浅谈初中化学教学中自制教具的制作和使用

浅谈初中化学教学中自制教具的制作和使用
化学是一门以实验为基础的科学。

作为实验工具的教学仪器我们学校大部分都是购买的有些仪器的实验效果虽然不错但也有一些仪器有其不足之处如有些仪器做实验时看不到内部的变化过程实验现象不明显有些仪器又不实用有些又会造成环境污染有些仪器价格又太贵学校很难承受等等。

新课程下的教学活动需要大量的器材完全依学校来配备是不现实的要给学生创造探究条件农村中学存在着很大的困难。

相比之下笔者在八年的农村化学教学摸索中除了用好经典实验装置外还充分利用现有的仪器和和一些生活中的材料自制了一些实验仪器和装置进行教学大大提高了教学质量显露出自制教具在农村化学教学中的重要意义。

一、自制教具更直观、明显。

自制教具一般取材简便制作也容易虽然没有华丽的外表但实验的现象却非常明显。

如在做“CO2 熄灭烛火”的实验时学生实验时常有这样的现象由于空间不大的烧杯里燃有两支蜡烛所以在倾倒CO2时烧杯里上升的热气流常会阻碍CO2的下沉甚至冲散CO2致使高位的烛火先熄灭或两支烛火同时熄灭。

针对上述不足笔者从“漏斗的功能”可以稳妥的引流、灌装液体中寻找克服缺点的方法终于设计出了如下的实验装置装置见图1 图1 CO2熄灭烛火实验装置做一个简单的漏斗去底去口的矿泉水瓶倒立起来将CO2由矿泉水瓶的底部口倾入。

由于矿泉水瓶里没有热气流上升所以CO2倾倒后能顺利下沉到烧杯底部并慢慢上升使得烛火自下而上依次熄灭。

再如“CO2 与NaOH溶液反应”的实验因为现象不太明显影响了教学效果为此笔者查阅了大量的资料成功的自制出了多个实验装置比较典型的如图2所示。

在图2A中把NaOH 溶液挤入集气瓶里后小气球会很快胀大在图2B中把NaOH 溶液挤入右边试管里后左边试管里95℃的水会立即沸腾气压减小沸点降低。

图2 CO2 与NaOH溶液反应的实验装置再如在讲述“溶液的导电性”时常提到“通常认为纯水不导电但用精密仪器测定时发现水有微弱的导电性”。

这部分内容没有演示实验不仅教师讲授觉得空洞学生也很难理解。

由于各方面条件的限制学校又没有这种精密的仪器为了满足教学上的需要我们选用15W白炽灯泡2 个日光灯启辉器跳泡1个螺口灯座2 个50 mL 烧杯2 个电源开关2 个1 号废电池芯棒4 根电线木板。

按照如下步骤1 将1 个15W 白炽灯泡除去灯泡上的玻璃去掉钨丝。

2 将日光灯启辉器拿去外壳取出氖泡将氖泡代替钨丝焊接在灯泡上外罩一个截断的试管即做成一个氖灯泡。

3 把另一个完好的白炽灯泡和氖灯泡并联在电路中。

4 将电源开关、电极和灯泡等部件装配在事先做好的木架盒上自制了简易的纯水导电检测仪。

电路原理如图3所示图3 在2个小烧杯中倒入纯水插入电极电池芯棒接通交流电源220V 打开电源开关可观察到白炽灯泡不亮而氖灯泡发出红色的光。

现象非常明显从而证实了纯水有微弱的导电性。

在“物质溶于水时的吸热和放热现象”的教学中温度的变化很难显示如果我们用橡皮塞和导管将小圆底烧瓶、T形管和U形管连接起来并用硬纸板将其固定在U形管中加入一定量的红色液体这样就自制了一个化学热效应显示器装置见图4。

图4 化学热效应显示器测定时开启夹在T形管上端橡皮塞上的止水夹使U形管中液面水平后用止水夹夹紧橡皮塞将小圆底烧瓶放入被测体系中。

若体系中溶解过程放热则U 形管中右边液面b上升左边液面a下降。

若体系中溶解过程吸热热则U形管中左边a液面上升右边液面b下降。

从而判断某物质溶于水是放热还是吸热。

二、自制教具更有安全性和针对性。

在化学的实验教学中由于实验条件的限制往往有些实验产物会造成对环境的污染。

例如课本上“测量空气中O2含量”的实验装置在实验过程中发现红磷要在外面的空气里点燃后伸进广口瓶这样一方面燃烧产生的白烟会污染空气另一方面红磷在伸入广口瓶的过程中广口瓶内会有空气逸出增大了实验误差。

