4 科技辅导员创新项目一等奖作品集

溶液导电实验器的制作兰州市第八十二中学魏麦红一、摘要本装置适用于九年级化学酸、碱溶液的导电性实验以及高中化学强、弱电解质的实验教学，具有操作方便、现象明显、节约课堂时间、对比性强等优点。

二、选题背景九年级人教版课本第十单元课题一《常见的酸和碱》的教学中，对于酸、碱为什么具有相似的化学性质这一知识点的教学是从溶液的导电性引入的，通过酸能电离出氢离子和酸根离子来说明酸具有相似化学性质的原因，通过碱能电离出氢氧根离子和金属离子来说明碱具有相似化学性质的原因。

其中溶液的导电性实验是演示实验，作为这部分内容的引入，本实验不能占用太多课堂时间，课本上安排了盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、蒸馏水、乙醇等六种试剂，如果用课本上的装置（如下图）进行实验，首先要连接电路，而且每次只能测一种溶液的导电性，做完一种要清洗电极，再做下一种溶液，整个实验过程非常费时间，在现在这个以高效课堂为理念的教学改革形式下，这样的实验显然是需要改进的，因此我在思考能否制作一个装置让六个实验同时进行，于是就有了我的教具制作。

三、制作的基本思路与制作过程1、查阅资料与已有的该类装置，分析其优缺点。

溶液可以导电是因为电解质溶于水会电离出阴阳离子，当两个电极插入溶液时，因为正负相吸的关系，阳离子流向负极，阴离子流向正极，离子的这种移动就形成了离子流。

因为离子流动也是电荷流动的一种，相当于金属线上的电子定向移动，所以溶液可以导电。

课本上的演示实验利用的就是这个原理。

在这个实验中用直流电有可能会在溶液中发生电化学反应（例如电解水成为氢气和氧气），影响测量结果；如果用交流电就不会出现这样的问题，因为电流的方向总是在变化，溶液中没有稳定的电极存在，不会发生持续的电化学反应。

经查阅现在市面上对该实验的改进装置已经有很多，最常见的就是下图所示的两种。

J26011装置的优点是装置小巧，便于携带，作为学生实验很好用，但是正是由于它的小巧，所以不适合用于演示实验，而该实验是演示实验；并且该装置也是每次只能测试一种溶液，清洗电极等操作依然会耗费大量的时间，还有该装置使用的是直流电，溶液容易发生电化学反应。

26010装置的优点是五组溶液同时进行实验，但课本实验安排的是六种溶液，还是有些遗憾，有一种溶液还需要重复测定；而且该装置用的是发光二极管，光的强度不适合作为演示实验，并且通过发光强度来区分强、弱电解质的对比也不明显。

