導語：如何才能寫好一篇關于水的科學小實驗及原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：趣味化學實驗；實驗設計；學習熱情

《義務教育化學課程標準》（2011年版）在課程性質中明確指出：“化學是一門以實驗為基礎的學科，在教學中創(chuàng)設以實驗為主的科學探究活動，有助于激發(fā)學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高學生的科學探究能力。”因而，在滬教版九年級化學的教材設置中，實驗占據著較大的比重，且不斷滲透通過實驗學習化學的思想，同時也從學生學習能力、思維邏輯特點和基本科學原理等角度選擇設置實驗。但隨著食品安全的惡化及環(huán)境污染的加劇，化學以負面形象出現在公共輿論媒體中，入門之初，學生就對化學產生了畏懼心理，將化學實驗和化學試劑與危險等同，于正式學習前已產生一定程度的心理負擔。

化學趣味實驗于平淡中顯神奇，將化學所擁有的“魔力”充分展現在學生面前，在消除學生學習恐懼和心理負擔等方面起著舉足輕重的作用。在化學教學過程中引入趣味化學實驗不但能激發(fā)學生的學習興趣，還能夠促進學生對化學知識和原理的理解，并為后續(xù)的化學學習做好鋪墊。

伴隨著基礎課程教育改革的實施，學生更為重視自身的個性發(fā)展，渴望互動新穎的教學形式、輕松活潑的課堂氛圍、趣味化的教學手段和生活化的教學內容。趣味化學實驗應以上諸多要求而產生，體現了“玩中學”的教育觀念，令人耳目一新卻又回味無窮。因而，趣味化學實驗的研究和設計成為必然。

設計趣味化學實驗的首要原則是趣味性。圍繞趣味性，可從以下三個方面進行設計。

一、根據化學反應中物質的顏色變化來設計

化學反應中常常伴隨著顏色的變化。以新穎的方式將化學反應中的顏色變化呈現給學生應該是趣味化學實驗設計的一個重點。相同的一個化學反應，如果以不同的方式進行設計，將會呈現出不同的視覺效果。在滬教版九年級化學第三章中有一個關于分子不斷運動的實驗，如圖一所示：

但該實驗存在一些不足，如藥品用量太大，不符合藥品節(jié)約的原則；實驗時間較長；由于氨氣具有揮發(fā)性，實驗結束后，教室內充滿刺激性氣味，對人體的健康不利；缺乏趣味性，反應較長時間后除了能觀察到燒杯表面一層略微變紅以外，沒有其他更為明顯的現象?；谝陨系姆N種不足，對課本實驗進行改進，如圖二所示：具體步驟如下：

1.關閉止水夾②，打開止水夾①和③，將膠頭滴管內的濃氨水滴入裝有氫氧化鈉固體的試管內；

2.一段時間后，觀察到燒杯中酚酞變紅，則立即關閉止水夾①③；

3.打開止水夾②便可以觀察到紅色的噴泉。

由于氫氧化鈉固體溶于水放熱，加速了氨氣的揮發(fā)，節(jié)約了實驗時間；燒瓶內能收集到氨氣，說明氨氣分子在不斷運動；燒杯內酚酞試液的變紅，可說明燒瓶內的氨氣已經收集滿，同時也防止過多的氨氣逸散到空氣中帶來環(huán)境污染；由于部分氨氣逸散到燒杯中，且溶于加有酚酞試液的水中，導致燒瓶內壓強變小，形成了壓強差；打開止水夾②可形成美麗的紅色噴泉，也增加了本實驗的趣味性。

二、根據化學反應物質的狀態(tài)變化來設計

化學反應中常有氣體的生成或者沉淀的產生等現象。挖掘這些現象中的趣味性，將它們以趣味化學實驗的方式呈現出來，會極大地激發(fā)學生對化學實驗的興趣。例如，在滬教版九年級化學第一章中關于“空瓶生煙”的實驗（如圖三所示），雖然現象明顯，但在集氣瓶中收集氨氣和氯化氫氣體，操作比較繁瑣。因此可以利用濃氨水和濃鹽酸較強的揮發(fā)性，在演示該實驗時，將玻璃棒蘸取兩種液體（或注射器抽取兩種試劑上方的氣體），相互靠近（如圖四、五所示），便可看到大量白煙，操作簡單，現象明顯。

