两个塑料瓶在实验教学中的蜕变

    王光伟 冯帅 杨兰

    

    

    

    摘要：本实验借助生活中的塑料瓶，设计了一套一体化装置，能够实现边制取气体边探究性质，将多个实验整合在两个塑料瓶中进行，使得实验操作更加简便有趣，现象更加明显直观，并能让学生真切地感受到化学就在身边，生活处处有化学.

    关键词：二氧化碳 性质 塑料瓶 实验改进

    二氧化碳的制取与性质是初中阶段学生必做的八个基础实验之一，主要让学生在学习二氧化碳相关内容之后对二氧化碳的制取及性质相关知识进行巩固和提升，进一步提高对气体制取与性质的深度认识，也是培养学生实验操作、观察表述、思考讨论、整理归纳能力的最佳素材.同时，二氧化碳是初中化合物的典型代表，是物质性质学习的核心和纽带.教材中利用大量实验探究二氧化碳的性质，是培养学生综合实验能力的最佳方法，也能让学生获得最直接、最客观、最形象的体验，可进一步提高学生学习化学的兴趣.

    一、为什么要创新

    一直以来，在传统教学中，教师往往采用教材中给出的实验方案，这些方案充分考虑到了学生的发展规律，但是从已有的教学经验来看，在实践中往往会遇到如下困难：

    1.二氧化碳性质实验很多，需要的仪器比较繁杂.

    2.教师往往进行多个班级的教学，气体制备量比较大.

    3.制好的气体，常因气密性不强导致流失，使实验效果不佳.

    二、进行创新

    1.创新实验用品.

    仪器：废饮料瓶、废胶水瓶、注射器、双孔塞、导管、橡胶管、气球、铁架台等.

    药品：碳酸钠、稀硫酸、蒸馏水、澄清石灰水、蓝色石蕊试纸等.

    塑料瓶是生活中最常见的废旧品，它具有密封、质软、透明等特点.在实验教学中塑料瓶可被用作实验装置的改进，化枯燥为生动，能拉近化学与生活之间的距离，凸显变废为宝的教学理念，并且能提高实验教学效果和学生对身边物质价值的再认识.

    2.创新实验装置.整合设计后的实验装置如图1所示，实现了边制取气体边探究性质，既方便了教师演示实验，也可以实现分组探究.

    3.创新实验操作、现象和结论.

    （1）检查装置气密性.向装置内打入空气，等待一分钟，学生可明显观察到气球大小不变（如图2），可得出结论：装置气密性良好.

    （2）探究二氧化碳密度大小.第一次向装置内加入药品，制取并收集二氧化碳，向气球内收集一定体积的二氧化碳，然后将等大的分别充满等量二氧化碳和空气的气球，从同一高度扔下（如图3），学生可明显观察到充满二氧化碳的气球先着地，可得出结论：二氧化碳密度比空气密度大.

    （3）探究二氧化碳的溶解性.将第一次制取实验中集满二氧化碳的大塑料瓶取出，并注入少量的水，振荡，学生可明显观察到塑料瓶变瘪（见图4），可得出结论：二氧化碳可溶于水.

    （4）探究二氧化碳与水的反应.将三片蓝色石蕊试纸贴于小塑料瓶外壁，两端润湿、中间保持干燥，组装仪器，第二次向装置内加入药品，制取并收集二氧化碳，片刻后，学生可明显观察到上下两端石蕊试纸变红，中间不变色（见图5），而且下端石蕊试纸先变红，能进一步巩固对二氧化碳密度的认识，同时可得出结论：使石蕊变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应生成的碳酸.经过一段时间之后，学生可明显观察到石蕊试纸又变回蓝色（见图6），可得出结论：碳酸不稳定，容易分解.

    （5）探究二氧化碳与澄清石灰水的反应.

    将第二次制取实验中集满二氧化碳的塑料瓶取出，加入少量澄清石灰水，振荡，学生可明显观察到澄清石灰水变浑浊（见图7），可得出结论：二氧化碳能与石灰水反应.

    三、對创新实验反思与评价

    在二氧化碳制取和收集一体化装置中，作为生活中最普通的、最常见的塑料瓶，完成了在实验教学中的蜕变，与传统装置对比，该创新装置体现了五点优化：

    1.简化了实验操作，将多个实验整合在两个塑料瓶中进行，在一套装置中完成二氧化碳的性质对比实验.

    2.简化了制取装置，利用抽油泵的原理，制作了可控制反应发生与停止的装置.

    3.简化了收集装置，使得实验操作更加简便，有趣.

    4.简化了课堂教学，集成化的设计使得课堂更加紧凑高效，给学生留下了充足的思考空间.

    5.贴近了生活，最普通的生活物品在实验教学中蜕变为实验用品，使学生感受到化学就在身边，生活处处有化学.

    总之，简单化、集成化和生活化是实验装置改进的追求，也是实验设计的方向，该一体化装置不仅能够边制取二氧化碳边探究其性质，而且操作简便有趣，现象明显直观，能让学生真切地感受到化学就在身边.同时，课堂以学生为主体进行自主探究活动，着力培养了学生的化学学科素养和创新能力，激发他们勇于探索的精神，让学生真正学有所获，为终身学习奠定基础.