“化学,它就是元素!”——2009年美国国家化学周活动介绍

２０１０年．第６期　国内外化学教育动态　５９　“化学，它就是元素！’’一２ＯＯ９年美国国家化学周活动介绍★　王路路　，陈凯　，龙琪。　（１南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，江苏南京２１１１７１；　２南京晓庄学院教师教育学院，江苏南京２１１１７１）　摘要：本文从２００９年美国国家化学周以“元素”为主题开展纪念元素周期表发表的系列活动中挑选了两个实验　活动案例予以介绍和评析。　关键词：国家化学周；元素性质；探究实验；趣味化学　文章编号：１００５－－６６２９（２０１０）０６－－００５９－－０４　中图分类号：Ｇ６３３．８　文献标识码：Ｂ　由美国化学会主办的美国国家化学周（Ｎａ．　实验方案。　ｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｗｅｅｋ）是美国化学界的年度盛会。　自１９８９年以来已成功举办了１９届。这是一项由美　国化学会前任Ｇｅｏｒｇｅ　Ｃ．Ｐｉｍｅｎｔｅｌ博士发起的全　民科技普及活动。旨在加深公众对化学在日常生活　中重要性的认识。国家化学周活动由美国化学会主　办。得到美国各界团体如商团、学校和公众的支　持，规模较大，影响力涉及欧美众多国家【”。　美国国家化学周通常在每年的十月份举行。每　凋１旧铜币翻新实验图示　届都有一个确定的主题。２００９年是化学家门　捷列夫（Ｍｅｎｄｅｌｅｅｖ）发表化学元素周期表１４Ｏ周年　［实验用品１　（１８６９－－２００９），为了纪念他在元素周期表方面的巨　标签纸、记号笔、６枚旧铜币（如旧版五角硬　大贡献，活动主题定为“化学，它就是元素的！　币）、４个小号塑料杯、１／４杯牛奶、１／４杯番茄　（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ￣Ｉｔ＇ｓ　ｅｌｅｍｅｎｔａｌ！）”。围绕元素这一主题，　酱、ｌ／４杯白醋、一茶匙食盐、一只塑料勺、水、　美国化学会联合各州学校、网站、社区设计了一系　量匙、纸巾　列形式多样的活动，其中包括动手实验，各种元素　［实验步骤１　形式周期表的介绍、趣味游戏、影音资料等等。　（１）用记号笔分别为几只杯子做“盐和白醋”、　这届化学周的特色在于除了保留最具代表性的　“番茄酱”、“牛奶”、“水”这４个标签，并分别贴在４只　相关主题实验以外，还增添了一些有趣的小游戏，　杯子的外壁；　大大增强活动的娱乐性，调动了参与者的积极性，　（２）取４枚硬币分别放进４个塑料杯中，并在表　同时在一定程度上扩大了参与者的范围，达到了强　１中记录下现象：　化科技普及之目的。　（３）依照杯上标签的指示，依次将相应的材料　１美国国家化学周化学实验活动案例罔　倒人，对“盐和白醋”的杯子要搅拌到食盐彻底溶　１．１实验活动一：旧铜币换新颜　解为止：　『实验目的１　（４）等待３～５分钟，观察４只塑料杯中发生了　很多钱币都是以金属铜（Ｃｕ）作为外镀材料．不　什么变化，在表１“其他现象”一栏中做下记录；　仅色泽光亮且质地坚硬。不过，由于钱币经常暴露　（５）取出硬币用纸巾包裹，看看纸巾上从硬币　在空气中，就会变得暗淡无光。本实验的目的就是　上脱落下来的物质是什么颜色的，并在表１中记录：　利用厨房中的材料，设计一个为旧铜币翻新的探究　（６）将硬币在水龙头下清洗干净后放在对应　基金项目：全国教育科学“十一五’’规划２０Ｏ８年度露点课题‘‘基础教育学科资源保护开发与应用研究’’（０ＨＡ０８０３３２）化学项目・・中　国基础教育化学学科资源保护、开发与应用研究”。　化学教学　２０１０年．第６期　的杯子旁：　（７）重复步骤（５）、（６）的操作后，将其他三只杯　个纸盘中：　（６）向２个纸盘中的每片香蕉滴１滴碘液（如图　中的硬币取出。　表１　实验现象记录　硬币　盐和白醋　牛奶　番茄酱　水　刚放人杯中时　从杯子中取　时　清洁以后　其他现象　『实验原理１　金属铜（Ｃｕ）暴露在潮湿的空气中容易被氧化，　生成一种墨绿色固体“铜绿”。