三、根據化學反應的能量變化來設計

化學反應中能量的變化主要表現在發(fā)熱、發(fā)光、產生火焰等。將這些直觀現象以更加巧妙有趣的形式展示給學生，是設計趣味化學實驗的一個重點。例如，在滬教版九年級化學第六章中，關于測定NaCl、NH4NO3、NaOH溶于水后溶液溫度的變化，課本中采用了溫度計多次測量的方法，雖然能獲得最終的結論，但學生對該實驗的興趣不是很濃烈。如何以更加直觀新穎的形式演示此實驗呢？可將課本實驗進行改進（如圖六裝置所示），利用熱脹冷縮原理，通過U型管內液面的改變，即可分析出物質溶于水后熱量的變化。

趣味化學實驗能充分利用學生的感官，將學生各方面的機能加以合理調動，讓學生在活動中能充分感受化學實驗的光、聲、熱、氣味等，并培養(yǎng)了學生的觀察能力、動手操作能力及表達交流的能力。趣味化學實驗能充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學生學習化學的熱情，促進學生各個方面的發(fā)展，并創(chuàng)設了更為廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]汪家發(fā)，汪學寶.趣味化學實驗的原則和設計[J].實驗教學與儀器，1994.

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從輸送物料位移方向和角度來劃分，螺旋輸送機一般分為水平固定式，傾斜式和垂直式螺旋輸送機三大類型。水平式和垂直式螺旋輸送機由于實際應用中比較廣泛，其設計制造和性能參數相關研究比較成熟，大傾角螺旋輸送機的傾角主要是大于20°小于90°，同水平式的輸送機工作原理差別較大，而國家標準規(guī)定里關于螺旋輸送機所提供的內容只適用于水平和微傾斜（15°以下）螺旋輸送機的設計計算，而對于大傾角螺旋輸送機設計計算沒有權威數據可供參考。

一、螺旋輸送機主要設計參數及其選取

螺旋輸送機的設計參數主要有輸送量、螺旋軸轉速、螺旋葉片直徑、螺距、螺旋軸直徑、填充系數、傳動功率以及傾斜角度。由于傾斜角度是一個在設計完成后會影響到輸送機的輸送性能的參數，且它對其他的一些參數也會有影響，因此其影響的不確定性也很大，目前也沒有可以供參考的權威數據。

螺旋輸送機的傾斜角度對于螺旋輸送機輸送過程的生產率和功率消耗均有影響。螺旋輸送機輸送能力隨著傾斜角度的增加而迅速降低，同時螺旋輸送機布置時傾斜角度也影響物料的輸送效果。

另外，傾斜角度的大小還會影響填充系數：傾斜角度越大，允許的填充系數越小，螺旋輸送機的輸送能力越低。

二、 國內外研究現狀

在國內，關于螺旋輸送機的研究比較多，但主要是研究水平或者是微傾斜的螺旋輸送機。1977年4月，洛陽工業(yè)高等?？茖W校的趙紅霞，劉建壽和李志榮等人從螺旋葉片結構尺寸出發(fā)，對輸送機的螺旋葉片結構尺寸的優(yōu)化問題做了深入研究，研究出螺旋葉片的結構尺寸對輸送機的輸送效率的影響，得到了螺旋輸送機的輸送功率的通用計算公式，但結果往往小于實際值。針對這個問題，武漢食品工業(yè)學院的龐美榮等人經研究分析提出了推薦計算公式，并將推薦計算公式和通用計算公式結合起來，得到的結果同實際值相符。

國外在20世紀中后期，對大傾角螺旋輸送機的研究比較活躍。Robert等人對大傾角螺旋輸送機進行了臺架試驗，對大傾角螺旋輸送機的理論進行了豐富。目前，隨著粉體力學及相關分析軟件的不斷發(fā)展，許多研究者用EDEM或FLUENT軟件對大傾角螺旋輸送機進行仿真模擬計算，但是由于缺乏實際的試驗數據來驗證，這些模擬計算結果的可靠性還待考證。

