“与化学一起狂欢”——２００８年美国国家化学周实验活动简介

王娟娟　陈　凯

文章编号：1005－6629(2009)03－0059－03中图分类号：G633.8文献标识码：B

美国国家化学周是美国一年一度的科技普及活动，美国化学会的这项活动主要目的不只是希望化学周能成为调动美国化学会各地方性组织积极性的一种有效机制，希望通过组织地方性的实验活动激励美国化学会会员，更重要的希望借此使公众对化学的印象有一个积极的转变[1]。每年十月份国家化学周活动都成为各国化学会关注的焦点，而2008年为了庆祝北京奥运，也体现出化学与奥运项目、奥运器材及运动员营养的广泛联系，2008年美国国家化学周的主题就是——与化学一起狂欢（Have a ball with chemistry!）[2]。本文介绍2008年美国国家化学周实验活动，以期能给我国的中学化学实验活动提供一些参考。

12008年美国国家化学周化学实验活动简介

丰富多彩、形式多样的实验活动一直是美国国家化学周活动的亮点，每年化学周的实验活动都紧扣年度主题，以其原料简单易得，实验操作简单和趣味性强而深受化学教育工作者的关注。今年实验活动以运动项目及器材中的科学原理为设计原则，从不同角度出发揭示了各种奥林匹克运动项目的神秘面纱，加深了民众对运动了解的，更揭示了化学在人类发展中的重要作用[3]。 表1所列的就是以2008年主题“与化学一起狂欢”开展的主要实验活动。

为了让大家更好地了解08年化学周实验活动的特性，本文选取了两个案例为大家详细介绍。

实验活动一、含氯消毒剂对微生物的作用

为了保障游泳运动员的卫生，游泳池必须消毒，氯是最常用的消毒剂之一。这个实验就是利用生活素材，设计一个借消毒剂对酵母菌作用以模拟游泳池中杀菌过程的实验方案。

实验用品：聚苯乙烯大塑料杯、温水、200-400mL的容器、15cm的带塞试管、蜡笔、1.25mL茶匙和15mL大汤匙、直径9英寸的气球、刻度尺；含氯消毒剂（如“84消毒液”）、食盐、洗手液、液体皂、发酵粉NaHCO3、糖、干酵母粉。

活动要求：本活动要求分组进行。每个组必须搭建自己的装置和选择某种化学药品（具备一定消毒功能的药品，以下称“待测物”）

实验步骤：（1）在塑料杯中倒入半杯温水，将杯子放在较大容器中防止翻倒。

（2）将气球略吹鼓胀，用蜡笔在气球直径最宽处划线做记号。对着气球反复吹气放气，增强气球的弹性。

（3）给两支试管标号,试管1为标准参照，试管2中加入一定待测物。分别在两支试管中加入15mL热水、1.25mL(茶匙量取)糖和1.25mL(茶匙量取)酵母。塞上塞子，振荡20s使得装入的物质混合均匀。取下塞子，将试管1和2放在热水浴中。

（4）将2.5mL（茶匙量取）一种待检物（表格2中列出的）装入试管2中，塞上塞子，振荡20s。取下塞子后将试管放在热水浴中加热。

（5）将气球套在试管口上，用刻度尺沿着之前气球上的标记量出周长，再将试管放入热水浴中。此时开始观察试管中气泡的数量和相对大小。注意在这个实验中酵母的量可以改变，如果试管1中的气泡较少的话，可适当增加步骤3中酵母的量。

（6）30min后，记下气球的周长。在表格2中记下相应的信息。

（7）选取表格2中另一种待检物质，重复上述实验步骤，并记录相应信息。

这个活动是利用了常见的干酵母——一种处于休眠状态的小的菌类，来模拟生长在游泳池中的细菌和藻类。酵母菌能分解糖产生二氧化碳气体，使套在试管口的气球变大。通过测量使用不同化学物质时气球的最大周长，来比较这些物质的杀菌效果。最终结果发现在试管中加入含氯的消毒剂产生的二氧化碳比标准参照试管要少，说明含氯消毒剂杀死了一些酵母菌，具有较强的杀菌效果。中学化学教师和授课学生一向缺乏对消毒杀菌的感官认识，而这个实验活动中所用到物品生活气息浓厚，操作简便，通过联系生物科学知识，帮助学生了解含氯漂白剂的杀菌原理，有利于学生增进对高一必修1化学教材含氯化合物的理解。

