化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新

1、化化 學(xué)學(xué) 實實 驗驗 的的改改 進(jìn)進(jìn) 與與 創(chuàng)創(chuàng) 新新 蕪湖市清水河中學(xué) 唐寶立 2013.8.22 化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)教學(xué)離不開化學(xué)實驗。實驗教學(xué)的主要目的是幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)理論知識，并通過實驗操作來培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，訓(xùn)練學(xué)生學(xué)會合作和進(jìn)行實驗探究，讓學(xué)生認(rèn)識如何通過實驗的方法來解決問題，從而將理論知識與實踐密切聯(lián)系起來。 實驗教學(xué)種類繁多，按實驗進(jìn)行的形式可分為演示實驗、分組實驗、并進(jìn)實驗、家庭小實驗等等。按實驗所需結(jié)果又可分為定性實驗、定量實驗和探究實驗等等。目前，現(xiàn)有的實驗儀器雖然可以完成這些實驗，但是，有些實驗問題的解決若只是通過現(xiàn)有儀器往往難以實現(xiàn)或效

2、果不好。為了讓學(xué)生更好的感知并解決這類問題，或讓使用現(xiàn)有儀器完成收效不好的實驗得以完善，很多教師往往通過自制教具或?qū)嶒灨倪M(jìn)來解決這些問題。 改進(jìn)與創(chuàng)新實驗往往是針對某一具體實驗問題的，因此具有較強(qiáng)的獨立性。同一問題往往又有多種解決的方法，因此，實驗改進(jìn)、創(chuàng)新的設(shè)計又存在著多樣性和靈活性。也正是由于這種多樣性和靈活性的存在而使得創(chuàng)新實驗難度加大。但是，只要我們掌握了改進(jìn)與創(chuàng)新實驗的要求和方法，其難點還是可以解決的。一一 、 化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新應(yīng)遵循的原則化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新應(yīng)遵循的原則 1、科學(xué)性和可行性原則 不論是什么樣的實驗改進(jìn)與創(chuàng)新首先考慮的是科學(xué)性和可行性，如果連這些都做不到，那就是在思維

3、方向上發(fā)生了錯誤，繼續(xù)做下去的結(jié)果就是沒有結(jié)果或者越錯越遠(yuǎn)！例如：有老師曾經(jīng)設(shè)法利用啟普發(fā)生器原理完成金屬鈉與水反應(yīng)的隨控性，如果考慮一下鈉的性質(zhì)，這種想法根本就是無法實現(xiàn)的。 2、改進(jìn)與創(chuàng)新要能夠解決一定的實驗問題、改進(jìn)與創(chuàng)新要能夠解決一定的實驗問題 我們改進(jìn)與創(chuàng)新實驗的目的往往就是用以解決某些實驗問題。如果連這一要求都達(dá)不到，那就失去了它的意義。例如：啟普設(shè)計的啟普發(fā)生器解決了不需加熱條件下塊狀固體與液體反應(yīng)制氣的隨控性問題。啟普發(fā)生器既方便了這類氣體的制取，又節(jié)約了化學(xué)試劑，因而一直引用至今。由于該儀器制作難度大，后人根據(jù)其原理制所作出具有同等功效的簡易氣體發(fā)生裝置同樣深受實驗者歡迎！自

4、制氣體發(fā)生器3、改進(jìn)與創(chuàng)新實驗應(yīng)具有一定的創(chuàng)造性、改進(jìn)與創(chuàng)新實驗應(yīng)具有一定的創(chuàng)造性 任何一個實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新都是為解決某一具體問題而設(shè)計的，因此其必定融入改進(jìn)者的理念，因而具有一定的創(chuàng)造性。而這一理念的來源恰恰是改進(jìn)者對這一具體實驗的理解和分析。例如：取用粉末狀固體時用藥匙，而現(xiàn)有的藥匙與試管規(guī)格匹配程度不高，因此取用時常常與紙槽并用，這樣就增大了試劑取用的難度且操作繁瑣。根據(jù)這一取用操作特點，我設(shè)計制作出“取用固體的塑料槽”，這一改進(jìn)便使該問題迎刃而解。取用固體的塑料槽 4、改進(jìn)與創(chuàng)新的實驗應(yīng)盡可能簡單明了且、改進(jìn)與創(chuàng)新的實驗應(yīng)盡可能簡單明了且易于操作易于操作 改進(jìn)與創(chuàng)新的實驗應(yīng)該簡潔明了，

5、以便于實驗者、觀察者明白設(shè)計者的用意，并通過相對簡單的實驗操作去解決相應(yīng)的實驗問題。例如：取用少量液體試劑時用膠頭滴管，如果液體的密度較大時，吸入液體后移動滴管時液體易滴落，這給實驗帶來安全隱患。根據(jù)這一情況，我設(shè)計的“s形尖嘴膠頭滴管”很好地解決了這一問題。s形尖嘴膠頭滴管 5、改進(jìn)與創(chuàng)新的實驗應(yīng)具有很好的安全性、改進(jìn)與創(chuàng)新的實驗應(yīng)具有很好的安全性和規(guī)范性和規(guī)范性 化學(xué)實驗教學(xué)時，實驗的安全性應(yīng)放 在首位。為確保實驗者、觀察者的安全，確保實驗的可重復(fù)性，設(shè)計某些解決具有安全隱患問題的教具時，首先考慮的是安全。例如：點燃可燃性氣體與氧氣或空氣的混合氣體時，往往實驗者心理壓力較大。為了解決這一問