目前，關于水平或者微傾斜的螺旋輸送機研究較多，也較成熟，而大傾角螺旋輸送機的研究很少，也不全面。由此，我們設計如下臺架試驗裝置，通過各種不同物料不同傾角的試驗來驗證傾角參數的影響。

三、自動化臺架試驗裝置

如圖1所示，這是一套專門用來研究螺旋輸送機工作性能的試驗臺架，通過該臺架可以完成大傾角螺旋輸送機的性能試驗研究。該試驗臺架可以針對不同的結構參數、工作性能參數、輸送傾角以及不同的輸送物料進行單因素或多因素的試驗，通過研究，該試驗臺架應具有以下幾個特點：

1.輸送傾角可變：設計一個變傾角裝置改變螺旋輸送機的傾角，研究傾角對輸送流量的影響。

2.螺旋轉速可調：選用調速電機可方便改變螺旋軸轉速，用來研究轉速對輸送流量的影響。

3.可測量物料瞬時流量：設計一個固體顆粒流量測量裝置，準確測量出物料在出料口處的瞬時流量。

4.物料的可循環(huán)輸送：能夠方便的實現物料的循環(huán)利用，降低研究成本。

5.螺旋軸方便拆卸和更換：用來研究不同結構參數對輸送性能的影響。

進行大傾角螺旋輸送機的性能試驗研究時，實驗機架上安裝好螺旋輸送機，調試完成后開始實驗。經過多次實驗，獲得大量準確的實驗數據，并通過對數據的處理和研究，分析出在大傾角情況下，轉速和傾角對輸送流量的影響，為提高設備的輸送效率，優(yōu)化機器設備性能提供有效的數據依據。該裝置還可以完成相關物料在大傾角螺旋輸送機中的填充系數的測定和傾角系數的補充和完善，填補傾角大于20°傾角系數的空白。

四、結束語

上述螺旋輸送機試驗臺架結構簡單，操作方便，易于裝卸，安全可靠，具有完善的數據測量及采集功能，研制完成后，可以用作各種不同大傾角螺旋輸送機的試驗研究平臺。該平臺可以為后續(xù)試驗數據處理提供大量的原始數據，為研究設計參數的選取對輸送性能的影響打下堅實的基礎。

圖1 螺旋輸送機臺架試驗裝置示意圖

參考文獻

[1]螺旋輸送機 JB/T 7679—95.北京：機械工業(yè)部標準化研究所，1996.

[2]徐余偉.螺旋輸送機設計參數的選擇和確定.武漢理工大學，2008.

[3]張東海.螺旋輸送機的優(yōu)化研究.大連理工大學，2006.

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一、通過課外小實驗，鍛煉學生動手操作本領

動手能力是學生物理能力的重要方面，也是學生物理素養(yǎng)的重要體現。高中物理教材上除了演示實驗和分組實驗外，還根據不同章節(jié)的知識，確定了很多新穎別致的課外小實驗。這些課外小實驗在一定程度上拓寬了學生的視野。我結合學生實際，另外給學生增補了10多個有趣的小實驗。如在教學“動量”的內容時增設了“利用自來水來觀察反沖運動”；在教學“電場”的知識時增設了“觀察靜電屏蔽現象”；在教學“光的色散”時增設了“人造彩虹”等小實驗。我將這些課外小實驗，按教材順序，讓學生在課外實驗興趣小組動手實施，每個實驗都讓學生獨立設計，實踐操作，結束后完成相應的實驗報告。對那些有一定難度的小實驗，我給予及時點撥與提示，包括實驗的原理、所需要的器材及實驗操作與觀察的要領等。而有些實驗原理比較簡單，所需的器材較少而且在生活中又容易找到，則可讓學生在課外隨機完成；而那些需要用實驗室器材的，則必須讓他們在實驗室里完成。如“測量自己的反應時間”、“縫衣針浮于水面”、“觀察光的衍射”等都可由學生在實驗室外完成，而“電磁感應現象的觀察”、“顯示與觀察微小形變”等必須由學生在實驗室中合作完成。

生動鮮活的課外小實驗，極大地豐富了學生對物理的認識，提高了學生的學習興趣，深化了學生對物理概念和規(guī)律的理解，還提高了學生的動手操作和手腦并用的能力，對開發(fā)學生的智力大有裨益。

