瓶罐里的魔法盛宴 揭秘生活现象背后的化学魔法——北京十八中实验学校联合北京化工大学戴维教授开展化学科普教育实践活动
2025-10-30 22:03 来源:  北京号
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为全面落实国家科学教育发展战略,切实推进“博文约礼,行知合一”校训与科学育人目标深度融合,近日,北京市第十八中学实验学校特邀北京化工大学教授戴维开展主题化学科普教育活动,活动以“实验演示+原理解析+思维拓展”为核心模式,整合基础化学知识与前沿科技探讨,为学子打造兼具知识性、实践性与思想性的科学教育课堂,推动优质高校资源与基础教育阶段科学课程有效衔接。

酸碱中和反应

颜色变幻中的物质转化

戴维取出两瓶无色溶液(盐酸与含百里酚酞的烧碱溶液),将盐酸逐滴加入烧碱溶液中。初始阶段,溶液因百里酚酞遇碱呈现蓝色;随着盐酸持续加入,蓝色逐渐褪去,最终恢复无色。戴维解析:“盐酸与烧碱发生中和反应,生成氯化钠和水这两种新物质,溶液酸碱度变化导致指示剂颜色改变,这是典型的化学变化。”

高能反应演示

火焰与声响中的物质重构

在安全防护条件下,戴维在蒸发皿中依次加入双氧水、酒精并点燃,随后投入少量高锰酸钾粉末。瞬间,蒸发皿中升起紫色火焰,伴随轻微爆炸声。高锰酸钾受热分解产生氧气,双氧水分解也释放氧气,高浓度氧气促进酒精剧烈燃烧,同时高锰酸钾的紫色离子使火焰呈现特殊颜色,燃烧过程中酒精与氧气反应生成二氧化碳和水,属于化学变化。实验既强化“氧气助燃”知识点,又通过“火焰颜色、声响”等现象,深化学生对化学变化伴随能量释放的认知。

燃烧条件影响

形态差异对反应速率的作用

戴维分别展示块状铁与铁粉的燃烧实验:块状铁在酒精灯下仅发红,无燃烧现象;而将铁粉撒向火焰,铁粉瞬间剧烈燃烧,火星四射。同时,重现“电池电路点燃钢丝棉”实验:通过导线连接两节电池形成短路,电流产生的焦耳热使钢丝棉(铁粉聚集态)燃烧。“铁的物质组成未变,块状与粉末状的差异仅为接触面积不同,属于物理形态改变;钢丝棉燃烧的热量源于电能转化,未改变铁的微观粒子结构,均属于物理因素影响燃烧,而非铁本身发生化学变化。”实验帮助学生理解“物质形态、外界能量对反应的影响,不改变物质本质”。

液氮低温效应

微观粒子间隔的动态变化

在原有“玫瑰冰雕”“钢铁香蕉”实验基础上,戴维新增“液氮中气球变化”演示:将充有空气的气球放入零下196℃的液氮中,气球迅速缩小;取出后置于室温环境,气球逐渐恢复原状。气球内空气的分子本身未改变,低温使分子间隔缩小,导致气球体积变小;室温下分子间隔恢复,体积回归,整个过程无新物质生成,是典型的物理变化。教授结合水分子、空气分子的微观结构模型,强调“物理变化的本质是微观粒子间隔或运动状态改变,粒子本身不变”,与此前“玫瑰脆化、香蕉变硬”实验共同构建“低温下物理变化”的完整认知。

综合实践拓展

从实验现象到科技与生命观念探讨

戴维还带来了“喷水点蜡烛”“神奇的饮料”“海藻变创可贴”“阿拉丁神灯”“化学红绿灯”等一系列精彩纷呈的实验,现场惊呼连连、掌声不断。

活动尾声,戴维指导助手演示了“液氮加热水”实验:将液氮倒入盛有热水的容器中,瞬间产生大量白雾,形成类似“蘑菇云”的壮观景象。“液氮遇热水迅速汽化,水蒸气与冷空气结合形成小液滴,呈现云雾形态,整个过程仅为水的状态从液态到气态再到液态的转化,属于物理变化。”

在互动思辨环节,学生基于该实验,进一步向戴维请教了科幻小说中的液氮保存人体技术:液氮的超低温可减缓细胞代谢,理论上能实现生物组织的长期保存,但目前技术仍面临细胞损伤、复苏难题等挑战。这既涉及物理变化中的低温效应,也关乎生命科学中的细胞活性维持——科技发展需兼顾技术突破与生命伦理,希望同学们以辩证思维看待科技与生命的关系。该探讨将实验知识与前沿科技、生命观念深度结合,拓宽学生科学视野,培育跨学科思维与社会责任意识。

此次科普教育活动,不仅为北京市第十八中学实验学校科学教育体系完善提供实践支撑,更通过优质高校资源引入,拓宽学生科学视野、培育科学思维,为学生科学素养培育注入新动能。未来,学校将持续深化科学教育实践,搭建更多校校合作、校企联动平台,为培养具备创新精神与实践能力的时代新人奠定坚实基础。

学子心声

收获满满,点燃科学热情

在秋风习习的10月,我们班观看了戴维教授的化学实验,这场实验真是“心惊胆战”呀!这次实验有许多环节,其中我最喜欢的就是戴维把火变成蓝色的实验。戴维先把酒精点着,这时火是红色的,火苗儿很小。接着,他又在里面加了双氧水,瞬间火势增大,但还是没有颜色。最后,戴维又加入了高锰酸钾火焰。顿时变成了蓝色,所有人都立刻欢呼起来。我感到十分惊讶,火竟然能变成蓝色,这就是化学的魅力。这次的实验非常精彩,让我念念不忘!

