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化学实验改进与创新


自制气体发生器
3、改进与创新实验应具有一定的创造性
任何一个实验的改进与创新都是为解决某
一具体问题而设计的,因此其必定融入改进者 的理念,因而具有一定的创造性。而这一理念 的来源恰恰是改进者对这一具体实验的理解和 分析。例如:取用粉末状固体时用药匙,而现 有的药匙与试管规格匹配程度不高,因此取用 时常常与纸槽并用,这样就增大了试剂取用的 难度且操作繁琐。根据这一取用操作特点,我 设计制作出“取用固体的塑料槽”,这一改进 便
S形尖嘴胶头滴管
5、改进与创新的实验应具有很好的安全性 和规范性
化学实验教学时,实验的安全性应放
在首位。为确保实验者、观察者的安全, 确保实验的可重复性,设计某些解决具有 安全隐患问题的教具时,首先考虑的是安 全。例如:点燃可燃性气体与氧气或空气 的混合气体时,往往实验者心理压力较大。 为了解决这一问题,我设计了遥控点燃气 体的装置,消除了操作者的心里压力。
三、改进与创新让化学实验更精彩
(部分自制教具及实验改进介绍)
实验的改进与创新不仅仅能够培养学生 的动手能力,训练学生的思维。所制作的教 具往往还能给相关实验带来意想不到的效果, 让学生对化学更感兴趣。下面我介绍几件自 制教具及改进的实验与各位老师分享。
1、分子是运动的实验改进 取一只无色矿泉水瓶,在距瓶底约5cm处
小结:
化学实验设计、改进和创新应遵循的原则 是:
科学性,可行性,安全性,规范性,简 约性和创造性。
二、化学实验改进与创新的方法
1、引入法 根据特定需要,灵活地把在其他方面成功的方
法引入到实验改进与创新中。运用此法的关键是要 善于发现各类事物的类似性,再从中寻求启发。例 如:用作电子教鞭的激光笔用于丁达尔实验的入射 光源时,可在明亮教室里进行演示丁达尔现象,解 决了丁达尔现象实验只有在暗光条件下才能完成的 问题。
化学实验的 改进与创新
芜湖市清水河中学 唐宝立 494482825@
2013.8.22
化学是一门以实验为基础的自然科学,化 学教学离不开化学实验。实验教学的主要目的 是帮助学生更好地理解所学理论知识,并通过 实验操作来培养学生的动手能力,训练学生学 会合作和进行实验探究,让学生认识如何通过 实验的方法来解决问题,从而将理论知识与实 践密切联系起来。
说明:用25mL滴定管做此实验有同样效果。
3、验证质量守恒定律 取5-6个火柴头放入试管中,塞上带软胶囊
的塞子,放在天平上称量其质量(做一个放试 管的硬质纸支架)。取下试管,用酒精灯加热 试管底部,使火柴头在试管内燃烧。燃烧结束 后放回天平左盘,天平仍然平衡!