二、開展科技小制作和小論文活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

科技創(chuàng)新和發(fā)明是人類社會不斷進取的動力源泉，也推動著人類社會的進步。物理學科作為一門應用性很強的學科，在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維方面具有獨特的作用。這種創(chuàng)新思維往往產生于平時的點滴實踐中，因此，教師可以在平時的教學中讓學生開展一些小制作活動，從而既讓學生在這些活動中加深對物理知識的理解，又培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。

1.拓展教材知識，引導學生完成科技小制作。

學習的目的是應用，學以致用也是素質教育的終極目標。學生在學習了知識后，運用學過的知識，自主地完成小制作和小發(fā)明，可以極大地感受到物理學習的價值，享受到學習物理的樂趣。如學習了“靜電感應”的知識后，我讓學生自主設計，有的學生制作了“簡易靜電吸塵器”，有的學生做出了“簡易驗電器”；在學習了“動量守恒定律”后，有的學生“研制”出了“微型火箭”；在學習了電路的知識后，有的學生設計了“熱得快的自控電路”、“節(jié)日小彩燈電路”等。這些豐富多彩的小實驗，不僅豐富了學生的學習生活，更讓學生在活動中感受了物理學習給生活帶來的便利。

2.內化認知體驗，創(chuàng)作科技小論文。

科技小論文是學生對物理問題思考的結果，是他們對物理知識運用于生活的感受，學生針對學習中的所獲所感，適當加工，將自己的思考呈現出來，不失為對問題的反思和升華。如學習了“向心力”的知識后，我遇到學生在觀察的基礎上寫科技小論文，有的學生寫出了《汽車拐彎的安全》；學習了“動量定理”后，有的學生寫出了《怎樣讓汽車更舒適》；學習了“超重和失重”的知識后，學生寫出了《神舟飛船中的宇航員的生活》等，這些文章雖略顯稚嫩，也不乏值得商榷之處，但處處閃耀著學生思維的火花。

3.科學合理展望，引導學生大膽猜想。

科學合理的猜想是創(chuàng)造發(fā)明的前奏，學生只有敢于猜想，才會勇于實踐，才會不斷迸發(fā)出靈感的火花。如每學期，我都會讓學生結合本學期的學習，展開自己的奇思妙想，寫出一些令人深思的科幻文章，在班級中進行交流，讓人耳目一新。如《未來世界的能源》、《超導帶給我們什么》、《反物質世界與物質世界的碰撞》、《制作環(huán)保生物電池》等。

豐富多彩的科技小制作和小論文撰寫，極大地提高了學生的科學情趣，讓他們學會了獨立思考、獨立創(chuàng)新、科學想象，為他們養(yǎng)成良好的科學態(tài)度和科學習慣奠定了堅實的基礎，指引著他們在未來的人生道路上學會思考，學會分析。

三、積極拓展社會實踐，培養(yǎng)學生適應社會與了解世界的能力

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課程標準是教材編寫的重要依據?？傮w編寫思路是貫徹落實課程標準提出的基本理念，根據各模塊的具體內容標準，結合學生的年齡特征、認知規(guī)律和教學實際，本著便于教和學的原則進行設計。概括地說，教材的編寫要體現課程標準的基本理念，遵循課程標準的設計思路，落實課程標準中“具體內容標準”的要求。具體包括以下幾個方面。

1．重視基礎知識的教學，幫助學生形成良好的知識結構

（1）構建主線突出、結構合理的知識體系

為凸顯各模塊在知識教育方面的價值，幫助學生形成良好的知識結構，每個模塊的知識內容都圍繞一定的主線展開；同時，根據學生的認知規(guī)律，確定知識內容的呈現順序，使之形成結構合理的知識體系。例如，在《分子與細胞》模塊，教材內容圍繞“細胞是基本的生命系統(tǒng)”這一主線展開。

（2）重視基本概念、原理和規(guī)律

高中生物課程涵蓋的知識內容廣泛而豐富。對學生來說，知識性內容與生物學基本概念、原理和規(guī)律的相關性越高，實現遷移的可能性越大，其時效性越長久，對學生終身學習和發(fā)展的價值就越大。鑒于此，知識性內容著重圍繞生物學基本概念、原理和規(guī)律展開，避免過多事實性知識的羅列堆砌和單純描述，在認識“是什么”的基礎上，更多地探討“如何”和“為什么”。例如，關于動物和人體的激素調節(jié)，重點是讓學生通過具體實例理解反饋調節(jié)和分級調節(jié)的原理，以及激素調節(jié)的特點，而不是羅列許多激素的分泌部位和生理作用。

