矩道化学虚拟实验室｜浓硫酸稀释课如何安全地实现“做中学”？

今年秋季新学期起，《义务教育阶段科学教育"做中学”领航行动指南》(以下简称《指南》)正式施行。科学教育强调“以学生为主体、以兴趣为导向、以实践为路径”，倡导从“看实验”走向“做中学”——让学生真正动手做，而不只是看。

面对一些因安全或者其他现实条件限制的实验，怎么办？

以浓硫酸的稀释为例，这是初中化学中对操作规范要求非常高的实验之一：操作不当，酸液飞溅，轻则灼伤皮肤，重则伤及眼睛。正因风险高，传统课堂往往只能由老师演示或口头讲授，学生难以亲身参与。

那么，如何在确保安全的前提下，让每个学生都有机会真正“做”一次？又该如何在真实实验之前，为学生上好一节扎实的“预演”课？

《指南》在“变革教学方式”部分提到：鼓励有条件的学校，合理利用计算机建模、生成式人工智能、虚拟仿真实验等数智技术，辅助学习活动开展。

在浓硫酸稀释这类高风险实验中，虚拟仿真实验能发挥什么作用？我们一起借助矩道初中化学虚拟仿真实验室来探究！

打开矩道初中化学虚拟实验室中“浓硫酸的稀释”这一实验资源的「教学模式」，每一步操作都有高亮提示一一该取哪瓶试剂、该注入哪个器皿，界面上一目了然。“容器口紧挨，缓慢倾倒，防止液体飞溅”等操作要领也会同步以文字形式呈现。学生仿佛在一位细致老师的“手把手"带领下亲自动手操作，实验规范也随之深入脑海。

「探究模式」则将主动权交给学生，先加什么、后加什么，每一步都由学生自己判断和决策。系统会实时记录操作行为并即时生成得分反馈。

除了动手操作，矩道初中化学虚拟仿真实验室在“浓硫酸的稀释”这一内容中还提供了正确与错误两种操作流程的演示。

正确操作的演示完整呈现规范流程，帮学生建立正确的动作图景，无论是实验前预习，还是实验后复盘都能适用。

浓硫酸的稀释，需要在烧杯中先倒入水，再将浓硫酸沿器壁缓慢注入，边注入边搅拌。

为什么是“酸入水”，而不是“水入酸”？

浓硫酸溶于水会放出大量的热，而它的密度约为1.84g/cm³，远大于水。若把水倒入浓硫酸，密度较小的水会浮在酸液表面，稀释放出的热量让表层水剧烈沸腾，酸液随之飞溅。顺序一颠倒，危险就来了。错误操作的演示，把"水入酸"等典型错误及其后果直观呈现。让学生亲眼看到飞溅的酸液、沸腾的液体，明白规范背后的道理。