賀小麗

摘要：化學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，因此，研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要意義。而燃燒與滅火是初中化學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)，包括很多生活現(xiàn)象和自然現(xiàn)象，其中氣體爆炸也是必要的安全知識(shí)。本文通過(guò)對(duì)初中化學(xué)氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)的研究和探討，進(jìn)行一定的改良和優(yōu)化，來(lái)促進(jìn)教學(xué)效果的提升。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);氫氣爆炸;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言：在中學(xué)教育中，大多數(shù)學(xué)校為了追求學(xué)生的絕對(duì)安全和一定的升學(xué)率，導(dǎo)致很多教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上不引起重視，未能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是要求學(xué)生從觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中通過(guò)思考來(lái)得到相應(yīng)的結(jié)論，掌握知識(shí)要點(diǎn)，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合實(shí)踐能力的重要途徑，因此，做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常關(guān)鍵。在關(guān)于氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)上，如果設(shè)計(jì)出較為安全和簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可以有效解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題。

1 氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化的重要性

研究氫氣的燃燒實(shí)驗(yàn)是認(rèn)識(shí)水的組成的開(kāi)始，氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)是將氫氣驗(yàn)純后再空氣中點(diǎn)燃，然后用一只干而冷的燒杯罩再火焰上方，會(huì)有水珠生成，由于在空氣中混入氫氣的體積占總體積的4%-74.2%，經(jīng)點(diǎn)燃都會(huì)爆炸。書(shū)本教材中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于氫氣的氣體性質(zhì)介紹不夠全面，只是簡(jiǎn)單提到氫氣具有可燃性，也沒(méi)有依據(jù)說(shuō)明點(diǎn)燃?xì)錃馇耙?yàn)純的原因，為了提升氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)的安全性，以簡(jiǎn)單、有趣的實(shí)驗(yàn)來(lái)展示氫氣的爆炸現(xiàn)象，從實(shí)驗(yàn)選材和方法等方面進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化具有重要作用。

2 對(duì)常見(jiàn)氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)的分析

2.1 原版紙筒實(shí)驗(yàn)

這是大多數(shù)教材的示范實(shí)驗(yàn)，它所展示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較明顯，可以清楚地解釋氫氣爆炸產(chǎn)生的原因。如果用鋁制易拉罐來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么爆炸的聲音也會(huì)更大，更凸顯實(shí)驗(yàn)效果。而紙筒實(shí)驗(yàn)主要存在兩點(diǎn)不足：首先，實(shí)驗(yàn)的成功率比較低，如果收集的氫氣不足或過(guò)多，都不會(huì)發(fā)生爆炸，并且難以把握點(diǎn)燃的最佳時(shí)機(jī)。其次，在實(shí)驗(yàn)中，紙筒因爆炸而彈飛，并發(fā)出巨大的響聲，部分教師因?yàn)楸容^膽怯而不愿意做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，也比較容易傷害到就近的學(xué)生。

2.2 紙筒實(shí)驗(yàn)的一次改進(jìn)

而后，根據(jù)相關(guān)資料以及采納其他教師的經(jīng)驗(yàn)，了解到有的老師將紙筒實(shí)驗(yàn)中的紙筒用比較小的紙杯代替，或是改用包裝中藥藥丸的小藥盒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，解決了聲音和震懾力大的問(wèn)題，在一定程度上有助于部分教師克服不敢進(jìn)行紙筒實(shí)驗(yàn)的弱點(diǎn)，但其教學(xué)效果大大折扣，比較難展現(xiàn)較好的實(shí)驗(yàn)效果。

2.3 紙筒實(shí)驗(yàn)的二次改進(jìn)

在二次改進(jìn)中，部分老師采用塑料瓶作為實(shí)驗(yàn)器材，將塑料瓶固定在一個(gè)鐵架臺(tái)上，在固定前先去掉塑料瓶的底，然后通入氫氣，在瓶口位置點(diǎn)燃?xì)錃?，將?huì)觀察到塑料瓶的底部有火焰伴隨響聲噴射而出，利用鐵架臺(tái)固定了塑料瓶，使其不會(huì)彈飛，操作比較簡(jiǎn)便，安全性比較高，但仍然存在實(shí)驗(yàn)成功率低和效果差的問(wèn)題。

3 氫氣爆炸實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)

在以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)分析中，可以看出，要提高實(shí)驗(yàn)的成功率，關(guān)鍵在于是否能夠收集到氫氣與空氣混合的氣體，避免氫氣太多或太少的現(xiàn)象而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成功率不高。并且紙筒實(shí)驗(yàn)采用紙筒來(lái)收集氫氣，教師無(wú)法把握好氫氣的量，為此，本文將設(shè)計(jì)以下兩種實(shí)驗(yàn)方式來(lái)提高實(shí)驗(yàn)的成功率，保證安全性和實(shí)驗(yàn)性。

3.1 實(shí)驗(yàn)一

該實(shí)驗(yàn)仍采用去掉底部的塑料瓶和鐵架臺(tái)，首先用鐵架臺(tái)固定好塑料瓶，但塑料瓶的底部需要侵入水槽里的水中，這樣保留了塑料瓶?jī)?nèi)一定的空氣，再點(diǎn)燃瓶?jī)?nèi)收集好的氫氣就會(huì)爆炸，實(shí)驗(yàn)成功率較高。除此之外，爆炸的氣波把水噴濺出來(lái)，聲音響亮，實(shí)驗(yàn)效果非常明顯，安全系數(shù)也比較高。

3.2 實(shí)驗(yàn)二

在多次實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)一的爆炸威力過(guò)大，甚至出現(xiàn)過(guò)夾持塑料瓶的雙頂絲被掰斷的現(xiàn)象，為了改善這一問(wèn)題，基于實(shí)驗(yàn)一進(jìn)行了一些改動(dòng)，把塑料瓶的側(cè)壁打一圈平行的小孔，使小孔與水槽保持同等的高度，再將塑料瓶置于水中，盛有少量的水，讓瓶子不需要夾持就可以放置在水中，并且要求水的液面剛好可以封住塑料瓶的小孔，往其中的一個(gè)孔通入一定的氫氣，再點(diǎn)燃，這樣因燃燒放出的熱量就會(huì)導(dǎo)致小孔噴射出水花。這樣的實(shí)驗(yàn)操作有效控制了爆炸的威力。

3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程的注意事項(xiàng)

第一，提醒學(xué)生帶好護(hù)目鏡，盡管經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)安全性比較高，但也需要防患于未然，一方面防止意外事故的發(fā)生，另一方面增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)。第二，在塑料瓶上打孔，可以用回形針這種比較尖銳的金屬，經(jīng)過(guò)酒精燈加熱后，開(kāi)孔比較方便、輕松，打孔前先用筆畫(huà)好，使小孔與水面保持一致。第三，為了保證塑料瓶側(cè)壁的小孔能夠浸入到水槽的液面以下，如果塑料瓶太輕，則可以圍繞一圈鐵絲加重質(zhì)量，便于開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。

總而言之，實(shí)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新需要不斷實(shí)踐和總結(jié)，在實(shí)踐中進(jìn)行優(yōu)化。作為教育工作者，應(yīng)當(dāng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從細(xì)節(jié)之處變革教學(xué)行為，在化學(xué)學(xué)科中，注重對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)和優(yōu)化，促使化學(xué)教學(xué)能夠與時(shí)俱進(jìn)，不斷進(jìn)步與改革，為教育事業(yè)發(fā)展提供持久動(dòng)力。

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（作者單位：陜西省西安鐵一中分校）