（3）把握基礎性，體現先進性

按照課程標準的要求，精選符合學生發(fā)展需求和認知水平的基礎知識。知識內容的深難度總體上維持在現行高中生物教材的水平，避免出現深、難、重。

基礎不等同于經典。教材展示給學生的生物學，應當具有時代特色，基礎性應是現代意義上的基礎性。在體現共同基礎的必修教材中，一些基本概念和原理力求與現代生物科學相一致，體現先進性。例如，酶的概念不局限于蛋白質的范疇，中心法則不局限于克里克提出的經典法則，將免疫也視作一種調節(jié)方式，等等。此外，還以“科學前沿”、“科學•技術•社會”等形式介紹了生物科學的新進展，如通道蛋白、人類蛋白質組計劃、DNA指紋技術、基因治療、恢復生態(tài)學等。在滿足學生多樣化發(fā)展需要的選修教材中，內容緊扣時代脈搏，集中反映現代生物科學和生物技術及其應用，同時也注意到把握基礎性，避免過深過難。例如，在《現代生物科技專題》中，側重基本原理和方法及其應用的介紹，技術操作多用“生物技術資料卡”形式介紹，學生一般了解即可。

基礎性與先進性之間有時會出現矛盾，矛盾的焦點是學生的認知水平和接受能力。對此，教材從高中階段教育的性質和任務出發(fā)，做了靈活變通的處理。例如，關于水分子的跨膜運輸，盡管已發(fā)現水通道，教材正文仍沿用目前細胞生物學專著中將其歸為自由擴散的說法，而將通道蛋白的內容放在課外閱讀材料“科學前沿”中介紹；關于細胞的衰老和癌變的原因，則采用在正文中排小號楷體字的辦法，供感興趣的學生選讀。此外，教材不可能也無必要在反映新進展上面面俱到，為此，在正文和作業(yè)中常常提示學生搜集有關資料。

（4）突出重點，點面結合，使知識內容層次分明

教材中重要概念和原理的表述，以黑體字排??；其余需要學生認真閱讀和理解的內容以宋體字排??；供學生一般了解或選學的內容以楷體字排印，或以“相關信息”、“資料卡”、“科學•技術•社會”等形式出現，有的內容明確標注“選學”?！渡锛夹g實踐》中幫助學生設計實驗的資料也以楷體字排印。

（5）縱橫銜接，促進知識網絡的形成

體現生物學與數學、物理、化學等學科的橫向聯(lián)系，教材旁欄設有“學科交叉”欄目；為體現各個模塊間、同一模塊各章節(jié)間的聯(lián)系，教材旁欄設有“知識鏈接”欄目。在必修模塊各章后的自我檢測中，大多安排畫概念圖的習題。

2．突出生物科學的過程與方法，培養(yǎng)學生的科學探究能力

有關科學過程與方法的內容，在教材中占有較大的比重?！斑^程”包括科學家的研究過程和學生親自參加的探究過程?！胺椒ā眰戎卦诳茖W探究的一般方法，也包括學科內的方法，如分離細胞器的方法、放射性同位素標記法、標志重捕法等。

（1）關于科學方法的內容

教材中涉及的科學探究的一般方法如下圖。

這些科學方法的內容貫穿在各個模塊中，同時，不同模塊在科學方法教育上又有不同的側重點。例如，《分子與細胞》模塊側重觀察和實證的方法，《遺傳與進化》模塊側重假說演繹的方法，《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊側重系統(tǒng)分析的方法。

鑒于思維能力是科學探究能力的核心，教材注重思維方法的訓練：①注重訓練抽象思維和發(fā)展形象思維相結合；②注重形式邏輯思維與辯證邏輯思維相結合；③注重引導發(fā)散思維、求異思維和批判性思維；④重視數學方法、模型方法和系統(tǒng)方法的介紹和運用。