6、題，我設(shè)計了遙控點燃?xì)怏w的裝置，消除了操作者的心里壓力。小結(jié)：小結(jié)： 化學(xué)實驗設(shè)計、改進(jìn)和創(chuàng)新應(yīng)遵循的原則是： 科學(xué)性，可行性，安全性，規(guī)范性，簡科學(xué)性，可行性，安全性，規(guī)范性，簡約性和創(chuàng)造性。約性和創(chuàng)造性。二、化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新的方法二、化學(xué)實驗改進(jìn)與創(chuàng)新的方法 1、引入法、引入法 根據(jù)特定需要，靈活地把在其他方面成功的方法引入到實驗改進(jìn)與創(chuàng)新中。運用此法的關(guān)鍵是要善于發(fā)現(xiàn)各類事物的類似性，再從中尋求啟發(fā)。例如：用作電子教鞭的激光筆用于丁達(dá)爾實驗的入射光源時，可在明亮教室里進(jìn)行演示丁達(dá)爾現(xiàn)象，解決了丁達(dá)爾現(xiàn)象實驗只有在暗光條件下才能完成的問題。 2、替代法、替代法 替代法是設(shè)計實驗時常用的方

7、法之一，就是運用具有相同或相似功能的其他器材代替原來實驗所需器材。例如：用于分裝藥品膠囊的塑料板經(jīng)酸液或氫氧化鈉溶液處理、清潔后替代點滴板具有同樣效果，它還可以用于微型投影實驗。點滴板與膠囊 3、組合法、組合法 許多創(chuàng)造發(fā)明就是把現(xiàn)有的東西中各自要素分開，然后按照新理念加以重新組合，從而產(chǎn)生新事物或新方法。運用組合法改進(jìn)實驗時，就是把整個實驗器材或全套裝置分解為若干部分，然后科學(xué)地組合，從而得到新的實驗裝置。例如：用棉花做成擺球放入容器中，向容器中倒入co2氣體，棉球在容器中擺動起來，根據(jù)這一現(xiàn)象可知co2密度比空氣大。此法比用杠桿做此實驗的方法要簡便的多！驗證co2密度比空氣大 4、增減法、

8、增減法 在一個裝置上添加一個組件或者把裝 置中的器件重組并去掉不需要的部分，往往有可能轉(zhuǎn)變成具有新的功能的實驗裝置。例如：測定白磷燃燒前后質(zhì)量變化情況實驗時，把原塞子改成帶導(dǎo)管的塞子，再用橡皮囊封住導(dǎo)管口。這樣，在實驗時就不會出現(xiàn)因容器內(nèi)壓強(qiáng)增大掙脫塞子而使實驗失敗的情況。防止內(nèi)壓增大而沖突塞子啟示：啟示： 當(dāng)前，化學(xué)實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新中，使用的方法比例由高到低分別有：一物多用法（17.5%）、縮放法（16.2%）、移植法（15.0%）、組合法（15.0%）、簡化法（11.2%）、綜合法（10.0%）、替換法（7.5%）強(qiáng)化法（6.25%）、變換輸出法（1.25%）。研究者在該方面靈活運用了各種

9、設(shè)計方法，但是各種方法比例不一。主要問題是設(shè)計與改進(jìn)比例失調(diào)，創(chuàng)新永遠(yuǎn)少于改進(jìn)；裝置改進(jìn)的重復(fù)研究過多；為改進(jìn)而改進(jìn)，反而使裝置復(fù)雜化！因此，實驗的設(shè)計、創(chuàng)新應(yīng)該遵循簡化性、實用性原則，使設(shè)計更為科學(xué)。（摘自中學(xué)化學(xué)）三、改進(jìn)與創(chuàng)新讓化學(xué)實驗更精彩三、改進(jìn)與創(chuàng)新讓化學(xué)實驗更精彩 （部分自制教具及實驗改進(jìn)介紹）（部分自制教具及實驗改進(jìn)介紹） 實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新不僅僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，訓(xùn)練學(xué)生的思維。所制作的教具往往還能給相關(guān)實驗帶來意想不到的效果，讓學(xué)生對化學(xué)更感興趣。下面我介紹幾件自制教具及改進(jìn)的實驗與各位老師分享。1、分子是運動的實驗改進(jìn) 取一只無色礦泉水瓶，在距瓶底約5cm處打一小孔，瓶配上塞子，塞子下固定一金屬絲，再在金屬絲上固定幾個滴有酚酞棉球。用膠頭滴管從小孔處向瓶內(nèi)加幾滴氨水，可觀察棉球自下而上變紅。2、分子之間有間隔 分子之間有間隔實驗改進(jìn)： 取兩根50ml酸式滴定管，一根中裝約20ml水（加入幾滴紅墨水），另一根中裝入約20ml酒精，記錄好體積。將酒精加入水中（總體積小于50ml)。觀察混合后體積。 說明：用說明：用25ml滴定管做此實驗有同樣效果。滴定管做此實驗有同樣效果。3、驗證質(zhì)量守恒定律 取5-6個火柴頭放入試管中，塞上帶軟膠囊的塞子，放在天平上稱量其質(zhì)量（做一個放試管的硬質(zhì)紙支架）。取下試管，用酒精燈加熱試管底部，使火