微粒运动实验创新设计与改进XGG.doc

微粒运动实验创新设计与改进潘国荣 白显圣 雷山县第三中学 贵州 雷山 557199 摘要 对微粒运动实验的仪器、用品作了改进，重新设计实验装置，使实验装置达到了小型化、封闭化、简洁化，实验达到了绿色环保要求，满足了大面积的学生探究实验操作使用，取得了良好的效益。关键词 微粒运动；实验用品；装置；创新设计分子是微观粒子，看不见摸不着，比较抽象，学生难于接受和理解。有关分子的知识是初中化学的重点和难点。如何利用实验形象地展示分子的运动情况，是化学教科书及教师、教研员等一直关注的问题。1 问题的提出有关“微粒运动”的实验，是初中化学的一个重要实验。现行各种版本的义务教育教科书化学九年级上册大多是依据义务教育化学课程标准（2011年版）的探究学习实例改编的，实验使用药品多，装置封闭不够，氨气挥发出来，污染环境，影响师生身心健康。为此，许多化学教师进行了积极的设计和改进【1-5】，取得了一些积极的教学效果。但是，这些实验设计和改进中，我们觉得还存在一些不足：一是装置容器偏大；二是需要特殊制作；三是装置复杂，不简洁；四是操作繁杂，不方便；五是增加不必要的用品等。不适合大面积的学生探究实验操作使用。为了方便学生对“微粒运动”的实验探究，我们对此实验作了封闭化、小型化、简洁化的设计与改进。2 实验改进2.1 实验用品25mL量筒、橡胶塞、滤纸条、窄透明胶、玻璃导管、浓氨水、无色酚酞溶液、胶头滴管、脱脂棉。 2.2 实验改进与操作方法方法一：在橡胶塞中间打孔，插入玻璃导管，控制导管长度距离量筒底大约0.5cm，与橡胶塞面平或略低；取一张长滤纸条，用窄透明胶固定滤纸上头，使滤纸条放进量筒后能贴在量筒内壁上，量筒立起不滑落，滤纸条长度控制在上下两头距离橡胶塞与量筒底大约各1cm左右，如图1所示。实验时，取出滤纸条，滴加无色酚酞溶液润湿，把滤纸条放进量筒后固定贴靠在量筒内壁上；安好装置，用胶头滴管对准橡胶塞上的导管口滴加23滴浓氨水后，用透明胶封住导管口位置。观察量筒里滤纸条颜色的变化。 方法二：在橡胶塞小的一头打一个大约0.5cm深的小孔，塞入一个小棉花团；取一张长滤纸条，用窄透明胶固定滤纸上头，使滤纸条放进量筒后能贴在量筒内壁上，量筒立起不滑落，滤纸条长度控制在上下两头距离橡胶塞与量筒底大约各1cm左右，如图2所示。实验时，取出滤纸条，滴加无色酚酞溶液润湿，把滤纸条放进量筒后固定贴靠在量筒内壁上；用胶头滴管对准橡胶塞上的棉花团滴加23滴浓氨水后塞入量筒口。观察量筒里滤纸条颜色的变化。2.3.改进装置图 图1 图23.趣味探究与深化探究利用本设计中图1与图2的装置，学生可以同时用两种改进方法进行对比探究，让氨分子分别同时从上向下与从下向上扩散运动，观察滤纸全部变色所需要的时间是否相同。即学生可以探究氨分子的向上运动与向下运动中哪一种运动方式速度快一点或者两者的运动速度是相等的？从而增加实验的探究性和趣味性。按图1装置实验，把量筒分别放在5的冷水和40的热水中，同时滴加3滴浓氨水后，观察滤纸全部变色所需要的时间是否相同。对比温度对分子运动速度的影响，可以增进学生对分子运动的进一步认识。4.实验改进的优点（1）量筒能够自立，不需要另外固定，减少了仪器用量，使装置简单明了，没有干扰因素，便于学生观察。（2）实验装置使用的仪器不需要特殊加工，实验室里有现成的，学生能够组装，非常适合用作学生的探究实验，增加学生动手动脑机会。（3）实验药品用量很少，装置小型化与封闭化，没有污染，滤纸条也可以重复使用，达到了节约的目的，符合现代绿色环保理念。（4）装置容器内空间小，实验需要时间短，现象明显，提高了效率。（5）按图1装置实验可以通过玻璃导管滴加稀硫酸来消除量筒中氨的气味；按图2装置实验，直接在棉花团上滴加稀硫酸来消除量筒中氨的气味。氨气很少逸散出来，降低了氨气对实验环境的影响。参考资料1杨彦华，郑增仪. 化学教育，1987，（4）：192石琼，谢铁山. 实验教学与仪器，2012，（5）：24-253刘霞，刘金利. 实验教学与仪器，2010，（3）：364李少坤. 中学化学教学参考，2012，（8）：505朱晓伟，张玲. 教学仪器与实验，2012，（6）：12备注：本文是我校开展的，中国化学会化学教育委员会基础教育“十二五”规划2013年重点课题初中化学新课程实验设计与创新