關于科學方法的內容，教材主要通過研究過程的介紹和探究活動的設計，讓學生逐步領悟。此外，在必修模塊中還辟有專門的欄目予以提煉和概括，其中屬于科學探究一般方法的內容見下表。

分子與細胞遺傳與進化穩(wěn)態(tài)與環(huán)境

模型方法

提出假說

控制變量

對比實驗假說—演繹法

類比推理預實驗

調查法（樣方法等）

數學模型

這里有兩點需要說明：①教材中科學方法內容是建立在義務教育生物課程標準實驗教科書基礎上的，初中階段已經講述的方法不再作為重點介紹，如觀察法、實驗法、調查法、比較法、搜集資料的方法等；②系統(tǒng)分析的方法對高中學生來說過于深奧，教材通過研究群落、生態(tài)系統(tǒng)的結構和能量流動等內容來滲透其大致思路，而未作正式表述。

（2）強化科學方法教育、培養(yǎng)科學探究能力的途徑

①安排豐富多樣的科學探究活動，讓學生通過活動體驗過程，領悟和運用方法（見下表）。

類型特點能力目標側重點

實驗說明材料用具、方法步驟等培養(yǎng)操作技能和觀察能力

探究學生自行制訂探究方案

學生自主探究的空間大全面提高科學探究能力

模型建構提供一定的指導，由學生動手動腦建構模型領悟和運用建構模型的方法

資料分析提供讓學生分析的資料培養(yǎng)信息處理能力

資料搜集和分析讓學生搜集資料培養(yǎng)信息搜集和處理能力

思考與討論，討論提出要討論的問題培養(yǎng)思維能力

技能訓練就科學探究的某一環(huán)節(jié)創(chuàng)設情境，提出問題訓練過程技能

調查提出要求和提示，讓學生到自然界或社會中進行調查培養(yǎng)調查能力

②較多地介紹生物科學史的內容，特別是生物科學史上的經典案例。有的部分以科學發(fā)現的先后順序作為構建框架的重要線索，如遺傳部分。讓學生分析科學家是怎樣進行科學研究的，從中獲得科學方法等方面的啟示。

③鼓勵學生積極思考和討論。在資料分析、旁欄思考題、技能訓練、練習、思考與探究、自我檢測等欄目中有許多關于科學過程和方法的思考題，可以幫助學生領悟方法，活躍思維，提高科學探究能力。

3．關注科學、技術和社會的關系，深化情感、態(tài)度和價值觀教育

通過教材展示給學生的生物學，是在先進的技術手段支持下不斷成長的生物學，是通過技術而不斷轉化為現實生產力的生物學，是在廣闊的社會背景中，對人類文明有著巨大推動作用，同時又可能產生一些負面影響和沖擊的生物學。為此，教材一方面介紹有關生物科學、技術和社會關系的資料，另一方面還引導學生深入探討生物科學、技術和社會三者之間復雜的互動關系，理解科學的價值和局限性，養(yǎng)成熱愛科學、尊重科學、理智地運用科學成果的情感和意識，樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念，形成科學的價值觀。

教材通過多種方式，突出這方面的教育：

①通過資料搜集和分析、思考和討論、調查、評價等多種活動，落實科學、技術和社會關系的教育。

②在必修模塊中設置“科學•技術•社會”和“與生物學有關的職業(yè)”等欄目；正文辟“與社會的聯(lián)系”小欄目。

③在選修模塊中分別設置相應欄目。如《生物技術實踐》中的“課題背景”，《生物科學與社會》模塊中的“從社會中來”、“到社會中去”及“現實中的問題”，《現代生物科技專題》中的“實踐活動”、“進展追蹤”、“論壇”、“熱點問題討論”等。例如，設置“論壇”引導學生深入討論生物技術的安全性和倫理問題。

④在教材的作業(yè)系統(tǒng)中設計相關的練習題。

教材通過介紹科學家從事科學研究的實例、安排學生探究活動和講述有關知識等多種途徑，試圖構建具有生物學科特點和時代特色的情感態(tài)度價值觀體系。

4．重視知識內容與生活經驗的聯(lián)系，激發(fā)求知欲，驅動知識的建構

借鑒有意義學習和建構主義學習理論，教材內容的表述不是從概念到概念，而是盡量從生活經驗入手，創(chuàng)設較好的問題情境或懸念，激發(fā)學生的學習興趣，促使學生頭腦中發(fā)生新知識與原有經驗之間的聯(lián)系，完成知識的建構，同時也理解所學知識的價值。

