龐錦月
【摘要】“面粉爆炸”實驗是初中化學(xué)經(jīng)典興趣實驗,是啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的機會,但是教材中的面粉爆炸演示實驗成功系數(shù)較低,操作麻煩,通過對裝置的多方面探究,最終打造了一套固定的燃爆教具,操作方便,成功率高,方便日后循環(huán)教學(xué),更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、創(chuàng)造熱情,也適用于科普展示等!
【關(guān)鍵詞】面粉燃爆教具;初中化學(xué)
一、制作背景
本內(nèi)容在中考化學(xué)中屬于化學(xué)與能源板塊,與社會生活聯(lián)系密切,突出化學(xué)在科技、社會、生活中的作用,體現(xiàn)化學(xué)的應(yīng)用價值。爆炸實驗的成功改進很能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)生課堂參與度,增強學(xué)科素養(yǎng),難度不算大,卻是中考的熱點之一。
鑒于教材中的面粉爆炸演示實驗成功系數(shù)較低,教學(xué)中很多教師一般是直接講述實驗或用視頻教學(xué)代替,課堂效果不佳,讓學(xué)生感到失望。初中生的認(rèn)識感性多于理性,學(xué)生剛學(xué)習(xí)了燃燒和滅火的相關(guān)知識,學(xué)習(xí)興趣濃厚,雖然該實驗是教師的演示實驗,但是感興趣的學(xué)生已經(jīng)在課余時間進行嘗試,結(jié)果不成功,學(xué)生很想知道爆炸的成因和形成條件。因此,筆者認(rèn)為,很有必要進行實驗嘗試,在確保安全,操作便利的情況下將實實在在的現(xiàn)場還原給學(xué)生,從而進一步啟發(fā)學(xué)生分析得出結(jié)論。
二、研究現(xiàn)狀
初中化學(xué)面粉爆炸改進實驗不少,但是能制成教具反復(fù)方便使用的較少。
三、制作材料
實驗過程中其實也是通過反復(fù)選材,反復(fù)通過控制變量實驗、反復(fù)對比后才最后敲定鐵制材料。
1.塑料成本低來源廣,本著環(huán)保的原則,筆者嘗試了大小不同型號的塑料罐,發(fā)現(xiàn)易變形,基本上一次性實驗,沒有循環(huán)價值,可行性不高。后來改用耐火型的PVC管,本來想實現(xiàn)分體操作,管底與木板不連體,方便演示,展現(xiàn)內(nèi)部簡單結(jié)構(gòu),實驗后發(fā)現(xiàn)燃燒的現(xiàn)象也挺好的,不過攜帶還是不夠方便,演示過程粉塵飛揚較臟,而且蓋子不好找到適合的,密封性不夠好,燃爆率不夠高。
2.經(jīng)過實驗比對,發(fā)現(xiàn)還要考慮蠟燭火焰大小(3支3cm左右長度的蠟燭同時點著),以及火焰方向要與揚塵方向一致,點燃效果更好,實驗成功率更高。
3.在進氣量與進氣方法的選擇上,采用過雙管雙打氣筒進氣,發(fā)現(xiàn)操作麻煩,現(xiàn)象不明顯;更換了更大的進氣管,粉塵容易倒流進管子,干擾打氣;又采用氣球腳踩打氣筒,腳踩氣流不好控制,粉塵揚起不可控因素多;最后還采用人工控氣,導(dǎo)管長了,不易出氣流,導(dǎo)管短了不安全;最后綜合安全、操作簡便、效果明顯等方面考慮,最終選定本套裝置。
四、制作過程
1.自制面粉爆炸教具設(shè)計圖
2.參照設(shè)計圖,打造如下圖教具,主要分為以下兩大部分:底座木制結(jié)構(gòu)架空,留孔使軟管扣壓連通罐體;上部罐體為鐵皮制作,罐體底部留孔,罐體中間位置留活動鐵片,可以轉(zhuǎn)動方向調(diào)節(jié)火焰的位置和方向。
( 實物外觀圖與內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖)
五、使用方法
將導(dǎo)氣管連接底孔,末外端連接打氣筒,面粉放在內(nèi)筒底部,蠟燭固定在金屬片上方,調(diào)節(jié)好角度與面粉氣流方向一致,點燃三支蠟燭待火焰穩(wěn)定后,蓋上蓋子,快速打氣,面粉燃爆,蓋子被彈起。
提示:該裝置可以充分觀察面粉揚起燃燒情況以及相對封閉體系(蓋上蓋子)燃爆情況。該實驗環(huán)節(jié)中先在空氣中點燃面粉,讓學(xué)生深刻認(rèn)識面粉的可燃性,接著進行燃爆實驗,針對學(xué)生的質(zhì)疑進行了對比實驗,排除打氣干擾,最后再次建立有限空間概念,對比現(xiàn)象明顯,效果突出,不僅讓學(xué)生深刻記住面粉燃爆的危險性,對爆炸的成因理解得也更透徹。
(裝置使用效果圖)
六、裝置創(chuàng)新點
1.自創(chuàng)面粉爆炸教具一體化,使用非常便捷,采用漏斗形設(shè)計,面粉集中底部,揚塵效果好,爆炸效果明顯,解決了教師上課難的問題。
2.裝置可以重復(fù)利用,多次演示也不用擔(dān)心材料損壞,非常方便日后循環(huán)教學(xué)。適合學(xué)校、居民小區(qū)消防等科技科普展示,應(yīng)用性強,適合推廣。
3.面粉不用另外炒干,市場上1元錢一包的生粉可以反復(fù)演示多個班級。
4.罐體密封性較好,即使隔天面粉在罐體中也不易受潮,仍然可以繼續(xù)使用不浪費。
5.成功率穩(wěn)定性高,并且安全性強,可以放心交給學(xué)生演示,滿足學(xué)生好奇心,極大激發(fā)學(xué)生實驗熱情,實驗效果顯著,課堂氛圍好,能迅速引起學(xué)生興趣與興奮度。
七、教具使用反思
在使用過程中,發(fā)現(xiàn)要是能繼續(xù)改進以下兩點教具更優(yōu)秀:
1.如果能把教具中使用到的鐵制材料換成耐高溫又透明的安全材質(zhì),可視性更強,遺憾的是筆者暫時沒有找到更合適的。
2.火源的使用待改進,蠟燭固定在罐體中間,有時候不夠穩(wěn),會往下掉,造成使用不夠便利,而且還有熔蠟。
通過本次實驗的創(chuàng)新改進,筆者更想向?qū)W生傳達一種積極向上的態(tài)度,達到更實在的課堂效果,在吸引學(xué)生注意的同時,更能激發(fā)學(xué)生們的科技創(chuàng)造熱情。
責(zé)任編輯? 湯炎忠