其主要成分为碱式碳　酸铜．显示弱碱性。当“铜绿”遇到酸性溶液时，　会发生中和反应。铜表面的氧化膜随之脱落。本实　验就是利用生活中几种常见液体对铜币作用的效果　比较．从中寻找出最佳方案。　１．２　实验活动二：“碘（Ｉｏｄｉｎｅ）警长”　『实验目的１　很多日常食品含有淀粉。淀粉经过被消化吸　收。为人体提供所需的能量。那么，哪些食物里有　淀粉呢？本实验的目的就是要用单质碘“找出”食　物中的淀粉。　『实验用品］　滴管、碘液（杂货铺或药店有售）、１勺面粉、　１／３杯水、１／３杯牛奶、１根未熟的青香蕉、ｌ根熟　透已经呈棕色的香蕉、２只塑料杯、量匙、纸巾、２　个纸盘、水果刀　图２“碘警长”漫画　【实验步骤］　（１）将面粉和水倒在其中一只塑料杯中和匀；　（２）将牛奶倒进另一只杯子当中；　（３）分别向２只杯中滴１滴碘液，观察现象并记　录在表２中；　（４）在２个纸盘上分别铺上一层纸巾；　（５）将两种香蕉切片后分别取几片，分放到２　２所示），观察现象并记录在表２中。　表２碘液滴加后现象记录　食物　颜色变化　是否含淀粉　面粉糊　牛奶　未熟的香蕉　熟透的香蕉　『实验原理］　单质碘（Ｉ）遇淀粉变蓝色，这一最简单不过的反　应，被应用来检测生活中常见食品中的淀粉，体现　化学的实用性。　『安全提示１　碘是一种有毒物质且有较深的颜色，所以，在　操作时请注意，不要溅到皮肤、眼睛或衣服上。　２化学趣昧游戏介绍　笔者曾经撰文《国外趣味化学网站荟萃》、　《化学教学中的游戏化学习初探》、　《化学谜语与游　戏化学习》，整理了国内外优秀的化学游戏资源和　自身开展游戏化教学的经验。我们认为，将游戏融　合入化学教学，对于增进学习兴趣、减轻应试压　力、开发记忆技巧、拓展理解角度都有着独特的效　果。今年的美国国家化学周正是利用丰富多彩的趣　味游戏来宣传元素的知识、化学的魅力。　２．１“素独”游戏（Ｃｈｅｍｄｏｋｕ）Ｉ３１　『规则介绍１　所谓“素独”就是每种元素都没有重复．它与“数　独”（Ｓｕｄｏｋｕ）的规则相似，只是将数字换成了元素　符号。要求以给出的几种元素作为“素独”对象，按　下列规则将宫格填满：（１１任意一行要包括给出的所　有元素，不能重复出现，排列顺序不受；（２）任　意一列要包含给出的所有元素，不能重复出现，排　列顺序不受；（３）每一个单元宫格里包含给出的　所有元素，排列顺序不受（如图４、５、６所示）。　图３　“素独”游戏图１　图４　“素独”游戏圈２　２０１０年．第６期　国内外化学教育动态　６１　『补充说明１　一　、　…　、　、　…、　’　’……、　’　、’　、　；Ｈ　Ｖ　Ｃｒ　ｍ：Ｆ●　０Ｏ蛳　Ｃ“：　Ｃｈｅｍｄｏｋｕ是由专注　黼　　：　ｌ于游戏和娱乐的“化学教　黼｝　ｒ　授”（ｃｈｅｍｐｒｏｆｅｓｓｏｒ）网站　ｔ摇ｔ　；蝻，　嚣　｛鞴　耩　开发的一种电子小游戏　ＩＩＩ　Ｉ＂　（下载地址请见ｈｔｔｐ：／／　．．．．．　．．ｌ慧　　ｗｗｗ．ｃｈｅｍｐｒｏｆｅｓｓｏｒ．ｃｏｒｎ／　　：｝　黼　霉　ｌ　：　蠹　…　ｅ＃：　一翻　辨　孙　Ｇａｍｅｓ．ｈｔｍ）。　２．２　元素“连连看”圆　圈５　“素独”游戏图３　［规则介绍］　根据左边一栏关于元素在生活中应用的描述，　在右栏中找出对应的元素符号，用线将它们连接起　来。你可以找一些朋友参加，相互比一比谁的正确　率最高．你也可以一个人完成，挑战一下自我。　（１）它是一种作用在牙齿上的元素，早晚各　次。能有效防治蛀牙。　ｌｓＰ　一（２）它是一种能让气球飞起来的气体。　ａ　元素，也用于制造化肥和肥皂。（３）它是ＤＮＡ和其他生命活动中的重要组成　　９Ｆ　用于饮用水、卫生产品、游泳池水的处理。（４）这种元素占据了食盐的一半，同时还可　　ｌＡｌ　（一它也用于制造玻璃和太阳能电池。５）这种元素几乎占据了地壳组成的四分之　　五Ｆｅ　．子以及印有林肯头像的金色钱币等物品上。（６）这种金属元素应用在电缆、小五金、管　　Ｃｕ　很多小孩子利用喝牛奶想要得到的奖品。（７）这种元素组成了一种坚硬的矿石，也是　　２Ｈｅ　饮料，使用这种金属作为材料。