农村初中利用身边器材做微型化学实验的研究

绍兴市中学生研究性学习活动成果-实验类课题名称：农村初中利用身边器材做微型化学实验的研究研究时间：2011.92012.9学校班级：马山镇中学2012级初三（13）班指导教师：沈强（13345852171）课题组长：谢镇涛第一执笔人：杨佳豪 课题成员：陈泽南 俞 晔 赏鉴栋 陈程辉 报告正文农村初中利用身边器材做微型化学实验的研究摘要：由于实验器材和实验药品的相对短缺，无法让每个学生做有些实验，而且有些实验用量大，有一定危险性。出于上诉原因，我们从身边的器材着手，来制作和使用做微型的化学实验。关键词：农村初中 身边器材 微型 化学实验一、课题的提出在实验过程中，我们经常会遇到如下问题：1.实验器材的短缺，导致很多感兴趣而期盼的实验无法开展。教师的课堂演示实验很多学生在课堂上是看不清楚的，只能“听”实验。由于老师的“代劳”，不利于我们综合能力的培养。2.在学生实验中，有些学生使用药品大手大脚，每次学生实验完成后，桌面上倒出的药品一片狼藉，仪器中还存在着大量没有反应完全的药品。这样大量使用实验药品，一时间实验老师也是“巧妇难为无米之炊”。3.做实验产生的有毒气体（如硫在氧气中燃烧）给师生带来安全隐患和后遗症。二、课题研究的内容1.利用身边的器材来设计微型实验，解决一些问题利用医院或家庭中的废旧物品经简单加工做成一些微型实验仪器，自己配备微型实验箱。如把医用安培瓶、一次性输液管、一次性针筒、各种口服液瓶和饮料瓶收集起来，整理分类，代替烧杯、集气瓶、细口瓶、广口瓶、试管、导管等。同时也可以对常规化学实验仪器进行改进，尽可能使仪器微型化。实验箱内的药品，一部分是学生动手从废旧物品中收集来的，如从废电池中收集到锌、石墨、二氧化锰等；一部分是由老师一次性为学生配备的。2通过常规实验与微型实验的对比，了解绿色化学在初中科学教学中许多教师演示实验和学生实验可以改成微型实验，选择比较典型的适合改进的微型实验并与常规实验进行对比。水的电解氧气的制取、收集和性质气体压强对液体沸点的影响三、理论依据1.环保理念常规的实验除了实验本身使用污染环境的试剂之外，还有实验本身在设计上就存在问题的情形。如何消除或减轻化学实验对环境的污染，是常规化学实验面临的最大挑战。同时，在化学实验中尽可能的减少多余的、毫无意义的化学药品的消耗，在农村中大力发展化学实验微型化的紧迫性和必要性。2.素质教育理论素质教育的“三要义”（即面向全体学生，促进学生全面发展，主动地生动活泼地发展，是素质教育理论的精髓和灵魂）是实施素质教育的根本着眼点。绿色理念下的微型化学实验能真正面向全体学生，培养和发展学生观察能力、实验能力、思维能力等全方面的发展。由于学生在实验过程中，既“动手”，又“动脑”，充分发挥了学生的主体性，又能在原有实验基础上设计实验，培养了学生的创新意识。四、实施过程1.理论学习和基本仪器熟悉1.课题组各成员认真研读了了万平教授和周贤爵教授主编的微型化学实验，在期刊网上检索了中等化学教育教学的权威刊物化学教育、化学教学、中学化学教学参考，对近五年来三种期刊共有关于微型化学实验的32篇论文进行学习。并确立了一系列的子课题。微型实验仪器的研究微型化学实验改进方案微型实验与常规实验微型实验的教学实施策略微型化学实验的规范化操作（2）了解微型化学的基本仪器的使用 微型试管塑料滴管U形反应管与微型气体发生器 微型仪器操作台 用种类和数量不多的仪器能组合成类型繁多的实验装置玻璃仪器的标准接口2实验阶段1. 制取氧气实验（1）装置对比 （2）器材和药品对比仪器药品用量常规实验分液漏斗圆底烧瓶（150mL）集气瓶（125mL）2050mL15%H2O2MnO20.5g微型实验注射器（5mL）青霉素瓶（15mL）青霉素瓶（9.5mL）35mL10%H2O2MnO20.2g微型实验：一个班级（28组）需10%H2O2溶液84140mL，MnO2 5.6g左右。