鄧崇盛 漆仲權(quán)
摘要:筆者從探究的角度對(duì)人教版教材中蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性,使實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單有趣、成功率高。
關(guān)鍵詞:蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)探究與改進(jìn);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
一、改進(jìn)背景
“蠟燭的燃燒”實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)教學(xué)中重要的探究實(shí)驗(yàn)。人教版教材把該實(shí)驗(yàn)安排在第一單元,作為第一個(gè)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn),其重要性不言而喻,因此該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和組織的成敗會(huì)影響到學(xué)生對(duì)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的興趣,以及對(duì)初中化學(xué)學(xué)科的第一印象。然而我在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),該實(shí)驗(yàn)存在以下不足:
(一)用燒杯收集水蒸氣時(shí),燒杯距離火焰高度不好掌握,燒杯太低易被熏黑,還易燙傷手;太高則收集不到水蒸氣,時(shí)間也不好掌握,燒杯出現(xiàn)小水珠后再加熱水珠就蒸發(fā)了。且本節(jié)實(shí)驗(yàn)課時(shí)間是在開學(xué)后一周左右時(shí)間,九月份天氣還較熱,水蒸氣很難凝結(jié)成小水珠,實(shí)驗(yàn)效果不明顯。
(二)在檢驗(yàn)二氧化碳時(shí),因燒杯敞口放置,二氧化碳會(huì)逸散,而且燒杯內(nèi)壁沾有的澄清石灰水的量有限,因此變渾濁現(xiàn)象不明顯,很難有說服力。
(三)按照教材圖示:用火柴點(diǎn)燃蠟燭剛熄滅產(chǎn)生的白煙,白煙易逸散,也較難成功。
(四)比較蠟燭火焰各層溫度時(shí),伸入火柴的時(shí)間不易把握,效果不明顯。
(五)原實(shí)驗(yàn)是在敞開體系中進(jìn)行,二氧化碳直接逸散到空氣中,不符合低碳生活理念。
在老師的指導(dǎo)下,在實(shí)驗(yàn)室開放日我對(duì)該實(shí)驗(yàn)作了如下改進(jìn),效果明顯。
二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)器材:250毫升集氣瓶1只,墊木1塊,玻璃片1片,打火機(jī)1只,短玻璃管1根,細(xì)鐵絲,膠頭滴管。
(一)“探究石蠟的燃燒產(chǎn)物”實(shí)驗(yàn)。
1.原實(shí)驗(yàn)概況:學(xué)生按照教材的實(shí)驗(yàn)要求(用小燒杯罩在火焰上方,迅速倒轉(zhuǎn)并倒入澄清的石灰水)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)很難看到水珠,振蕩后石灰水不能變渾濁。經(jīng)討論分析認(rèn)為:在火焰的上方收集到的氣體溫度較高,在倒轉(zhuǎn)及振蕩的過程中,不斷從燒杯口逸出,最后所剩無幾,因此沒有足夠的二氧化碳能使石灰水變渾濁。
2.改進(jìn)方案:
(1)將蠟燭固定在墊木上,點(diǎn)燃蠟燭。
(2)用集氣瓶罩住蠟燭,讓蠟燭自然熄滅。
(3)等蠟燭自行熄滅后,觀察集氣瓶?jī)?nèi)壁。
(4)將集氣瓶迅速正放,蓋上玻璃片,向集氣瓶中倒入少量澄清石灰水,用玻璃片蓋上瓶口振蕩,觀察石灰水的變化。
3.改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)原理說明:將蠟燭放進(jìn)集氣瓶中燃燒,可以將產(chǎn)生的氣體密封起來,排除空氣的干擾,水蒸氣在集氣瓶中更易冷凝,密封后二氧化碳不易逸出,加入的澄清石灰水振蕩后效果明顯。
4.改進(jìn)后裝置優(yōu)點(diǎn)。
(1)材料常見易得,易組裝操作簡(jiǎn)單。
(2)該裝置攜帶方便,現(xiàn)象明顯,而且受溫度影響小,便于推廣。
(3)該實(shí)驗(yàn)是在密閉體系中進(jìn)行,二氧化碳不會(huì)逸出,符合低碳生活理念
5.注意事項(xiàng):看到瓶壁出現(xiàn)水霧即可用玻璃片封閉瓶口,否則時(shí)間過長(zhǎng)(等水霧消失后)則溫度過高,二氧化碳也已外逸,實(shí)驗(yàn)效果差且浪費(fèi)時(shí)間。且本實(shí)驗(yàn)用的蠟燭要短,否則會(huì)使集氣瓶底被熏黑甚至炸裂集氣瓶。
