一、问题的提出

在上海教育出版社出版的九年级化学下学期教材第七章“应用广泛的酸碱盐”第二节“常见的酸和碱”中［1］，在人教版教材九年级化学下册第十章“酸碱盐”课题1“常见的酸和碱”中［2］，氢氧化钠作为碱的代表用来探究碱的化学性质，氢氧化钠与二氧化碳反应都是必备的重点知识内容，但氢氧化钠与二氧化碳的反应都没有设置化学实验，究其原因是反应无明显现象，这就给学生学习碱的化学性质尤其是氢氧化钠与二氧化碳的反应带来了障碍。这就给了一个广大一线教师发挥的空间，比如：向收集有二氧化碳的饮料瓶中倒入氢氧化钠溶液，观察瓶子瘪的程度；向二氧化碳通入氢氧化钠溶液后的溶液中滴加稀盐酸，观察气泡产生的情况等，笔者归纳了一下，无非两种原理：一是利用反应物二氧化碳的消失，导致压强的减小而观察现象；二是利用反应物碳酸钠的生成再设置实验而观察现象。“化学实验是进行科学探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证［3］。”初中化学实验改进创新的根本目的是服务教学、服务学生，解决实验教学中存在的问题，让学生动手做实验、动脑思考、探究为什么［4］。为了增强实验的趣味性，笔者对这个无明显现象的化学反应作出了创新改进，使本实验现象呈现新颖，设计科学，效果有趣。

蔡元培是我国近现代一位著名的民主革命家、杰出的思想家和伟大的教育家。关于蔡元培先生丰富的大学教育思想，专家学者业已展开了很深入的研究。但这些研究重点关注的是有关其大学理念、大学管理、大学学科和课程建设、大学教师等方面的思想，而没有深入探究蔡元培的大学职能思想。2012年3月，中国社会科学出版社出版了绍兴文理学院教育学院王玉生副教授的专著《蔡元培大学职能思想探析》一书，可以说是该研究领域的开拓性著作。该书是浙江省哲学社会科学规划后期资助课题成果文库之一，共二十三万余字，是一部自成体系的蔡元培大学职能思想的研究专著。

二、氢氧化钠相关性质实验的设计

1.设计思路

《义务教育化学课程标准（2011年版）》提出：“化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识、提高学生的科学探究能力。”［5］化学实验集中体现科学精神和态度，具有非常丰富的教育价值和内容，利于发展学生的核心素养。稀盐酸与氢氧化钠反应反应速率较快，而二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，生成碳酸钠和水，但反应速率相对较慢。可利用浓氢氧化钠与二氧化碳反应形成的负压将稀氢氧化钠溶液大量吸入，使其再次与二氧化碳充分反应。再次形成的负压可将盐酸迅速吸入，盐酸分别与氢氧化钠和碳酸钠溶液的反应，使滴有酚酞的红色溶液变为无色。同时，反应过程中形成的负压驱动出气口的风哨发出声响。使学生可以从视觉、听觉等多感观感知这两个无明显现象的化学反应。

（4）横向裂缝评价模型的建立，有利于制定科学合理的养护方案，为我国高速公路沥青路面横向裂缝问题的研究和处治提供了参考和指导。

2.装置与药品

如图1，实验只需要一只20mL的注射器，一个500mL的自制双颈贮气瓶、一个250mL的锥形瓶和一个250mL的吸滤瓶，以及导管和止水夹若干，这些都是实验室中常见用品，可以大大提高实验的可复制性。

  

图1 氢氧化钠溶液趣味实验装置图

①检查装置气密性：按图1连接好仪器，可采用将注射器向下推动，松手后观察活塞能否归位。

但是要注意的是在充填工艺的应用过程中，应该注重对充填工艺应用中的充填材料应用浓度控制，如果充填材料的浓度过高，其对应的充填效果就会出现阻碍，影响整体的矿产开发。应该选用浓度较低的材料作为充填工艺应用中的重要性材料去应用，保障在材料的应用中，能够为矿产开采的充填技艺应用奠定基础，促进其整体的开采技能提升。因此通常情况下选用低浓度的尾矿砂，冶炼水淬渣作为矿产充填工艺应用中的集料，保障在其应用中，能够发挥出矿产开采充填工艺应用的效果。按照其对应的充填材料应用步骤，将其对应的充填工艺运行图进行了设计，具体设计如下图1所示：

⑤打开止水夹K2：B瓶中盐酸被同时迅速地吸入A、C瓶中，虽然沿导管流动的液体呈无色，但B瓶出气口处的风哨会同时发出约5秒钟的声响，以听觉刺激学生的感观，让学生明白盐酸被吸入A、C两瓶，B瓶中压强变小，气体穿过风哨时发出了声响。 此时A、C瓶中红色的溶液均褪为无色，并且A瓶中有大量气泡出现。说明盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应；盐酸与碳酸钠溶液反应，可产生二氧化碳气体。

3.操作步骤与现象

A装置：本装置主要由一个自制双颈贮气瓶和一只注射器组成，为了提高装置的气密性，本实验订制了只有两个开口的贮气瓶，但实际在平常的教学中，只要气密性良好，普通的贮气瓶就完全可以胜任。贮气瓶中的二氧化碳纯度要求高，故采用排水法收集。为了能使贮气瓶中快速地形成负压，注射器中吸有8mL20%的浓氢氧化钠溶液。

