利用废弃物制作微型化学实验仪器活动方案
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初中微型化学实验的教案
实验目的:通过电解水制备氧气,观察氧气的性质。
实验原理:在电解水的过程中,水分解成氢气和氧气,氧气则在实验中被收集起来。
实验器材:干净的试管、盛水的容器、电池、导线、导电板、夹子、酸性或碱性废液、盐桥、电压表、氢气收集器。
实验步骤:
1. 准备好实验器材,将盛水容器中的水加入适量的盐桥和盐酸或氢氧化钠溶液,插入电池的两端,接通电路。
2. 将试管倒置于容器中,用夹子夹住试管的一端,另一端与导电板相连,以收集氧气。
3. 观察电解水的过程,等待收集到一定量的氧气后,关闭电路,取出试管。
4. 用一根火柴点燃试管中的氧气,观察氧气燃烧的现象。
实验注意事项:
1. 小心操作电路,避免发生电路短路或其他安全事故。
2. 实验中的氢气是易燃的气体,注意避免火源附近操作。
3. 实验后及时清洗实验器材,注意保持实验室环境整洁。
实验结果:观察到电解水时有氢气冒泡生成,氧气在试管中逐渐积聚,氧气能够支持燃烧现象。
实验评价:通过本实验,学生可以了解氧气的性质和制备方法,并培养了实验操作技能和观察能力。
延伸实验:可以进一步观察氧气的重量、稳定性以及与其他气体的反应等性质。
巧用青霉素小瓶制作电解实验微型探究仪摘要:针对传统电解实验方案的不足,介绍了用青霉素小瓶及必要的用品制作电解实验微型探究仪的研制过程和使用方法,指出了该仪器的优点和其他应用。
关键词青霉素小瓶实验探究电解实验微型实验氯化铜饱和食盐水化学新课程提倡科学探究,并强调实验探究是科学探究的主要方式[1]。
同时提倡教师和实验管理人员开发实验仪器,研究低成本、少污染的化学实验,鼓励学生和教师充分利用生活中的常用品和废弃物设计富有特色的实验和实践活动[2]。
在教学实践中,笔者发现传统的电解原理及其应用的实验方案[3,4],存在有毒气体的排放,装置与操作较为烦琐,药品用量较多,只适用于教师课堂演示而不适宜于学生自主探究的不足。
为此,笔者利用废弃的青霉素小瓶、UV无影胶等材料,创造出适合学生探究的绿色化的微型实验探究仪,经教学中应用效果很好,现介绍如下。
图1 电解CuCl2溶液图2 电解饱和食盐水1 探究仪的研制1.1 玻璃管的截断与加工截取长为2.0~2.5 cm的玻璃管,用坩埚钳夹住在酒精灯上把两端烧圆滑。
1.2 玻璃钻头的选择选择外径略粗于玻璃管外径的钻头,安装在玻璃钻上,将玻璃钻接上电源。
1.3 青霉素小瓶的打孔图1将废弃的青霉素小瓶冲洗干净后放在水平面上,一手摁住小瓶,一手持玻璃钻,在距离小瓶上端约2.0 cm处与侧面垂直的方向打孔,然后再在该小瓶另一侧距底部1.5 cm的位置打一小孔(见图1)。
用同样的方法给另一个小瓶打2个小孔。
1.4 玻璃管的粘接将洗净晾干的一个小瓶放置在水平面上,将玻璃管一端插入其中一个小孔使之约在瓶内露出0.2 cm。
然后在无阳光和灯光处小心地把一滴UV无影胶挤出落在玻璃与小孔结合处的表面(本实验先后采用广州国立胶粘剂厂生产的永强牌855无影胶及上海UV紫外线光固化胶研究室研制的2618型号的低浓度无影胶,效果均很好)。
倾刻稍转动玻璃管使胶水在粘接部位的孔隙内均匀充满,再在太阳光下或离紫外灯10 cm处照射,约30 s基本固定粘接处。
微型实验,助力初中化学实验教学作者:钟艳玲来源:《当代教学与管理》2013年第05期化学是一门以实验为基础的学科,实验是化学的灵魂,也是培养学生形成科学的思维方法的重要途径。
继新课程的推广实施,探究学习和自主学习成为学生学习过程的主旋律,让学生亲历实验,充分发挥实验教学的优势,促进学生的全面发展,是当前化学教学的迫切需求。
微型实验是利用随手可得的实验器材,用尽可能少的化学试剂,获得比较明显、清晰的实验结果。
在教学中引入微型实验,可以彻底改变传统演示实验"教师一人做,学生多人看"的现状,将使更多学生加入到自己动手实验,自主探究的过程中来;同时因其微型化的特点,可以节约药品用量,降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间并且安全性高。
有利于增强学生的实验能力。