——六年级1班 赵天泽

这周五我们参加了学校组织的化学实验秀活动。给我们上课的是一位慈祥的英国教授——来自牛津大学的戴维,戴维给我们做了一个神奇的实验:只见他把一根装着红色液体的试管倒进塑料袋里,让我们观察。神奇的事情发生了!那些红色液体先是变成黄色,然后变成绿色,接着是蓝色,像是在变魔术一样!同学们发出了一声声惊呼。我那小小的心灵被化学的神奇触动了,生活中还有哪些化学反应呢?我不禁和旁边的同学议论起来。通过本次活动,我了解了什么是化学反应,化学反应就是把一种物质变成另外一种物质,在这个过程中可能需要其它物质的辅助。从今天起,我要像侦探一样观察世界,探索生活中的化学反应,说不定哪天,我也能解开化学的魔法咒语。

——六年级2班 张桐宇

今天,我们参加了一场精彩的化学秀,来自英国的戴维教授用神奇的实验展示了化学的奥秘。每一个实验都像魔法一样,引起我们很大兴趣。其中,令我印象最深刻的是液氮的“冰冻魔法”。戴维还为我们演示了“葡萄味美年达”倒入特制的杯子瞬间获得“牛奶”“雪碧”“奶昔”“清水”,“有趣的阿拉丁神灯”“会变色的黄瓶子”等化学实验。这场化学秀让我明白,科学不是枯燥的公式,而是充满趣味探索。液氮的低温、酸碱中和、氧化变色……每一个现象都有它的科学道理。我以后要好好学习化学,说不定有一天,我也能像老师一样,用科学变出神奇的“魔法”。

——六年级2班 屠悠悠

今天,我们参加了一场科学盛宴,主讲人是一位来自英国的科学家——戴维教授。他给我们带来了很多有趣的科学知识,比如在没有打火机的情况下应该怎样生火,告诉了我们不要乱动化学用品。他用有趣的语言来讲化学,把无聊的课堂变得丰富有趣,让大家都想去尝试一下。活动中,他一会儿变个烟雾,一会儿变出蓝色火焰,一会儿变个蘑菇云,无论是哪个科学表演都让我觉得新奇,同时我也发现很多科学表演都和生活有关,让我们把科学和生活紧密相连,真是一次有趣的活动啊!

——六年级3班 张芮溪

这次听戴维教授的讲座,让我知道了一个好的科学家,不说“肯定”也不说“不可能”,只说“有可能”。戴维教授拿着一个瓶子,说:“这个瓶子里装的是二氧化锰。”他又拿着一个瓶子,“这是另外一种催化剂,你们觉得是这种催化剂催化效果好,还是二氧化锰催化效果好?”有一部分同学说:“二氧化锰催化效果好。”另一部分同学说:“那种催化剂催化效果好。”然而,正确答案却是不知道。戴维教授说:“你不做过实验,你怎么知道哪种催化剂催化效果好?”我知道了遇到问题要经过实验才能下结论。此外,戴维教授还说:好的科学家能从看似只有一种现象的实验中观察到多种现象。这让我知道了人要懂得观察,让我受益匪浅。

——六年级4班 李思翰

参加校园化学讲座,于我而言,是推开科学世界新大门的奇妙契机。戴维教授以生活中的生动案例为引,将化学的神秘面纱层层揭开。当看到酸碱溶液相遇时色彩的奇妙变幻,我真切感受到化学“点石成金”的魔力;而“液氮玫瑰”实验更是让我印象深刻——零下196摄氏度的液氮,瞬间让娇艳的玫瑰变得脆如玻璃,轻轻一碰便散落成晶莹的“花瓣碎”,这不仅直观展现了低温对物质形态的改变,更让我知晓液氮在化学生物样本保存、低温反应研究等领域的重要作用。这场讲座彻底颠覆了我对化学的认知:它不再是书本上枯燥的方程式,而是融入衣食住行的实用科学——从衣物的合成纤维到食品的防腐保鲜,都离不开化学原理。正如戴维教授所说,“用化学思维观察世界,在实验中探索规律。”化学就像一把钥匙,为我打开了通往新学科的大门。它不仅点燃了我的求知欲,更让我开始期待,未来能运用化学知识,在创新的蓝图上勾勒属于自己的精彩!

——六年级4班 张尔淳

来源 丰台区融媒体中心

丰台时报

实习编辑 赵天韵

校对 赵宇航


作者:

北京丰台官方发布


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