4、改进的尾气吸收装置 取一个矿泉水瓶,从中间截断。取上半
打一小孔,瓶配上塞子,塞子下固定一金属丝, 再在金属丝上固定几个滴有酚酞棉球。用胶头 滴管从小孔处向瓶内加几滴氨水,可观察棉球 自下而上变红。
2、分子之间有间隔
分子之间有间隔实验改进: 取两根50mL酸式滴定管,一根中装约
20mL水(加入几滴红墨水),另一根中装入 约20mL酒精,记录好体积。将酒精加入水中 (总体积小于50mL)。观察混合后体积。
实验教学种类繁多,按实验进行的形式 可分为演示实验、分组实验、并进实验、 家庭小实验等等。按实验所需结果又可分 为定性实验、定量实验和探究实验等等。 目前,现有的实验仪器虽然可以完成这些 实验,但是,有些实验问题的解决若只是 通过现有仪器往往难以实现或效果不好。 为了让学生更好的感知并解决这类问题, 或让使用现有仪器完成收效不好的实验得 以完善,很多教师往往通过自制教具或实 验改进来解决这些问题。
验证CO2密度比空气大
4、增减法
在一个装置上添加一个组件或者把装
置中的器件重组并去掉不需要的部分,往 往有可能转变成具有新的功能的实验装置。 例如:测定白磷燃烧前后质量变化情况实 验时,把原塞子改成带导管的塞子,再用 橡皮囊封住导管口。这样,在实验时就不 会出现因容器内压强增大挣脱塞子而使实 验失败的情况。
防止内压增大而冲突塞子
启示:
当前,化学实验的改进与创新中,使用的方法比 例由高到低分别有:一物多用法(17.5%)、缩放法 (16.2%)、移植法(15.0%)、组合法(15.0%)、 简化法(11.2%)、综合法(10.0%)、替换法 (7.5%)强化法(6.25%)、变换输出法(1.25%)。 研究者在该方面灵活运用了各种设计方法,但是各种 方法比例不一。主要问题是设计与改进比例失调,创 新永远少于改进;装置改进的重复研究过多;为改进 而改进,反而使装置复杂化!因此,实验的设计、创 新应该遵循简化性、实用性原则,使设计更为科学。 (摘自中学化学)
1、科学性和可行性原则 不论是什么样的实验改进与创新首先考虑的是科
学性和可行性,如果连这些都做不到,那就是在思 维方向上发生了错误,继续做下去的结果就是没有 结果或者越错越远!例如:有老师曾经设法利用启 普发生器原理完成金属钠与水反应的随控性,如果 考虑一下钠的性质,这种想法根本就是无法实现的。
2、改进与创新要能够解决一定的实验问题
部分,再从截断处向上剪开几个等高豁口。给 瓶口配上带导管的塞子即可。
5、面粉爆炸实验
6、无极升降酒精灯支架
7、固体分装漏斗 取一个矿泉水瓶,从距瓶口约10cm处截
断,截下的上部分即可用作固体分装漏斗。
谢 谢!
2013.8
2、替代法
替代法是设计实验时常用的方法之一, 就是运用具有相同或相似功能的其他器材 代替原来实验所需器材。例如:用于分装 药品胶囊的塑料板经酸液或氢氧化钠溶液 处理、清洁后替代点滴板具有同样效果, 它还可以用于微型投影实验。
点滴板与胶囊
3、组合法
许多创造发明就是把现有的东西中各 自要素分开,然后按照新理念加以重新组 合,从而产生新事物或新方法。运用组合 法改进实验时,就是把整个实验器材或全 套装置分解为若干部分,然后科学地组合, 从而得到新的实验装置。例如:用棉花做 成摆球放入容器中,向容器中倒入CO2气体, 棉球在容器中摆动起来,根据这一现象可 知CO2密度比空气大。此法比用杠杆做此实 验的方法要简便的多!
改进与创新实验往往是针对某一具体实 验问题的,因此具有较强的独立性。同一 问题往往又有多种解决的方法,因此,实 验改进、创新的设计又存在着多样性和灵 活性。也正是由于这种多样性和灵活性的 存在而使得创新实验难度加大。但是,只 要我们掌握了改进与创新实验的要求和方 法,其难点还是可以解决的。
一 、 化学实验改进与创新应遵循的原则
使该问题迎刃而解。
取用固体的塑料槽
4、改进与创新的实验应尽可能简单明了且 易于操作
改进与创新的实验应该简洁明了,以 便于实验者、观察者明白设计者的用意, 并通过相对简单的实验操作去解决相应的 实验问题。例如:取用少量液体试剂时用 胶头滴管,如果液体的密度较大时,吸入 液体后移动滴管时液体易滴落,这给实验 带来安全隐患。根据这一情况,我设计的 “S形尖嘴胶头滴管”很好地解决了这一问 题。
我们改连这一要求都达不到,那就失 去了它的意义。例如:启普设计的启普发生器解决 了不需加热条件下块状固体与液体反应制气的随控 性问题。启普发生器既方便了这类气体的制取,又 节约了化学试剂,因而一直引用至今。由于该仪器 制作难度大,后人根据其原理制所作出具有同等功 效的简易气体发生装置同样深受实验者欢迎!
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