首先,通过微型实验仪器的选择和制作,可以培养和提高学生动手、动脑、观察、思维、自学等能力。
教学中,我们可以指导学生利用家庭或医院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。
一次性输液管、一次性针筒、各种口服液瓶、眼药水瓶、感冒胶囊用完后带凹槽的塑料板,甚至滤纸等等,都可在我们的微型实验中派上用场。
如酒精灯的制作:可由墨水瓶改制,取一块铜片,剪成直径略大于瓶口的圆形,中间打一孔,插入一段带螺纹的金属管,上下两面用螺丝固定,穿好棉纱作灯芯,再用一个已经打磨为平口的安瓿瓶做灯帽即可。
各种反应容器的选择,可把医用安培瓶、各种口服液瓶和饮料瓶收集起来于水面下在细砂轮上磨至平口,即成为反应容器,粗矮的可做"烧杯""广口瓶""集气瓶",细长的可做"试管"。
甚至还可以结合具体实验,如对金属性质的探究,可用用完的感冒胶囊的凹槽塑料板代替滴定板,代替试管充当反应容器,既节约时间,更能将铁、铜、镁、锌四种金属与酸的反应对比集中在四个塑料凹槽中。
而微型实验箱内的药品,可从废旧物品中收集,如从废电池中收集到锌、石墨、二氧化锰等;从食品包装袋中收集到生石灰、还原铁粉、硫酸铜;从家庭厨房中可收集到碳酸钠、碳酸氢钠;从旧纱窗上得到细铁丝,点缀一些白棉花则做成"铁树"做"分子的运动--铁树开花"实验。
初中化学实验室“三废”及其处理方案作者:赵君健来源:《甘肃教育》2018年第24期【关键词】初中化学;实验室;三废;处理【中图分类号】 G633.8【文献标识码】 A【文章编号】 1004—0463(2018)24—0127—01环境问题目前是一个倍受全球瞩目的社会问题,解决环境问题从教育入手乃是基础途径。
化学教育,特别是化学实验教学,对此责无旁贷。
化学实验的改进可以从根本上减少污染,意义深远;而“三废”的合理处理,会大大控制有害物的排放,是保护自然环境,防治污染的有效措施。
从这两方面进行加强,减少污染的同时,也让环境保护的意识在师生中萌发并被重视起来。
在此,从这两个方面对实验室“废气”、“废液”、“废渣”的处理作一综述。
一、化学实验改进减少“三废”污染1. 实验操作规范化是减少环境污染的重要保证。
使学生在药品的取用、物质的称量、液体的量取和转移、物质的加热、玻璃仪器的洗涤、液体的过滤等做到动作准确、操作熟练、运用灵活。
将定性实验中的药品定量化,提高了实验的科学性,又为实验操作规范化奠定了基础,是减少环境污染的重要保证。
2. 实验的微型化是防治环境污染的重要途径。
微型化学实验(简称ML实验)成本低,微型实验仪器可以利用废弃物,像青霉素药瓶可做试剂瓶、集气瓶;一次性输液管可做导气管、滴管;指甲油瓶可做酒精灯;塑料吸管可做取药管等。
直观、明显、安全,减少了燃、爆、毒、腐蚀等危险性,减少给环境带来的污染。
如,硫在氧气中燃烧的实验,基按常规实验,每次需硫粉0.3g~0.5g,反应后生成SO2为0.6g~1.0g,而微型实验每次需硫粉约0.02克,反应后生成SO2为0.04g,排污量大大降低,对师生健康有益。
所以,实验的微型化是防治环境污染的重要途径。
二、对学生实验的改进和加强,减少“三废”的排放量1. 学生实验接触到的浓酸、浓碱、强氧化剂、氯水、溴水、重金属盐类、四氯化碳、苯酚等,其本身就是一种环境污染物,取用时教师必须注意强调“安全”、“少量”。
探索篇誗方法展示用生活废弃品自制化学实验仪器张涛(甘肃省天水市秦安县第五中学,甘肃天水)回顾高一这一学期多来化学实验教学情况,主要有以下几点不足之处:1.学生在学习化学实验时,往往课前没有预习,对实验内容、实验步骤、实验操作等不了解,在演示实验中,抱着新鲜的心理,这样造成对实验的学习态度不端正。
2.从本班学生上课的状态来看,不能积极参与到实验中,对实验学习的认识不到位,造成了实验学习效果不理想。
3.课堂上观看老师的演示实验、观看PPT 中的形象的化学实验视频较多,而学生分组实验较少,这样我感到学生只是表面上观察实验现象,然后分析得出结论,造成对化学实验操作掌握的层次较低。
4.课堂化学实验是穿插在化学教学过程中完成的,学生观看、老师做,也不仔细观察老师是如何做的,造成学生只对实验现象有印象,却不能很好地领悟化学知识的形成。