(二)“點(diǎn)燃蠟燭剛熄滅時(shí)的白煙”實(shí)驗(yàn)。
1.原實(shí)驗(yàn)概況:“對(duì)蠟燭及其探究實(shí)驗(yàn)”中安排了一個(gè)步驟“點(diǎn)燃蠟燭剛熄滅時(shí)的白煙”。采用火柴去點(diǎn)蠟燭剛熄滅時(shí)的白煙,觀察蠟燭能否重新燃燒。此實(shí)驗(yàn)在具體操作過程不易成功,其有如下不足:在實(shí)驗(yàn)時(shí),不易準(zhǔn)確點(diǎn)燃,白煙易被實(shí)驗(yàn)者呼出氣體以及刮來的風(fēng)吹散,白煙不易被點(diǎn)燃,如果稍一遲緩,則會(huì)失去點(diǎn)燃蠟燭的時(shí)機(jī)。而且在點(diǎn)燃的過程中火柴火焰離燈芯過遠(yuǎn)不易點(diǎn)燃,過近又有直接去點(diǎn)燃燈芯的嫌疑,不易被學(xué)生接受.不利于學(xué)生對(duì)白煙具有可燃性的直觀認(rèn)識(shí)。
2.改進(jìn)方案:
(方案1)實(shí)驗(yàn)前用一只止水夾夾住一小段玻璃管,做成一支有手柄的導(dǎo)管;將上述導(dǎo)管的一頭對(duì)準(zhǔn)火焰的焰心,調(diào)整導(dǎo)管傾斜度,至引出一縷濃的白煙;用打火機(jī)點(diǎn)燃引出的濃濃的白煙,可以看到導(dǎo)管口白煙被點(diǎn)燃,形成持續(xù)燃燒的小火焰。
(方案2)先擠出膠頭滴管中的空氣,然后把滴管的下端伸入小蠟燭火焰的焰心部分,松開膠頭,可以看到有白煙被吸入膠頭滴管;移出滴管,將滴管的下端靠近蠟燭火焰并擠出滴管中的白煙,可以看到白煙被點(diǎn)燃形成火苗。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生還出現(xiàn)了用尖嘴玻璃管(去掉膠頭的滴管)“吹氣生焰”的精彩生成。
3.改進(jìn)后方案優(yōu)點(diǎn):可通過玻璃彎管引出裊裊白煙,似行云流水,飄渺仙境。以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象既能證明白煙具有可燃性又增加了實(shí)驗(yàn)的觀賞性,給人以化學(xué)實(shí)驗(yàn)原來也可以很“美”的視覺感受。經(jīng)改進(jìn)為微型的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):操作簡(jiǎn)單,現(xiàn)象明顯,用時(shí)短。
(三)探究蠟燭火焰各層溫度的實(shí)驗(yàn)。
1.原實(shí)驗(yàn)概況:人教版教材采用如下方法,取一根火柴梗,拿一端迅速平放入火焰中,約1秒取出,觀察火柴梗各部分變黑情況。但此操作學(xué)生不易把握時(shí)間,有時(shí)看到火柴燒著了,有的中間兩端全變黑了。
2.改進(jìn)方案:讓學(xué)生用一根細(xì)鐵絲或細(xì)銅絲平放在火焰上,可以明顯看到金屬絲在外焰部分變紅,內(nèi)焰及焰心部分較暗。從而可以推斷出蠟燭火焰各層溫度變化。該方案易操作,現(xiàn)象明顯。
三、蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)
(一)使用集氣瓶代替燒杯收集蠟燭燃燒產(chǎn)生的氣體,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更規(guī)范,實(shí)驗(yàn)成功率得以大幅度提高。
(二)教師演示實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)凸顯實(shí)驗(yàn)的趣味性和觀賞性。
(三)通過實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化,激發(fā)學(xué)生的興趣,激活學(xué)生思維。
四、自我評(píng)價(jià):
(一)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)效果明顯,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)說服力,很易迅速觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出結(jié)論。
(二)在同一個(gè)集氣瓶中檢驗(yàn)了兩種產(chǎn)物,提高了實(shí)驗(yàn)效率。同時(shí),蠟燭燃燒消耗完氧氣后自動(dòng)熄滅,為第七單元燃燒的條件和滅火原理作鋪墊。
(三)實(shí)驗(yàn)成功率高,極大增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
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