所需30%H2O2总量不超过50mL，所需的MnO2不超过6g。如用青霉素瓶（9.5mL）作集气瓶，用排水集气法可收集到氧气57瓶，用排空气法至少能收集到34瓶，而氧气性质实验只需三瓶氧气。常规实验：一个班级（28组）需15%H2O2溶液5601400mL，MnO214g左右。所需30%H2O2总量是280700mL。可见，微型实验所用试剂用量远小于常规实验用量，大大降低了实验成本，提高了药品的利用率，改善了化学实验的环境。2氢气的爆鸣【器材】：10%氢氧化钠溶液、肥皂水、多用塑料滴管、9V电池、大头针【步骤】：（1）取用塑料滴管，吸入10%氢氧化钠溶液3mL，（2）在多用滴管两侧分别各插入一根大头针作电极。（3）滴管口放进装有肥皂水的塑料瓶中，把9V电池的正负极分别接在电极上，水即开始电解，当多用滴管口有一串肥皂鼓泡时，（4）即可用燃着的火柴去点燃，继续电解，又可再次爆鸣。3.自制简易净水器【器材】：空塑料饮料瓶 膨松棉 活性炭 纱布【步骤】：（1）取一个空塑料饮料瓶，剪去底部，瓶口用带导管的单孔胶塞塞紧，（2）将瓶子倒置，瓶内由下向上分层放置洗净的膨松棉，纱布，活性炭等。（3）就得到一简易净水器。试验它的净化效果。4. 二氧化碳的制取与性质【器材】石灰石、稀盐酸（1：1）、澄清石灰水、小蜡烛【步骤】（1）实验器材的展示，采用大塑料瓶中收集氧气。（图1）（2）用石灰石和稀盐酸来制取二氧化碳。（图2）（3）倒入澄清石灰水，检验二氧化碳是否能使澄清石灰水变浑浊。（图3）（4）采用高低两支蜡烛放在瓶口，验证二氧化碳的密度是否比空气大。（图4）（5）在试管中装入小生物，验证二氧化碳不会支持呼吸。（图5） 图 1 图 2 图 3 图4 图53.实验归纳阶段经过一年多的实验与探索，我们课题组进行了全面的实验总结，对10个实验进行了改进。（1）、空气中氧气含量的测定；（2）、氧气的制取及性质（3）、过氧化氢的分解；（4）、水的电解；（5）、质量守恒定律的探究；（6）、碳还原氧化铜；（7）燃烧的条件（8）、物质的导电性；（9）、分子运动实验；（10）、水的电解和氢气的爆鸣。 五、研究意义1.激发学习兴趣、增强动手能力 教学中微型化学实验能实现人人动手的目标。每个学生度能动手实验，改变了学生在实验中只是旁观者和呐喊者的角色，让其在试验中体会，大大地激发了学生进行化学实验的兴趣。使学生由过去被动“等待”和“接受式“的学习方式，变为“主动”和“探索式”的学习方式。2.节省实验经费、节省实验时间利用小试管、点滴板等微型化的仪器以及降低试剂的浓度来减少药品的用量微型实验，试剂用量比常规实验节省90左右，还能回收部分反应产物、未反应的原料、副产物(含“三废”)、催化剂等非反应试剂等。在微型实验仪器上花费也很少，节省了实验经费。微型实验同常规实验相比，具有仪器简单、用剂量少、反应速率快、现象明显等特点。所以，微型化实验能节省实验时间，提高课堂教学有效性。 3.实验操作安全、环境污染小减少微型实验使用的药品用量少，反应产物也少，实验相对比较危险。同时，生成的污染性的物质少，对环境的污染也大大减少。能改善实验室环境。可大幅度地减少实验室空气和水体排放污染，有益于师生的健康。 4.端正师生对实验教学的认识切实改变“讲实验”、“背实验”、以多媒体播放课件替代亲身实验等方面的不良倾向，提高自身实验能力，提高实验教学效益，促进了实验教学改革，实现新课程的新要求。对于学生来说，有利于克服实验恐惧症。六、几点反思1.课题研究要重视提高每次活动的成效，并及时将成效转化为成果。2.后续研究：微型化学实验的规范化操作，药品的用量的定量测试。3.需要进行协作和交流，以增强横纵之间的联系。第5页（共4页）