鉴于以上化学实验教学的不足,我本着让学生自己动手做实验的思想,提出“用生活废品自制化学实验仪器”并进行学生分组实验,以激发学生对化学实验学习的积极性,同时提高学生的观察、思维、动手操作能力,从而对化学学习产生兴趣。
一、用塑料瓶代替烧杯演示钠与水反应的实验仪器:透明塑料瓶、小刀、透明胶带、镊子、滤纸等;药品:钠、纯净水、酚酞等。
实验装置:实验步骤:用小刀将塑料瓶从中间沿斜上角割开,但不割断,在割口处粘贴透明胶带,在瓶盖上打个小孔。
①按装置图组装好仪器;②在塑料瓶中加入适量的蒸馏水,再滴加2滴酚酞试液;③用镊子取一小块钠,用小刀切去黄豆粒大小的钠,用滤纸擦干表面的煤油;④将钠块投入到塑料瓶中,粘贴透明胶带,去掉瓶盖。
实验效果:①装置操作简便,现象明显。
②便于收集产生的气体并检验该气体。
存在的问题:收集到的气体量较少,究其原因可能一是加入的钠的量少,二是瓶盖上方和侧面透明胶带粘贴处漏气,三是收集氢气的塑料瓶太大,改成气球效果会更好。
改进的地方:在瓶盖下方加一橡皮塞,侧面钠块放入后用胶带粘贴好。
《二氧化硫的性质》微课程设计方案主题:探究二氧化硫的性质教学目标:选取教材中具有代表性的二氧化硫性质探究的实验,探索微型实验入课堂的可能性,可以改变过去那种“教师一人做、学生全班等待”的局面,使“学生为主体、教师为主导”的教学思想得以实施。
让学生进行微型化实践,并将实验结果与课堂所学知识相互印证,使学生由被动接受式学习转变为主动探索式学习,有利于培养学生动脑、动手、理论联系实际和解决实际问题的能力。
1.通过实验探究二氧化硫的溶解性、化学特性、氧化性和还原性等,提高实验设计能力、观察能力、分析能力、探究能力和合作学习能力;2.通过类比预测、实验探究、理论分析、实际应用来探究二氧化硫的溶解性、还原性、漂白性等,体验科学探究的过程和科学思维方法,提高分析、解决问题的能力。
教学对象:高一年级的学生思维比较活跃,正处于由直观思维、形象思维向逻辑思维和抽象思维的转变过程,对形象、具体、有实验的教学模式比较感兴趣。
在前面的教学过程中,学生已经完成了氧化还原反应,部分元素化合物的学习,并且通过实验探究已经具备了一定的动手能力,这些都为本节课的学习打下了基础。
但是他们的思维不够严谨,虽比较喜欢做实验,但缺乏正确的科学探究方法,因此需要在教师的引导下对二氧化硫的性质展开实验探究。
教学流程: 内容设计:利用微型化学实验仪器设计了二氧化硫的制备及性质一体化检验装置:1.二氧化硫的制备:Cu+2H 2SO 4(98%) △ CuSO 4+2H 2O+SO 2↑2.二氧化硫的性质:a.漂白性:可使品红褪色生成不稳定的无色物质(品红褪色)b.酸性氧化物:SO 2+H 2O=H 2SO 3(紫色石蕊溶液变红)Ba(OH)2+SO 2(少量)=BaSO 3↓+H 2O (白色沉淀)Ba(OH)2+2SO 2(过量)=Ba(HSO 3)2 (沉淀溶解)c.氧化性:5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2O = K 2SO 4 + 2MnSO 4 + 2H 2SO 4(褪色)3SO 2+K 2Cr 2O 7+H 2SO 4 = K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+H 2O (溶液变绿)d.还原性:3SO 2+2Na 2S=3S ↓+2Na 2SO 3(淡黄色沉淀)复习二氧化硫的性质 演示微型实验 设计探究实验 实验拓展实施思路:1.课堂教学:回顾教材中关于二氧化硫的制备和性质检验装置的优缺点,利用一体化微型实验仪器探究二氧化硫的性质。
利用日常小物品和废弃物开展微型化学实验
活动方案设计
天水市一中胡筱岩
一、方案名称:利用日常小物品和废弃物开展微型化学实验活动方案设计
二、方案背景:
1.化学是一门以实验为基础的自然学科,现行初、高中化学教材有许多知识和技能都是通过实验引入。
目前,我国在大多数学校的化学实验教学仍采用常规的实验方式,但是常规实验中药品用量大,危险性大,且常用到易挥发、易燃、有毒的试剂,容易造成对人体的损害和对环境的严重污染。
因此,将具有仪器小巧便携、不易破碎、液体试剂在多用滴管中不易流出和药品用量少、效果准确、明显、安全、方便、防止环境污染等优点,符合“绿色化学”理念的微型化学实验(microscale chemical experiment或microscale laboratory,简称ML.)引入中学化学教学很有必要。