实验活动二、运动饮料中的电解质

为了补充运动中出汗流失的电解质，运动饮料中通常都会添加一些电解质离子如Na+、K+。本实验的目的就是用下列用品设计一个检验出饮料中电解质的量。

实验用品：直径2-4mm的吸水晶体、佳得乐（或者其他运动饮料）、瓶装矿泉水、蒸馏水、自来水、大塑料杯（每个样品一个）、量杯、滤网、记号笔

实验步骤：（1）在每个装样品的塑料杯上贴上标签；将每种液体样品的名称填在表格中。通过观察配料表尽可能地记下样品中的成分。

（2）在每个杯子中放入10块吸水的晶体，确保每个杯子中的晶体大小相近，且分布均匀。

（3）在每个杯子中加入150mL待测液体。静置几个小时或一晚。

（4）把滤网架在量杯上，把杯中的待测物往上倒。待液体全部流入量杯后，把滤网中的吸水晶体再放回原杯子中。记录下量杯中收集到液体的体积后，把液体倒入下水道。

（5）用150mL减去收集在量杯中液体的体积，得出被吸水晶体吸收的水的体积。

（6）每个样品都要按4、5步再次测定。

（7）将数据填入表3中，分析结果。

这个实验中使用的吸水晶体是含钠聚丙烯酰胺，由于它包含了能吸引极性水分子的离子，所以它能反复吸水，最多能达自身重量的几十至几百倍。聚丙烯酰胺用途很广泛，比如尿不湿中用的就是这种材料。当运动饮料和含钠聚丙烯酰胺接触时，饮料中的离子和高分子材料中的离子相互竞争水分子。饮料中的离子越多，高分子材料所能吸收的水分子就越少。这样，高分子材料在高浓度的离子溶液中就膨胀得越小[5]。

分析实验结果发现，纯净水中的吸水晶体膨胀的最大，运动饮料和矿泉水中的则膨胀得最小。而自来水中晶体膨胀的大小和采集的自来水样品有关。

22008年美国国家化学周实验活动点评

由表1分析可见不同的实验体现了不同的应用层次，适合不同年级的学生包括中小学生开展活动，也体现了化学周活动的大众性特点。

将化学周活动中的化学主题实验应用于新课程的课堂教学和课外探究，都是非常有意义的。总结起来，化学实验活动体现了以下特点。

2.1活动内容联系奥运盛会，体现运动主题

四年一度的奥运会，不仅是运动的盛事，也是科技的盛事。北京奥运会就提出了“科技奥运”的口号，化学作为一门自然学科，也在北京奥运中表现了积极的推动作用。

本次美国国家化学周活动的实验活动将运动鞋材料、运动员起居饮食、参赛破记录的运动法宝等作为设计主题，给大众呈现出一片体育运动中凸显的科技新视野。

2.2活动用品简单易得

本文介绍的两个实验中所用到的酵母、实验、洗手液、发酵粉和饮料都是取自于生活。美国国家化学周活动的原料大多是取日常生活中的最常见的物品，趣味性强，包含着与公众日常生活息息相关的化学知识、原理和方法，这正是公众了解和走近化学的一个重要的途径。在化学实验中使用来自于生活的材料，也有助于降低实验成本，不会产生污染物，很多材料还能循环使用，符合节能减排的要求，也贴近北京奥运会提出的“绿色奥运”的主题。建议国内中小学将本次化学周活动融入教学，以回顾北京奥运为契机，以科学活动为手段，以宣传科普和环保为目的，相信可以取得较好的效果。

2.3活动原理简单，操作简便

纵观每年的美国国家化学周的实验活动，共同特点就在于原理简单，操作简便。今年也不例外。本次化学周实验，都与国内中学化学教学内容密切相关，如“餐中的卡路里”实验基于化学反应中的能量变化，“聚氨酯泡沫”活动基于中学的酯化反应。活动二“测定电解质的含量”虽然形式新颖，所用高聚物对中学生也稍显陌生，但本质是利用了水分子具有极性的特点，学生进行活动的时候就不难理解。

2.4体现学科综合渗透

化学周实验活动包含物质科学多方面知识，不只限于化学学科，还渗透了物理、生物知识，均体现了科学在体育运动中的积极作用。

3总结

美国化学会经过精心设计和组织推出了一系列的有趣的科技实验活动，通过简单的科学活动吸取越来越多的国民的参与，有利于达到教育国民、普及科技常识的基本目标。其创新的理念和创新的内容是其能够长久不衰的主要原因。我们关注美国国家化学周，其实也希望国内化学教育工作者能汲取其中养分，并应用于我国的学校教学活动，组织学生参与这些活动，开阔其视野，锻炼其动手能力，更重要的是帮助学生通过这些活动重新认识化学、理解化学带给人类的积极的作用[6]。

参考文献：

[1]张四方，陈波，江家发．“让化学走向公众”--美国国家化学周活动简介[J]．化学教学，2006，(3)：49-51.

[2]Erica K. Jacobsen．Having a Ball with Chemistry[J]．Journal of Chemical Education，2008，85（10）：1309.

[3]Janice Hall Tomasik．The Chemistry of Sports[J]．Journal of Chemical Education，2008，85（10）：1334.

[4]http://www.terrificscience.org/ncw/index.jsp.

[5]鲜华，邵阳，陈凯．“超级吸收剂”实验简介[J]．中小学实验与装备，2007，(6)：25-26.

[6]陈志刚，姚海宁．加拿大2003年国家化学周的实验活动[J]．化学教学，2004，(9)：31-32.