人类最宝贵的品质就是好奇，好奇是天生的，它不需要刻意创造和培养。因此我们要保护孩子们的好奇，让他们利用好奇提问题，这个很重要。但是很多父母认为孩子老是在提问题，他们厌烦回答，其实这是不对的。科学家爱因斯坦经常强调提问题的重要性，因为它会培养孩子们的创造力和想象力，所以我们应希望孩子多提问题，而且可以通过做科学实验启发他们提问题。其实通过科学实验不但能传播科学知识，还能培养孩子们的其他技能，如遵守（实验）规则，对于独生子女还可以安排2~3个人共同完成实验，培养他们的合作能力。

很多科学家提到“玩”和“科学”的关系，牛顿就认为他一辈子就是在“玩科学”（图1）。好玩的背后是科学的思维。那么他们是如何“玩”的呢？他们不断探索和观察环境，这是科学的本质。所以让孩子们进入实验室做实验培养他们探索和观察能力及科学思维。在“北京国际城市科学节”开展的200多个科普活动中，我们的活动点前排队家长最多，他们都认为孩子很缺这样的机会，不管要排多长时间，都要让他们的孩子做上化学实验，甚至有一位住在郊区的家长因为上一年活动来晚了没有进入实验室，今年头天晚上住在活动地点旁边的宾馆，就为了保证他的孩子能进入实验室。可见化学实验很受家长及孩子的欢迎。

图1 牛顿“玩科学”

北京化工大学科普实验中心的老师都是本校的研究生志愿者，其中有一个老师第一次参加我们的实验是在小学五年级，当时和我谈了很久，后来他经常来我的实验室，有时他在自己家里也做实验。上中学时，学校组织活动，别的同学都是弹吉他和跳舞，他给同学们演示化学实验。在上高中时，他加入我们的团队，他的讲课水平不比研究生差，甚至比很多研究生讲得都要好，高考时，他的化学是满分，目前在天津大学化工专业学习，可以说他是我们科普中心最优秀的毕业生。我们也希望能培养更多这样的学生。

北京化工大学的科普实验基地有一个科普实验室，小学生、初中生、高中生都可以来这里跟我们一起做实验，我们也经常去北京或者外地的学校实验室做演示实验。对于没有实验室的学校，我们可以在操场，有几张桌子和一群好奇的孩子，就可以做化学实验，而且我们针对小学生使用日用品来做实验，因此也避免了安全问题。当然要出去给全国所有学生做化学实验对我们来说很难，所以我们在北京化工大学成立了科学营，希望全国的学生来这里做实验。疫情期间他们不能来，我们就把实验材料编成一个个实验包，把实验包寄给学生，让他们在家里做实验。我们拍了视频教学生在家里如何做实验，学生们汇报他们在家里做实验的情况，拍了很多照片和视频发给我们，这说明做实验有时不需要专业的实验室。

我们经常出去开展讲课并演示实验，在演示实验时，保持现场互动，让学生参与实验。目前除西藏（旅游去过，但没讲过课），全国其他省份我都去讲过课，希望以后有机会去西藏讲课。

一般我们不“讲”科普，而是“做”科普；不“讲”实验，而是“做”实验。面对一个科学现象，我们不能直接给出肯定或者否定的结论，而是要通过实验去证明。我经常给学生们演示紫色“汽水”变身“清水”“牛奶”“紫色酸奶”“雪碧”的实验。我们经常说汽水对身体有害，那么危害最大的物质是什么，可能有人说是CO2，有人说是色素，其实这些都不是，而是具有甜味的糖，根据瓶子标签上描述每100 ml汽水含有7 g糖，那么对于一瓶600 ml汽水，则含有42 g糖，这个含量是很高的。糖虽然溶于汽水，不发生化学反应，也看不到颜色变化，但你可以通过甜味感觉到它的存在。糖过多摄入对身体十分有害，短期损坏牙齿，长期容易诱发糖尿病、心脏病等疾病。然后我会现场启发学生改喝水、奶、酸奶等健康饮品。一瓶伪装成紫色葡萄味美年达“汽水”（硫酸酸化的高锰酸钾溶液），向特制的杯子里倒入这个特制“汽水”，瞬间获得“清水”“牛奶”“紫色酸奶”“雪碧”，在学生们的惊奇中，训练他们的观察力，激发他们提出问题。针对不同年级的学生科普的程度也不一样，对于小学生可以告诉他们这个“汽水”其实是高锰酸钾溶液，里面加入了硫酸，倒入的杯子里提前加入了一些试剂，在倒入时发生了化学反应。而对于高中生则可以告诉他们这里涉及氧化还原反应、酸碱反应和复分解反应（图2），这些对于高中生理解记忆这些反应方程式很有帮助。

图2 硫酸酸化高锰酸钾溶液反应原理

还有一个我经常演示的实验——“黄瓶子”。这是一瓶装有半满黄色液体（靛蓝胭脂红溶液）的瓶子，通过摇晃，瓶子里的液体从黄变红，又从红变绿（图3），静止一会又恢复成黄色。现场在的学生就会感觉到很神奇。作为想成为科学家的学生们不禁提出问题——这是为什么？