2.《高中化学课程标准》指出:“鼓励学生和教师充分利用生活中的常见用品和废弃物,设计富有特色的实验和实践活动。
”实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具同样是重要的实验室资源。
用日常废弃物制作的微型化学实验仪器,具有简便、直观、精巧、药品用量少和保证实验安全等优点,更有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。
三、方案所涉及的对象、人数和需求分析
1.活动对象:高中一、二年级学生中选拔的科技创新活动骨干,共50人。
2.活动需求分析:
(1)微型化学实验操作安全、现象明显、污染小、节省实验时间
中学需做的化学实验比较多,其中有毒的实验近一半。
对于有毒的液体类污染物,常把反应完的液体倒进指定容器,用来做别的实验用,等到毒性小时再倒进下水道。
一些学校则把有腐蚀性的、有危害的实验废弃品倒在墙角埋掉。
气体不好回收,许多学校就配了通风橱,可以把有毒气体抽到空气中,但这只是做了污染物转移,并不能真正的消除污染。
若采用微型实验就可以将污染降低到最低限度,从而对师生的身体健康起到了很好的保障作用。
(2)微型化学实验节省实验经费,可使每个学生都有动手实验的机会,有利于培养学生的实验操作能力
为了开设学生实验,学校每个学期都要购买大量的实验仪器和药品,花费一笔不小的实验经费,实验老师在学生实验前还需要花费大量的时间去准备实验,实验量大、班级多时准备实验甚至需要一周时间,不仅浪费人力物力,学生的实验效果也不明显。
实验表明,微型实验的试剂用量比常规实验节省90%,且许多实验还可以采用代用品作实验,在仪器上花费也很少,故微型实验大大节省了实验经费。
微型仪器来源广泛,可以做到人手一套。
可使绝大多数学生都有动手做实验的机会,改变过去那种“一人做、大家看”的局面;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;使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导”的教学方法得以实验。
教学中教师只要积极引导,学生通过自制仪器和动手做实验,既训练了动手能力,培养了创新思维,同时较强的参与意识及微型实验内在的魅力,又大大地激发了学生进行化学实验的兴趣。
(3)利用日常小物品和废弃物,可以丰富化学学科课程资源,有利于学生创造思维能力的培养
由于教学条件的限制,许多学校的演示实验,分组实验的情况不尽人意,这不利于学生想象力,直观思维能力和发展思维能力的培养。
当采用微型化学实验后可大大改善这一状况。
由于微型化学实验仪器价格低廉又可用代用品替代,所以便于让每一个学生均亲自动手做更多的实验,去发明自制一些简易代用的仪器,去探索实验条件的改进和实验内容的改革,从而使学生获得知识经验和行为变化协同发展,使感性认识和理性认识实现有机融和,有利于创造思维的发展。
四、活动目标
1.知识与技能
(1)了解高中化学教材中有毒物质对环境和人们生活质量造成的危害。
(2)掌握化学实验操作要领及相关物质的化学性质。
(3)通过查找、搜集、整理等活动,提高学生的创新能力,初步感知研究一般问题的方法。
2.情感、态度和价值观
(1)引导学生积极参与开发课程资源的开发,使其获得亲自参与社会综合实践活动的情感体验和丰富经验,培养学生的综合实践能力。
(2)使学生牢固树立绿色实验和环境保护意识,引导学生形成关心人类自身生存环境,增强社会责任心和使命感。
(3)培养学生的探索精神、创新思维,勇于实践的能力。
从而开发学生潜能,促进学生的主动学习。
五、活动方案主题部分
(一)活动内容
自选身边小物品和废弃物设计制作微型化学实验仪器并进行实验
(二)重、难点与创新点
1.重点:对周围可利用的小物品和废弃物的调查分析。
2.难点:微型实验方案的创新设计
3.创新点:用价格低廉的代用品制作微型化学实验仪器
(三)活动过程与步骤(分三个阶段)
1.周围可利用小物品和废弃物调查分析
(1)分组调查、分析周围可利用小物品和废弃物的种类。
(一周时间)
(2)收集、整理、清洗废弃物并妥善存放。