（８）在杂货铺里经常可以看见罐装的食物或　　ｉ　并且当它与其他金属和碳混合后就成了钢。（９）这种兀泵的金属常用来造大门、锅炉，　　ｌ】Ｎａ　图６元景“连连看”　该游戏希望通过生动的生活应用描述．让学生　猜测化学物质及其元素符号的书写，并利用连线的　方式联系起来，类似于物质推断题，但并没有机械　呆板的题目呈现，而是寓教于乐，对我国化学教学实　践尤其是测量与评价的设计具有一定的借鉴意义。　３美国国家化学周活动评价及启示　美国化学会经过精心的设计和考量推出的形式　多样的活动，都是利用简单的取材和科学道理来吸　引众多国民的参与，真正达到了科技普及之目的。　２００９年的“Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ——Ｉｔ、ｓ　ｅｌｅｍｅｎｔａｌ！”主题．虽然　落点为化学基础理论和抽象的物质结构规律，但仍　然通过形式多元化的系列活动，让民众体会到了化　学的趣味性和实用意义，就活动的特点分析如下：　３．１实验案例的评价　实验原料取材于生活、简单易得是历年化学周　活动的最大特点，充分体现了“从生活走向化学，　从化学走向生活”的基本观念，这不仅摆脱了只能　在专业场所做化学实验的局限，同时也能引导大众　特别是初识化学的孩子们可以方便地经历了以下的　探究历程：在生活中产生问题一查阅资料　提出假　设一拟定实验方案一进行实验操作一分析实验现　象一提出解决问题方案。这样的实验新颖而又熟　悉，直观生动，易于吸引学生，引起孩子的认知冲　突和学习兴趣，使孩子认识到化学知识就在身边．　增强化学知识的实用性。生活化的实验可提供学生　一些生活经验，使他们能够找到自己的“先行组织　者”。上述实验都运用了控制变量的方法．将生锈　的铜币和碘液作为恒量，各种可能的反应物品作为　变量，让问题的研究更具针对性，条理也更清晰　通过实验形成一个探究性思维方式。加深了对铜　（Ｃｕ）和碘（Ｉ）元素的认识，紧贴本届化学周的主题。　另外，化学周实验活动在关注趣味和探究的同　时，仍不忘介绍实验过程中的安全注意事项　“碘　警长”实验只是一个取材生活化的半微型实验。但　是仍然提示学生：碘可能造成的对人体的伤害．并　强调安全意识和环保意识。可见，国外化学教学对　实验态度要素　的关注。　以上这些特点均有利于发挥孩子的个性特长和　才能，形成开放的科学学习过程。　３．２游戏活动的评价　游戏化学习，顾名思义就是采用游戏化的方式　进行学习，一直是广大中学生喜闻乐见的学习方　式。美国化学周今年别出心裁的诸多游戏活动，将　化学知识渗透入游戏环节之中，让参与者在简单化　学原理的指导下体验游戏的乐趣。尤其对于“元素周　期表”的教学，用游戏形式认识抽象的化学概念．　拓展对元素性质及用途的深刻认识，丰富了课堂教　学形式，活跃了课堂气氛，可大大提高学生学习化　学的乐趣。　３．３引入美国化学周活动对国内教学启示　《化学教学》曾多次刊登美国化学周实验活动　的介绍性论文或国外化学实验评价性论文，但是．　如何充分、合理、科学地利用这些国外实验活动资　源为国内科学教学服务才是当前重要的研究话题　从教师层面看，美国化学周实验活动不仅为国　内化学课堂提供了新课程的教学情境创设素材、教　学组织形式素材，还为化学实验研究选题拓宽了新　思路［５１，也在一定程度上给化学教学设计和化学命　题［６１提供了新思路。充分利用化学周实验活动可以　从化学选修课、课外科技活动、研究性学习以及科　普联欢人手，精心挑选主题，从原汁原味的美国化　学周实验活动中，筛选出与主题配套的案例加以实　施，并注意总结经验、反思记录，以期为美国化学　周实验进入课堂、进入教材作为依据和参考。　６２　化学教学　２０１０年，第６期　使用数码摄像头增强课堂演示实验教学效果　甘强　。。李川江　。。。．冉鸣　（１．四ＪＩ１师范大学化学与材料科学学院，四ＪＩ１戍都６１００６６；２．郑州市第九中学．河南郑州４５０００２：　３．重庆三峡学院化学与环境工程学院，重庆４０４０００）　摘要：利用Ｆｌａｓｈ对中学化学课堂实验教学的支持，使用数码摄像头解决课堂教学中后排学生观察不清楚演示　实验过程的问题，该方法简单可行，还可以替代实物投影仪，某些效果优于实物投影仪。　