图3 靛蓝胭脂红溶液变色过程

受到前一个实验的启发，学生们会认为瓶盖上有试剂，导致液体变色，那么我可以通过慢慢翻转瓶子，让瓶子里的液体接触到瓶盖，结果发现没有变色，则证明瓶盖没有试剂（图4）。到这里可以提醒瓶子里除了黄色液体还有空气，是瓶子中液体与空气发生化学反应使液体变色。通过将瓶子装满黄色液体，摇晃瓶子，液体不变色来证明。进一步还可以通过向瓶子分别充氮气、CO2和氧气证明液体其实是与空气中的氧气发生反应，并向高中生科普反应原理（图5）

图4 瓶盖试剂验证

图5 靛蓝胭脂红溶液反应原理示意

对于化学中的催化实验，我使用硝酸铁（Fe（NO3）3）溶液和硫代硫酸钠（Na2S2O3）溶液来演示。分别取100 ml硝酸铁和硫代硫酸钠溶液，将两者溶液同时倒入同一个烧杯中，烧杯液体瞬间呈深紫色，静止后紫色缓慢变浅甚至无色，但这个变无色的过程非常缓慢。其涉及的2个反应过程如下。

但是我向烧杯中添加硫酸铜（CuSO4）溶液，这个加入量很少，甚至仅5滴，烧杯深紫色的溶液迅速变成近无色（图6），说明硫酸铜具有很好的催化效果。教科书中介绍催化剂使反应速率变快，同时本身却没有发生任何变化，但是如何证明催化剂本身没有任何变化呢？可以通过向变白的溶液中继续分别倒入100 ml硝酸铁、硫代硫酸钠溶液，发现烧杯中瞬间生成的深紫色溶液依然迅速变成近无色，从而证明硫酸铜没有发生变化，继续起催化作用，通过这样的实验来验证教科书内容，使同学们理解更容易、更直接，确信催化剂在催化反应中不发生变化。

图6 催化实验
两个无色液体混合实验也被我经常演示。将一瓶无色液体（盐酸与百里酚酞的混合液）向另一瓶无色液体（NaOH溶液）中慢慢倾倒，被倒入无色液体的瓶中的液体瞬间变蓝（图7），随着继续倒入，瓶中液体蓝色加深，最后又变成无色。这个现象是不是很神奇？其实它是一个酸碱中和反应。作为酸碱指示剂的百里酚酞在盐酸溶液中呈无色，在刚倒进NaOH溶液时，由于NaOH含量多，溶液pH值高，百里酚酞使溶液呈蓝色，随着倒入的盐酸逐渐增多，与NaOH发生中和反应，最后过量的盐酸使溶液呈酸性，此时百里酚酞又使溶液呈无色。酸碱中和反应在生活很常见（图8），例如胃酸分泌过多，需要吃碱性药物（如复方氢氧化铝片）来中和胃酸，使用碱性物质（一般用石灰）对酸性土壤改良。化学与生活密切相关，化学无处不在。

图7 酸碱中和反应

图8 生活中酸碱中和反应

我经常跟学生强调不能盲目地相信课本，也不能盲目地相信科学家写的文章。有人问过著名期刊Nature曾经的主编John Maddox，在Nature发表的文章中有百分之多少的内容是错的？他怎么回答呢？他说全都是（All of it）。为什么这么说呢？因为科学是不断发展的，会不断有新的实验结果、新的理论模型和新的知识改变我们原来所谓的“知识”，所以科学是不断变化的。对于对学生来说，要让他们保持怀疑的态度，不盲目地相信课本和文章，看能否从中找到错误并纠正，并持续给学生以启发。如果我们现在的科学家什么都懂，什么都明白，那么学生还学习科学干什么呢？恰恰相反，现在很多科学还没有完全定论，还需要不断纠正，所以需要学生努力学习科学甚至变成科学家，在科学世界找到自己的位置，做出自己的贡献。我们现在的科学家需要你们这些未来的科学家来纠正我们的错误，补充我们的不足。因为科学知识并不是一成不变，而是一直在变化。

参考文献

无

作者简介：戴伟（David G. Evans）（1958—），男，英国人，北京化工大学特聘教授、北京化工大学科普实验中心主任、化工资源有效利用国家重点实验室教授与学术委员会会员。先后在国内外化学刊物上发表200余篇学术论文并多次受邀在国际会议上作邀请报告。每年在北京及其它市、县、偏远地区的小学、中学与科技馆等进行实验讲座共100余场，直接受众人数每年超过两万。举办形式多样的化学实验竞赛，参与学生人数近2万人，培养高中生学习化学的兴趣。在过去的三年中，为了增加年轻人对化学和化学工程的兴趣，“戴博士实验室”在快手等短视频新媒体平台拍摄并上传260多个化学科学视频，传播量高达4.5亿次，并拥有数百万粉丝。

来源：金属世界

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