(一周时间)
2.微型化学实验的方案设计和可行性分析
(1)学校成立微型化学实验评判小组。
(2)学生分组构思设计微型化学实验方案:包括实验名称、实验装置图、参加人数、所需用的小物品或废弃物、如何获得材料、如何完成以及还需要什么帮助等(两周时间)。
(3)学校评判小组从学生的作品中精选出有教育性、创新性和科学性的方案10~20个。
3.微型化学实验仪器制作阶段(四周时间)
(1)把精选出的方案下发给原设计人,将其他人员分别补入不同的小组,要求他们利用课外活动时间,在一个月内把自己的作品交给学校。
(2)学校评判小组根据一定的标准从中评选出一、二、三等奖并给予一定奖励。
注:交作品时要注明微型仪器的名称、装置图和用途,并要有100字以内的简要文字说明。
4.可能出现的问题及解决办法
该活动可以培养小组同学之间的合作精神和动手操作能力。
让学生了解处处有学问,只要细心观察、用心研究就会有新的发现(可能有些小组不一定能顺利完成任务,教师可帮助查阅资料并加以指导。
)
5.活动结果及呈现方式
(1)微型仪器实物在学校展览室展出,装置图和活动照片等在板报中展出。
(2)交流活动心得与感受。
(3)向全校学生宣传“利用小物品和废弃物制作微型化学实验仪器”专题知识(校报、班级板报、校园广播等)。
6.评价标准
(1)教育性:根据教学内容和教学要求,针对教学重点和难点设计、制作微型实验仪器。
(20分)
(2)科学性:设计、制作符合化学实验原理,具有明显的实验现象。
结构合理,比例恰当,富有个性特色和创新性。
(20分)(3)创新性:构思新颖,有利于激发想象力和创造力。
(25分)(4)直观性:能有效地帮助学生感知、理解知识,富有启发性,演示性良好。
(15分)
(5)实用性:选用材料适当,取材方便,制作简便,易于操作,美观耐用,可重复使用。
(15分)
(6)安全性:不应含有毒物质,不会被划伤,不漏电。
(5分)注:本考核满分为100分,70~79分为三等奖;80~89分为二等奖;90~100分一等奖。
7.活动对学生的教育
(1)本次活动有利于培养学生既动脑又动手、理论联系实际和解决实际问题的能力。
(2)有利于培养学生关心自然、关心社会、关注环境保护的情感和创新精神。
极大地提高了学生学习化学的兴趣。
(3)改变过去那种“一人做、大家看”的局面;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;使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导”的教学方法得以落实。
(4)从自己设计实验方案到亲手制作做实验仪器再到亲自动手做实验,以可帮助学生理解和形成化学概念,培养学生的观察能力和实验能力,同时,有效地激发了学生学习化学的兴趣。
六、方案体现的先进教育理念
1.体现了以学生为主体,学生主动学习,主动实践的教育理念。
围绕活动内容,通过小组活动使学生对知识的认识和体验不断加深,有利于学生个性和特长的发展。
学生通过亲身活动和实践,变被动消极的学习为主动积极富于创新的学习。
学生在活动中通过动脑思考、动手操作,调动多种感官参与、多种心理能力的投入,实现在学习中做、在做中学,增强了学习的主动性和创造性,提高了学生的认知能力。
2.体现了以活动促发展的教育理念。
在活动中进行知识的传授和学习,通过掌握科学知识促进学生成长和发展是每一项活动设计的主要目的。
各项活动关注学生的精神生活和发展需要,确定适合学生主动和谐发展的活动目标;构建了以学习者为中心、以学生实践性和自主性为基础的动态、开发的教学过程;建立平等民主的师生关系,创设适宜于学生主动参与、主动学习的新型教学情境。
3.方案根据我校丰富的实践活动资源精心设计,帮助学生建立起情感态度和科学的价值观,使学生认识到保护环境是每个人应尽的职责,自己应主动成为构建和谐社会、促进社会可持续发展的参与者和
发展者。
4.本次活动综合体现了“交互式”、“对话式”、“做中学”等教育理念,是培养学生科学素质的有效活动方案。
附录一:化学实验仪器及代用品一览表
附录二:常见化学试剂及自制方法一览表
附录三:部分微型实验装置图示例
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