色變化、性質變化、物質狀態變化，并根據先認知，再體驗，后探究的學生學習特點，設計的趣味化學實驗。

2.1 滅字靈

實驗用品：草酸溶液、次氯酸鈉溶液、藍黑墨水筆、白紙。

實驗方法：先用筆蘸上藍黑墨水在白紙上寫幾個字。然后用草酸溶液擦拭字跡，發現字跡顏色變淡。再用次氯酸鈉溶液擦拭該字跡，發現字跡消失了。

實驗原理：草酸與三價鐵反應生成草酸鐵的絡合物,除去了墨水中黑色的鞣酸鐵。次氯酸鈉溶液有漂白性，漂白了墨水中的藍色。

設計意圖：通過奇妙的消字現象，使學生理解草酸和三價鐵離子間的絡合反應。了解次氯酸鈉溶液的漂白性。

2.2 燒不壞的手帕

實驗用品：酒精、手帕、鑷子、酒精燈。

實驗方法：把一手帕在酒精和水(2∶1)的混合溶液中充分浸泡，然后用鑷子夾著手帕在酒精燈上點燃，在燃燒的過程中不斷搖晃，火焰熄滅后發現手帕仍完好無損[5]。

實驗原理：手帕燃燒時由于水的存在，燃燒反應并不是很劇烈，放出的熱量也就不多，再加上燃燒過程中不斷搖晃也帶走了部分的熱，所以手帕的溫度一直達不到它的著火點，因此手帕不會燒壞。

設計意圖：通過神奇的手帕燃燒而完好無損的實驗展示，讓學生深刻理解著火點這一概念對于物質燃燒的影響。

2.3 空杯生煙

實驗用品：集氣瓶、濃氨水、濃鹽酸。

實驗方法：分別在兩個集氣瓶瓶壁邊緣滴入幾滴濃氨水和濃鹽酸，然后把兩個集氣瓶瓶口完全相對不留空隙，過一會發現集氣瓶中有白煙生成。

實驗原理：濃氨水揮發出的氨氣和濃鹽酸揮發出的氯化氫氣體反應，生成氯化銨形成白色的煙。

設計意圖：通過氣態到固態的狀態變化，讓學生認識到氨氣和氯化氫氣體化合反應生成白煙狀的物質。

2.4 噴霧作畫

實驗用品：濾紙、碳酸鈉溶液、酚酞試液、噴壺。

實驗方法：先用濾紙制作一朵小花，然后用碳酸鈉溶液浸泡制作的小花，取出后在陽光下晾干。實驗時用裝有酚酞試液的噴壺噴灑小花，發現小花的顏色由白色變為紅色。

實驗原理：碳酸鈉溶液顯的是堿性，而酚酞試液遇堿變紅，所以碳酸鈉溶液能使酚酞試液變紅。

設計意圖：通過簡單的顏色變化展示，使學生理解堿遇酚酞試液變紅。

2.5 噴霧顯字

實驗用品：筆、硫氰化鉀溶液、白紙、三氯化鐵溶液、噴壺。

實驗方法：用筆蘸取硫氰化鉀溶液在白紙上寫字，然后在陽光下把寫字的白紙晾干，實驗時用裝有三氯化鐵溶液的噴壺在寫字的白紙上噴灑，發現白紙上的字跡顏色變為血紅色。

實驗原理：三價鐵離子與硫氰化鉀溶液反應后顯血紅色。

設計意圖：通過前后字跡顏色變化的展示，使學生了解到三價鐵離子與硫氰化鉀溶液反應后顯血紅色。

2.6 密寫信

實驗用品：筆、稀淀粉溶液、白紙、碘水、噴壺。

實驗方法：用筆蘸取稀淀粉溶液在白紙上寫字，然后在陽光下把寫字的白紙晾干，實驗時用裝有碘水的噴壺噴灑，白紙上顯現出藍色的字跡。

實驗原理：淀粉溶液和碘溶液反應顯藍紫色。

設計意圖：通過濾紙上字跡的顯現和字跡顏色的展示，使學生了解淀粉溶液和碘溶液反應顯藍紫色。

2.7 茶水-墨水-茶水

實驗用品：燒杯、茶水、綠礬、草酸。

實驗方法：在裝有橙黃色茶水的燒杯中，加入綠礬粉末攪拌，發現橙黃色茶水變成了藍色的墨水。接著加入草酸晶體粉末后，發現剛剛變成的藍色墨水又變回原來的橙黃色茶水。

實驗原理：茶含有的單寧酸與綠礬中的亞鐵離子反應，先生成單寧酸亞鐵，后被氧化成單寧酸鐵，使茶水的顏色變成藍色。再由于草酸具有還原性，可以把三價鐵還原成二價鐵，因此茶水的藍黑色又消失了，重新顯示出茶水的橙黃色。

設計意圖：利用生活中常見的日用品和實驗試劑設計趣味實驗，探究綠礬和草酸的化學性質。

2.8 “可樂”變“雪碧”

實驗用品：可樂空瓶、酒精、碘片、大蘇打。

實驗方法：在空可樂瓶中先加一定的蒸餾水和酒精，再加入適量碘片，邊加邊振蕩直到溶液的顏色和可樂相似為止。隨后在瓶蓋內封存大蘇打粉末后，將瓶蓋小心蓋緊，注意不要使大蘇打粉末散落在瓶內。實驗時將可樂瓶上下搖晃，很快一瓶“可樂”變成了無色透明的“雪碧”。

實驗原理：硫代硫酸鈉和碘能發生氧化還原反應，褪去碘溶液的顏色。

設計意圖：通過趣味化的實驗設計和有趣的實驗現象，讓學生探究硫代硫酸鈉和碘發生的氧化還原反應。

3 趣味化學實驗調研與實踐

通過設計問卷在化學專業學生中進行調查，并對調查結果進行分析發現，大多數學生喜歡這種有趣、生動的實驗方式來學習化學知識，也喜歡老師在生活中和課堂上引入的趣味化學實驗，并且認為趣味化學實驗對于激發學生的求知欲望，培養學生的動手能力，開發學生的探索能力等多方面都有積極的影響。通過進行實驗、觀察現象和不斷改進，“滅字靈”和“燒不壞的手帕”，兩個實驗以簡單、直觀、趣味的實驗呈現方式，達到了讓學生認知物質變化規律的目的，同能激發了學生學習興趣和求知欲望?！皣婌F顯字”和“密寫信”，兩個實驗加深了學生對知識的掌握和鞏固，能培養學生的動手能力。“茶水-墨水-茶水”和“可樂”變“雪碧”，兩個實驗具有操作簡單、探索性強的優點，能激發學生的好奇心，使學生在好奇心的驅動下主動探索研究，進一步開發學生的探究創新能力。