2、设计装置的电路图、外观。

我的设计思路是要一次性完成课本的六种溶液导电性的测定，所以需要设计的是六组并联电路，如下图。

在制作材料的选择上我考虑到节约、环保、耐用等因素，选择了木头，这些都是我在废弃物中找到的。

因为要作为演示实验，所以装置的外观不能太小巧，发光的材料选择了灯泡，电源应用的是220V的交流电。

3、制作过程。

准备材料、工具……首先完成箱体的制作及喷漆。

然后安装灯座、开关、插座。

最后连接电路。

4、制作完成，实验装置的性能。

①测定一种溶液，查看电路是否通畅。

②同时测定蒸馏水、盐酸、氢氧化钠固体、氢氧化钠溶液、乙醇、氢氧化钙溶液等六种物质的导电性。

③测定同浓度的强、弱电解质溶液的导电性，比较灯泡的发光强度。

四、该项目应用了哪些科学方法、科学原理1、溶液可以导电的原因是溶液中存在自由移动的粒子。

2、利用并联电路设计了可以同时进行的六个实验，以节约课堂时间。

3、采用交流电作为电源，避免溶液发生电化学反应。

4、采用了惰性电极——碳棒，避免电极发生电化学反应。

五、该项目的创新点或改进点1、操作方便。

本装置的电路已经连接完成，课堂演示时只需要在烧杯中添加溶液，打开开关即可，操作非常方便。

2、现象明显。

本装置的发光元件用的是灯泡，发光强度大，课堂演示现象非常明显，效果良好。

3、节约课堂时间。

本装置采用了六组并联电路，同时完成六个演示实验，实验整个过程大概只需要3分钟，节约了宝贵的课堂时间。

4、对比性强。

本装置采用了六组并联电路，用来做强、弱电解质的导电能力的对比实验，灯泡的发光强度的强弱是非常明显的。

5、该装置制作简单，成本低，具有连续使用的特点。

在制作该装置时我收集了一些生活废品如木板、废旧电线、废旧凉席块等，降低了制作成本。

六、项目的使用情况和进一步完善的设想；该装置通过测试可以完成九年级化学酸、碱溶液的导电性实验，以及高中化学强弱电解质的导电性的对比实验，现象明显，操作简单，具有可推广的价值。

进一步完善的设想是在该装置上可串联一微型毫安表, 这样可以定量比较同浓度的不同溶液的导电能力强弱以及不同浓度的同种溶液的导电能力强弱。

自制数学教具的艺术魅力甘肃省皋兰县第一中学张世云西腊数学家普罗克鲁斯说：“哪里有数，那里就有美”。

师生动手自制数学教具的活动，其实就是一门创造并感受“数学美”的艺术。

这是学生在“做”中“学”，“玩”中“学”，从中就会真正地挖掘数学的内涵，提炼数学的规律，揭示数学的本质。

从中也会自然地开发学生的智力，拓展学生的思维，提高学生的能力。

数学的魅力是无穷的！重视过程教学是新课程改革的基本理念。

而通过自制教具活动，就是加强学生学习过程的探究性，注重学生自主学习能力的培养，使学生在积极的动手操作、主动思考、合作交流等情感体验中，逐步形成喜爱质疑、乐于研讨、积极思考、努力求知的心理倾向，从身体和心理等各个方面多维地接受知识，理解知识，掌握知识。

我校在承担甘肃省教育科学“十二五”规划课题《新课程下设立中学数学实验室的行动研究》的实践中，通过开展自制教具的活动，教师重视启发引导学生深入钻研教材，相互讨论，合作交流，就地取材，动手操作，反复试验。

手巧自然心灵，许多师生制作出了一些简单实用、朴实美观、构思巧妙、新奇独特、能反映知识发自根本的真谛、富有艺术和智慧的教具。

有的作品本身就是一件精美的“艺术品”，欣赏后自然让人陶醉，感受数学之美；有的作品通过揭示数学原理，会使人茅塞洞开，恍然大悟；有的作品在教学过程中，恰好起到画龙点睛的作用。

有的作品通过层层选拔推荐参赛并获得各级教育部门的奖励，特别是我校师生自制的数学教具《正、余弦曲线规》、《圆锥曲线规》、《平面几何图形动态演示器》及《立体几何模型》分别获得全国优秀自制教具评选一等奖和甘肃省优秀自制教具评选二等奖及三等奖。

通过一件件作品的说明展示，师生真正才领会到“凡物皆数”的哲学思想。

下面笔者就结合自己创新制作的数学教具《平面几何图形动态演示器》（见图1，本教具已获取国家专利），通过说明该教具的意义及用途，进一步体会自制数学教具的艺术魅力。

1．图中的活动杆I与活动II通过相交点处的转动就构成了一个动态的平面坐标系，用弹性件（如橡皮筋）连接某些固定件就可以演示多种平面几何图形，特别能动态地演示一些特殊的三角形（等腰三角形、直角三角形）和四边形（平行四边形、矩形、菱形、正方形、等腰梯形）以及圆的定义、性质和判定及其证明思路，进一步理解图形之间由一般到特殊或由特殊到一般连续运动变化的内在联系。

2．在教学活动中，让学生利用本演示器亲自实践操作并研究，一方面能调动学生学习的主动性和积极性，提高学生的动手实践能力，开发学生的智力，另一方面又能让学生体验到平面几何图形连续运动变化过程的美感，真正从本质上牢记并掌握各种平面几何图形的有关定义、性质及判定，创新学生的思维，教学效果会特别明显。