关键词：Ｆｌａｓｈ；摄像头；演示实验　文章编号：１００５－－６６２９（２０１０）０６－－００６２－－０２　中图分类号：Ｇ６３３．６７　文献标识码：Ｂ　化学以实验为基础的学科特点决定了演示实验　并且将演示实验的过程放大，投放到大屏幕上，以　在中学化学教学中的重要性。演示实验是化学教学　便于学生能仔细观察。　的重要手段，是深受学生欢迎的教学形式，教师在　笔者的调查发现，在使用实物投影仪的过程中　课堂中规范、直观的演示实验是培养学生化学科学　会遇到一些问题，以至于化学教师减少了对实物投　素养的重要途径。　影仪的使用。首先，实物投影仪体积庞大，在教室　然而在实际教学当中，坐在后排的学生常常因　里一旦打开就会影响前排部分同学的视线；其次，　看不清反应现象而感到焦虑，即使教师在实验结束　实物投影仪摄像头相对比较固定迁移性差：第三，　后为了照顾后排的学生而将试管或者其他仪器拿到　只能投影出展示台上面区域的内容．如果想在镜头　后排展示。但是，仍然不能把细微的实验过程仔细　下面做化学实验，对投影仪的损害比较大；第四，　呈现在学生面前．这可能使学生在学习中产生消极　实物投影仪与电脑Ｐ　课件显示之间需要切换．有　情绪。　时候由于技术原因会短暂造成切换画面不清晰、变　这一现状正因信息技术在教学中的广泛应用而　形、没有信号等，这些问题又不能在课前准备阶段　得到改变。实物投影仪可以捕捉课堂上的演示实验　完全排除，故很难掌控，有时候甚至会影响教学的　从学生层面看。在家庭实施那些取用生活素材　外资源辅助教学的目的。　的化学实验已成为可能。美国化学周实验活动以其　本文为全国教育科学“十一五”规：￣］２ｏｏ８年　鲜明的主题性、可行性和探究性，可充分激发学生在　度重点课题“基础教育学科资源保护开发与应用研　课外的探究欲望。从另一方面讲，对于那些有意出　究”（ＤＨＡ０８０３３２）化学子项目“中国基础教育初中　国留学或专门的外国语学校的学生，美国化学周实　化学学科资源保护、开发与应用研究”的成果。　验活动为他们了解国外科学教育提供了合适的途　径。　参考文献：　随着新课改的进行，对学生综合素质、科学态　ｆ１１王娟娟，陈凯．“与化学一起狂欢”——２００８年美国国家化学周　度、科学方法的培养越来越受到重视。在这个资源　实验活动简介Ⅱ］＿化学教学。２００９，（３）：５９－６１．　共享的时代。国外中学化学实验及活动在一定程度　【２】ｈｔｔｐ：／／ｉｓｓｕｕ．ｃｏｒｎ／ｋａｔｅ１ｄｃ／ｄｏｃｓ／ｎｃｗ－２００９＿＿ｃｅｌｅｂｒａｔｉｎｇ＿ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　【３］Ｃｒａｉｇ　Ｐ．ＭｃＣｌｕｒｅ．Ａｎ　Ｉｏｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　Ｌｏｇｉｃ　ＰｕｚｚｌｅⅡ】Ｊｏｕｒｎａｌ　上拓展了国内师生的视野和可利用的化学课程资　ｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｅｄｕｃａｆｏｎ，２００９。８６（１Ｏ）：１２０９￣１２１１．　源，对优化化学教与学体现了一定裨益。　刘强．高中化学教材中实验内容及其呈现方式的研究——从　国内教师在引入美国化学周实验活动时，应当　比较到设计【Ｄ］．北京师范大学硕士研究生学位论文。２００４：２２－２３．　坚持“以我为主．为我所用”的原则，因地制宜的　【５ｊ孙丹儿，王祖浩．化学教师实验研究选题的新视角ⅡＪ．上海教育　选择与教学条件、教师与学生特点相适应的资源加　科研，２００９，（２）：９１￣９３．　［６陈凯，周志华．６］基于微型化学实验论文的命题Ⅱ】．化学教学，　以应用。其次。在实验活动引用过程中，应当坚持　２００９．（８）：９１－９４．　突出实验的探究性，以此来激发学生的认知冲突，　提高学生解决问题的能力。这样，才能达到引用国