由此笔者想若将“容器先密闭红磷后引燃”可以提高实验结果的精确度。

于是设计出了一套密封装置装置见图5具体做法如下图5 测量空气中O2含量的实验装置①选用容积约45mL的18×180mm的试管作反应容器磷的点燃和燃烧均在密闭的试管里进行用20mL的注射器活塞事先处于10mL刻度处测量磷燃烧消耗的
氧气体积②按照图5装配好仪器和药品用酒精灯或电吹风加热白磷③燃烧结束等到试管冷却后松开弹簧夹可以看到注射器活塞从10mL 刻度处慢慢前移到1 mL 刻度处说明空气里O2的体积分数约为10-1mL/45mL1/5。

再如做“氨分子的扩散”实验时总有刺鼻的NH3扩散到空气里造成污染环境损害身体健康。

于是经过反复探索、试验我们设计了这样的装置装置见图6 图6 氨分子的扩散实验装置①将长短合适的、带有单孔橡皮塞的根粗玻璃导管用软胶管上面夹有弹簧夹连接起来见图6中间部分在一个60mL 的细口瓶里倒入56mL的浓氨水立即把一端的单孔橡皮塞塞到细口瓶的瓶口上。

②取一个20× 200mm的玻璃管在其上端塞上潮湿的海绵吸收多余的NH3 剪一段棉质纱布条在上面每隔处12cm处滴一滴酚酞试液借助玻璃棒把纱布条轻轻送入玻璃管里然后按图6将整个装置连接起来。

③松开软胶管上的弹簧夹纱布条上就会由下到上慢慢出现红色的斑点。

三、自制教具可激发学生的创造性思维和动手欲望激发学习兴趣。

自制教具是历代科学家的优良传统。

一个科学家很难得到超前于科学预言的完善设备科学的成就是伴随着自制仪器的成功而诞生的。

在化学实验室中大部分是玻璃仪器很容易被打碎从而使学生在实验过程中畏手畏脚限制了学生的动手欲望。

特别是在“CO2的制取”的探究时这种现象更普遍。

教学中当我们利用塑料瓶代替广口瓶自制了一套制取CO2的简易启普发生器如图7所示后这些问题也就迎刃而解学生的动手欲望大大加强学习兴趣大大提高创造性思维也体现出来了。

在学习了二氧化碳气体的制取以后我曾要求学生以小组为单位用生活中可得的试剂及器具探究还有什么方法可以制取二氧化碳气体。

在两天以后的讨论课上学生们纷纷拿出了自己的杰作各个小组实验方案各不相同有的小组还设计了多种方案。

实验的用品五花八门反应容器有矿泉水瓶、可乐瓶以及各式的玻璃食品罐导气管用笔芯、吸管、细软管代替橡皮塞的制作最值得称道有雕刻过的橡皮、有捏成各种形状的橡皮泥、还有小木块加橡皮筋等。

在实验中一次性注射器、回形针、各种夹子都成了同学们手中的实验仪器厨房里的食醋、食用碱装修用剩的大理石还有洁厕净等都成了同学们实验用的药品。

在以后的教学中学生们会利用一些铁丝截取成50厘米左右的小段弯铸成镊子会利用矿泉水瓶做废物罐、废液缸或者代替广口瓶等等。

图7 制取CO2的简易启普发生器四、自制教具可根据需要自由组合功能多更方便、更实用在做二氧化碳的一系列化学性质实验时都是分步进行的这样不利于学生的系统性比较。

笔者将这些步骤合并起来设计了一套多功能的二氧化碳实验装置装置见图8。

图8 多功能二氧化碳实验装置1分液漏斗2广口瓶3 4烧杯5试管将二氧化碳的产生、收集、二氧化碳比空气重、不助燃能与点燃的镁带反应能与过氧化钠反应能与澄清的石灰水反应等实验集于一体可帮助学生直接获得系统的二氧化碳知识。

而且实验省时现象明显使学生获得的印象深记得牢。

五、自制教具可有效地传播非语言信息常用自制教具做实验可以体现出教师严谨的治学态度常让学生做一些小发明、小制作可使学生感受到创造成功的自信有利于学生施展聪明才智培养能力发挥创造力。

学生从实践中能够不断获得正反两方面的经验和教训这是语言所无法传递的教育信息。

综合几年的情况看来自制教具可补充现有教学仪器的不足节约开支也可以大大提高学生的学习兴趣不但对提高教学质量有好处对人的素质培养也有好处。

笔者所教的学生何东武在第十二届“天原杯”全国化学奥赛中获郴州赛区二等奖指导学生何森华等攒写的科技论文获得市级三等奖在2007年的毕业会考中42人参考有17人考取市重点中学。

化学科合格率100达到A等级的有19人B等级的有12人C等级的有8人D等级的为三人。

可见自制教具在农村化学教学中确实有着非常重要的作用也有着非常广阔的天地。