④打开止水夹K1：部分的红色液体沿着导管由C瓶缓缓流入A瓶，其原理与喷泉实验类似，但由于二氧化碳的体积达到500mL比一般的圆底烧瓶大，能有效地提高反应效率、优化实验现象。最终A、C瓶中液体都为红色，可直观地向学生说明二氧化碳与氢氧化钠反应后的产物碳酸钠溶液依然呈碱性。反应结束后A、C两瓶连通，压强都小于大气压。

③将注射器内氢氧化钠缓缓注入A瓶：推动注射器时注意一开始时速度慢些，接下来氢氧化钠就可以自动流入贮气瓶中，此无人操作现象十分吸引学生的注意，并且能有力地证明A瓶中压强在减小，从而得出结论二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应。

B装置：本装置主要由一个吸滤瓶、一个风哨和若干导管组成。吸滤瓶中盛有20%的盐酸溶液80mL，为了能让盐酸顺利倒吸，瓶塞上导管须伸入盐酸溶液中，约离吸滤瓶底0.5cm处。在吸滤瓶的支管上加了一截长约5cm的橡胶管，并在橡胶管内安放了一枚风哨，风哨是借用了儿童吹气玩具中发声部件，只要嵌入橡胶管即可。

②装药品，连接仪器：用注射器吸取15%的氢氧化钠溶液8mL，用排水法收集一贮气瓶二氧化碳气体，向B瓶中倒入20%的盐酸80mL，向C瓶中倒入4%的氢氧化钠溶液100mL并滴入两滴酚酞试液，通过导管将A瓶、B瓶和C瓶连接起来，构成一个封闭体系，关闭K1、K2两处止水夹。

C装置：本装置由一个锥形瓶和导管组成。锥形瓶中盛有滴有酚酞的4%的稀氢氧化钠溶液100mL，瓶塞上的导管伸入液体，离锥形瓶底约0.5cm处。氢氧化钠溶液本身是一种无色液体，为了增加实验的观赏性可以引入酚酞试剂使其呈现红色，但酚酞在过浓的氢氧化钠溶液中会褪色，为了使演示实验效果明显，配制的溶液浓度就需要进行控制。经查阅资料并对比实验，最终选择显色最佳的浓度为4%的氢氧化钠溶液。

在通常情况下，二氧化碳与氢氧化钠的反应效率较低。采用向二氧化碳中两次注入氢氧化钠溶液的方法，造成体系内的负压较大，能加快盐酸被吸入的速度、延长后续风哨的声响。实验的实际效果如图2所示。（本创新实验设计获2017年江苏省实验创新比赛一等奖。）

“生活作文”即作文是生活的一部分，生活是作文的源头，作文与生活原是不可分离的。“生活作文”注重引导学生关注自己的现实生活，在自我发展的过程中关注到自己身边的一切事物；是连接生活与写作的桥梁，生活在时时刻刻发生变化，在平凡的生活中人们常常会有新的发现、新的感悟；倡导学生真实地写出自己眼中的自我、他人、社会，将自己对生活的真实感受，对人生的真实见解通过文字表达出来。

  

图2 氢氧化钠溶液趣味实验效果图

三、实验说明及注意事项

通过调节药品的浓度、用量或瓶内导管伸入液面下的深度，可控制A、C瓶中溶液的颜色，如：使用10%的稀盐酸，其它仪器和药品都不变，则会出现C中褪色，A中虽有气泡但仍为红色的现象。教师可以引导学生对此溶液进行探究，会发现溶液中不仅有氯化钠、碳酸钠，还有氢氧化钠，从而让学生明白在反应的先后顺序中，也不一定是酸碱中和反应先反应。本实验将若干个反应原理整合于一个体系中的教学设计，对学生的认知水平有一定的要求，较适用于单元复习教学或课外科技小组活动，新授课教学可以省去C锥形瓶简化使用。

四、结束语

中学教材中传统的实验设计等教学资源，并非“圣经”典籍，应当可以被教师在课堂教学中进行重新组合、创新改进，即“再度”创作［6］。发展学生的学科核心素养，培养学生解决实际问题的能力，这些都是教学改革永恒的主题。基层一线化学教师需要不断的积累和修炼，需要创造条件使学生亲历化学实验探究。借用生活场景或物品，变换实验现象的输出方式，创新改进一些好玩、趣味性的化学实验，无疑是我们较熟悉，也是我们能够做到的事情。唯有不断创新改进，不断研究实验，方能启迪学生的科学思维，全面提高学生的科学素养和创新能力。

参考文献

［1］ 王晶，郑长龙.全日制义务教育化学九年级（下册）［M］.北京：人民教育出版社，2012

［2］ 王祖浩，王磊.全日制义务教育化学九年级（下册）［M］.上海：上海教育出版社，2012

［3］［5］中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）［M］.北京：北京师范大学出版社，2012

［4］ 朱清勇.2017江苏省化学创新比赛观摩有感［J］.化学教学，2017（18）：18-21

［6］ 鞠东胜.氢气的制备及其性质系列实验的创新设计［J］.化学教学，2015（6）：60-62