对于彩虹化学彩虹科技

摘要 采用不同溶剂构建异相、多层、不同颜色的化学彩虹，大大加深了学生对相似相溶原理的理解；同时结合学生的奇思妙想，用不同浓度的蔗糖溶液成功构建了同相、多层、不同颜色的化学彩虹，并对2种彩虹的优缺点进行了比较分析，以期培养学生良好的问题意识和创新思维能力。
关键词 化学彩虹 相似相溶原理 物质结构与性质
1 研究背景
新课程的基本理念倡导通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。然而由于实验创新设计难、耗时多，很多课堂普遍存在弱化实验的现象，使许多原本具有深入探究价值的化学概念和抽象理论变成了枯燥的“我讲你听”的教条。选修3《物质结构与性质》中的“相似相溶原理”，大部分的课堂都是结合必修1内容——四氯化碳萃取碘水来讲解的。这个应用实例学生早已非常熟悉，很难激发高三学生探究兴趣，更难促进对此概念的深入理解。鉴于此点，在实际课堂教学中笔者基于溶剂的相似相溶原理和密度的关系，尝试利用多种常见有机溶剂和水溶液，制成了异相、多层、不同颜色的化学彩虹，激发了学生的兴趣，启迪了学生的思维，开阔了学生的眼界，收到了良好的教学效果。而且由于学生们的“异想天开”，该实验还有了一个意外的收获。
2 实验过程
本实验所用化学试剂（见表1）密度关系从上往下依次增大。水溶性颜料来源于学生使用的西瓜太郎牌十二色水彩笔，油溶性颜料来源于德国STABILO公司生产的彩色记号笔。所有原料均廉价易得。实验中首先要将水彩笔或记号笔中的笔芯取出，并向对应的溶剂挤出颜料，混合均匀。注意要根据不同溶解性的溶剂选用不同颜色的颜料，颜色之间必须有很明显的色差（见表1）。其次染色时颜色不能太深，也不能太浅，否则层与层之间的界限不明显。最后用滴管按照密度由大到小缓缓铺设溶液，这个过程要格外小心，否则由于滴加溶液时产生的挤压，使同相溶剂很可能“穿越”异相溶剂混到一起，使实验功亏一篑。实验耗时10min。本实验部分溶剂（比如邻二氯苯）有毒且具有挥发性，课堂演示须选择在通风较佳处（如实验室通风橱中）进行，做完后立即用橡皮塞塞紧，静置观察即可。该彩虹采用的是水相和油相交替铺设而成的，具有相当好的稳定性，可用于实验展示达数月时间（见图1）。
3 意外收获
在做上述实验时，由于邻二氯苯、乙酸乙酯具有很强的挥发性，尽管采取了一定的安全措施，但是学生们还是闻到了刺激性的有机试剂气味。一位学生便问：“老师这些试剂有毒啊，能不能全用水溶剂来铺设化学彩虹啊？”“全是水溶剂互溶，怎么分层啊？”学生继续说：“用不同浓度的溶液也会产生密度差啊，说不定可以呢！”“对哦，说不定可以呢！下课我们到实验室试一试吧！”课后笔者和3位学生组成探究小组，经过讨论决定选用无毒无害的蔗糖溶液来铺设彩虹。首先配制不同浓度的蔗糖溶液，并用水彩笔中的水溶性颜料进行染色（见表2）。尝试铺设彩虹时，我们发现不同浓度的蔗糖溶液真的可以产生泾渭分明的界限，但一定要非常小心的用滴管缓慢滴加溶液，否则不同浓度的溶液很容易就会混到一起。经过努力终于铺设了一道美丽的同相、多层、不同颜色的彩虹（见图2）。实验耗时45min，是异相彩虹铺设时间的4倍还多。而且第二天发现在教室里展示的该彩虹消失了（见图3），这恰恰验证了相似相溶的原理——仅靠密度不同铺设的同摘自：学士论文www.618jyw.com
相彩虹很不稳定。
4 实验反思
（1）推陈出新——帮助学生深入理解抽象基本概念。选修模块中引入的许多新的抽象概念在必修模块学习时学生可能都有接触，如何找准必修与选修的知识接口并搭建合理的认知梯度是选修模块教学研究的一个重点。在选修3“相似相溶原理”教学中，通过构建化学彩虹激发了学生兴趣，让学生从不同的角度加深对相似相溶抽象概念的理解，取得了很好的教学效果。
（2）把握意外——启迪学生不断萌发创新求异思维。学生的“异想天开”构建同相彩虹，为这节课增添了无穷的活力和魅力。学生比较分析得出了2种彩虹的优缺点：异相彩虹性质稳定，制备快捷简单，保存时间很长，但所用试剂有污染，对身体有害，最好在通风橱中进行；同相彩虹稳定性较差，制备过程缓慢，保存时间很短，但所用试剂均无污染，在教室中就能进行。
一线教师既要有精心的教学预设，更要在教学实践中关注学生创新思维的火花，充分调动学生积极性，激发内在潜能，培养问题意识，让“意外”成为课堂的有效资源，从而为学生创新求异思维品质的发展提供广阔的空间。