3．教师适当地引导学生发挥想象力，利用本演示器或者调整组装本演示器的个别零部件，通过学生亲自动手操作，可以动态地演示有关平面几何100多个知识点及其图形。

演示的图形有：各种三角形、四边形、对顶角和邻补角、垂线和斜线、三线八角、线段中垂线、角平分线、三角形的各元素之间关系图、三角形的中位线、圆和圆内接矩形、圆周角、垂直于弦的直径、均值不等式的几何意义、平面向量的运算图解、锐角三角函数的概念及增减变化图等。

教学活动中，师生只要用发现的眼睛和思考的大脑去观察数学世界、钻研数学教学，就一定能够创造发明出各式各样并且能启迪思维、开发智力的数学教具，展示“她”风韵无穷的艺术魅力，从中自然会享受到获得真知的美感。

图 1图1 为数学教具《平面几何图形动态演示器》的结构示意图。

图中：1—活动杆I 2—活动杆II 3—弹性件4—固定件三烧杯套装式气体发生器康乐县八松初级中学李虎林技术领域本实用新型涉及一种化学反应气体发生装置，特别是一种三烧杯套装式气体发生器。

背景技术当前中学常见的化学气体制备装置主要有三类，第一类制氧装置（大试管略向下倾斜，如制备氧气、氨气、甲烷等），第二类制氢装置（启普发生器或简易装置，如制备氢气、二氧化碳、乙炔等），第三类制氯装置（圆底烧瓶、滴液漏斗等，如制备氯气、氯化氢等），但以上装置在使用时存在一些问题：1.制备与验证不能同时进行，一般都是先制备，后验证。

2.密闭性较差，环境污染大。

3.仪器组装较复杂。

4.路线长且应用单一。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种三烧杯套装式气体发生器，以解决现有制备装置存在的制备与验证不能同时进行、密闭性差、操作复杂、路线长、制备单一等问题。

本实用新型包括大烧杯（1）、中烧杯（2）、小烧杯（4）、试管（3）与水槽（6），所述小烧杯（4）和试管（3）固定于中烧杯（2）中并置于水槽（6）中，所述大烧杯（1）倒扣于中烧杯（2）外并置于水槽（6）中。

本实用新型结构简单，原理简单，环保，操作简便，实验功能多，密闭性好，安全可靠，造价低。

既能制取八种气态物质（Cl2、HCl、C2H2、CO2、H2S、SO2、NO2、NH3），又能验证其气体的性质，适宜于化学实验的演示和学生实验。

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图1图中：大烧杯（1），中烧杯（2），试管（3），小烧杯（4），增重物（5），水槽（6）。

具体实施方式下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

如图1所示，本实用新型实施方式的结构如下：一种三烧杯套装式气体发生器，它包括大烧杯（1）、中烧杯（2）、小烧杯（4）、试管（3）与水槽（6），所述小烧杯（4）和试管（3）固定于中烧杯（2）中并置于水槽（6）中，所述大烧杯（1）倒扣于中烧杯（2）外并置于水槽（6）中。

所述小烧杯（4）和试管（3）由增重物（5）固定于中烧杯（2）中。

所述中烧杯（2）的高度大于小烧杯（4）的高度，所述小烧杯（4）的高度大于试管（3）的管口高度。

水槽（6）具有处理毒害气体的作用，也可以选用敞口大器皿，如水盆等。

增重物（5）具有增重和固定小烧杯（4）和试管（3）的作用，增重物（5）可以选用沙砾、土、石子等。

具体操作过程如下：(以碳酸钙/稀盐酸制备二氧化碳，验证二氧化碳与石灰水的反应性质为例)1.用增重物（5）把小烧杯（4）和试管（3）固定于中烧杯（2）中并放入水槽（6）中。

2.在小烧杯（4）中加入一种反应物碳酸钙，在试管（3）中加入验证物石灰水，在水槽（6）中加入吸收液碱液。