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1、实验教学与教具研制化学是研究物质性质、组成、结构、变化和应用的科学。化学教学离不开实验,实验教学少不了教具。在中学化学教学实践中,教师为了更好地实现教学目标,根据教学需要,不断对实验和教具进行改进创新,涌现出许多精巧的构思与作品。从这些作品可以看到化学教具自制的方向与特点。1全国自制教具评选活动化学获奖作品分析自制教具是建立在深透理解实验原理,掌握科学方法的基础上进行的创作,是教师才智的体现和动手能力的展示,是一种教科研活动。自1986年至今,教育部委托教学仪器研究所共组织过五届全国自制教具评选活动,每届均
2、有各地推荐的近千件物理、化学、生物、数学、自然、历史、地理、音乐、特教等学科自制教具作品参评,有力推动了我国中小学实验仪器与教具的发展。可以看到化学教具的设计制作通常有以下几类:(1)简单、实用的实验室用具类化学实验室是储备药品、存放仪器的场所,更是开展实验教学的主场地。化学药品的取用与预处理、气体的制备与贮存等都有相应的方法与器具。为使实验准备简便、快捷、安全,使实验室管理得更科学、整洁,许多自制教具作品从使用与管理的角度对实验室用具进行设计。如纸漏斗、瓶塞、瓶盖开启器、防风扩焰酒精灯安全罩、调压式贮气桶
3、、多用途贮气装置、可升降铁架台、化学玻璃仪器托架系列等。这一类仪器具有一定的通用性,在设计与制作中都突出了取材方便、制作简单、造价低、实用性强的优点。最典型的例子就是由安徽凤阳中学制作的纸漏斗。它的制作方法很简单,只要把不溶于水和耐一般盐溶液的石蜡和树脂涂料如清漆涂在用硬纸板做成的漏斗上,就能替代玻璃漏斗使用,达到防水浸、防盐渍腐蚀、防变形的效果。因为用材简单而又非常实用,所以,当年在众多作品中凸现出来,得到一等奖。又如,河北唐山62中制作的瓶塞、瓶盖开启同外型和重心位置,选用粗细不同的铁丝、革板纸、木材等
4、,设计制作出摆放圆底型仪器托、管状仪器托架、片状仪器托架、棒形、柱形、导气管支架、温度计架、坩埚、蒸发皿架,使仪器能稳定直立摆放,从而使实验室管理更科学、整齐。(1)从环保角度进行改进的环保类仪器针对反应物或生成物的毒性,从环保角度对实验装置进行改进。如演示及分组化学实验防毒气装置、液封除毒化学仪器、全封闭气液反应器、二氧化氮与一氧化氮的制取和性质演示仪、一氧化氮气体简易发生器、一氧化碳还原氧化铁、氧化铜实验装置等。演示及分组化学实验防毒气装置在设计上充分考虑了有毒气体在密闭管路体系中的变换,通过推拉手柄的
5、简单操作,实现气体流进与导出都在一个密闭的体系中进行,很好地控制了气体的进出,有效防止有毒气体的逸散,便于多项目实验的衔接操作,通用性强,也是一等奖的作品。一氧化碳还原氧化铁、氧化铜实验装置,将制备出的CO气体通入盛有CuCl2盐酸溶液的小烧瓶中,先以络合物的形式储存起来。实验时,往放有烧瓶的烧杯中加入热水使络合物分解产生CO,加热内壁涂有Fe2O3或CuO粉末的玻璃管,即可观察到实验现象。而未反应的CO则用另一小烧瓶中的CuCl2吸收,以备再利用。实验完成后,向烧杯中加入冷水来停止CO的释放。以此改进,有
6、效防止了实验时CO的逸散。(1)对实验技术、方法的改进中学教材中编排的化学实验,方法与技术一般都比较成熟。但实际教学中,根据教学情景,仍可不断地突破传统的实验技术与方法,带来教学上的便利。如质量守恒定律实验测定光控装置,磷的燃烧对比演示器,原电池原理演示仪,物质燃烧条件的实验装置,电解质、非电解质及其溶液导电性演示器。质量守恒定律实验测定光控装置,利用简单的光控电路,通过电阻丝通电加热来点燃白磷,利用电磁的吸合来控制两种溶液的混合,将物理知识运用于化学实验,简明地演示了质量守恒定律。磷的燃烧对比演示器将红磷
7、与白磷放在一块电烙铁上,把电烙铁放到下口损坏的广口瓶中,插上电源,就可比较红磷、白磷受热后燃烧的快慢。(2)对知识难点的补充设计对教材中知识重点、难点进行的实验补充设计,或是知识的综合设计,或是在定量上进行的实验改进。如二氧化硫的催化氧化实验装置、一氧化氮和氧气定量反应实验装置、电解水实验演示装置。二氧化硫的催化氧化实验装置综合了硫的氧化物性质和硫酸工业制法的知识,利用大玻管、若干细玻管、橡皮塞等物根据反应原理和工业流程,将硫酸工业制法中的催化氧化!、冷热交换!、吸收成酸!进行综合设计。自制的简易装置能用两
8、三分钟简短的时间将复杂的化工原理清晰地演示出来,通过实验补充设计,加强了学生对知识的综合理解。2化学课程教学发展与教具自制创新的意义化学在千变万化的物质合成与分离中不断创造新物质,影响人类生活,推动社会进步和科技发展。中学是学生或未来的化学工作者初次接触化学知识的阶段。五彩缤纷的实验无疑可以增加学生对化学的兴趣与追求。但同时,化学实验有药品多、仪器零碎、装置繁琐,一些药品有刺激性气味,易燃、易爆,具腐蚀性、毒性