①必修模塊的每節(jié)都從“問題探討”入手，該欄問題除出自科學史外，主要是從學生的生活經驗中提煉。

②教材重要概念和過程的闡釋，盡可能結合學生的經驗和生活體驗，使之親切而生動。

③不少章節(jié)采用問題串的形式，引導學生步步深入地分析問題、解決問題，建構知識，發(fā)展能力。在《分子與細胞》模塊，還設有“與生活的聯(lián)系”欄目。

④作業(yè)系統(tǒng)中注意習題與生活、健康、環(huán)境等方面的聯(lián)系和實際應用。

5．加強內容的引導性和開放性，促進探究性學習

為促進學生形成主動、探究、合作的學習方式，教材改變傳統(tǒng)的注入式寫法，也未停留在經典的啟發(fā)式寫法上，而是引導學生提出問題、分析問題、通過各種途徑尋求答案，在解決問題的思路和科學方法上加強點撥和引導。

教材內容的開放性表現在以下幾個方面：

①有些問題，不是直接給出答案，而是讓學生自己探究；

②有些問題，并未敘述得面面俱到，而是提出要求，讓學生自己搜集信息，特別是聯(lián)系當地和當前實際的信息；

③探究活動的寫法重在引導，探究的課題、材料用具和方法步驟不作過死的規(guī)定；對于難度較大的探究活動，教材提供了參考案例;

④介紹生物科學上目前尚未解決的疑難問題或存在的爭議，體現科學體系的開放性；

⑤有些練習題的答案不惟一。

6．改進作業(yè)系統(tǒng)，促進評價的改革

評價方式的改革是課程改革的關鍵環(huán)節(jié)之一。教材改變了作業(yè)系統(tǒng)主要為鞏固知識而設計的傳統(tǒng)做法，以期促進生物課程的評價改革。

①作業(yè)系統(tǒng)圍繞知識、能力和情感三方面的目標來設計，特別重視知識的遷移、方法的運用和發(fā)散思維的培養(yǎng)。例如，必修模塊每章后都有“自我檢測”題，幫助學生從知識的掌握和能力的發(fā)展等方面進行自我評價。

②作業(yè)系統(tǒng)的內容既包括章節(jié)后的作業(yè)題，也包括某些探究活動中的討論題；既有隨堂練習和技能訓練，又有階段性的自我檢測；既有書面作業(yè)，又有課外實踐、撰寫綜述報告等實作評價的內容。

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關鍵詞：科學素養(yǎng)；化學觀念；化學能力

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711(2014)07-0068

一、化學學科素養(yǎng)的涵義

1. 化學觀念：化學觀念是從化學的視角，闡述對自然、社會與化學學科的存在與發(fā)展的最基本的看法。化學觀念包括化學術語和化學學科的基本觀點以及理解化學是什么，化學有什么用，如何用等；它包含了對科學、工程、技術的一種意識；強調了化學與人的關系和化學作為一個載體的作用。

2. 化學能力：化學能力屬于綜合能力的種類，我們將化學能力分為對化學的認知策略、化學智慧技能、化學實踐方面的動作技能三個部分。

二、化學學科觀念生成的有效途經

1. 立足社會事實，形成化學的基本觀念

從大的方面來看，它涵蓋了“公眾的科學素養(yǎng)問題、化學與社會的關系問題、環(huán)境保護與新型綠色化學問題、化學發(fā)展史與認識的問題”，也包括為什么要學好它、如何用化學的問題。

在課堂教學中，教師要確立大教育觀、確立學習化學是提高修養(yǎng)的一個方面的觀念；要充分引入社會事實資料，與衣、食、住、行等密切結合，不斷深入；要思路開闊、眼界遠大。

2. 解決沖突觀念，形成化學的本質觀念

(1)把握化學概念教學的關鍵點：化學概念本身是將化學現象、化學事實經過比較、綜合、分析、歸納、類比等方法抽象出來的理論知識。它反映著化學現象及事實的本質，是化學學科知識體系的基礎。筆者認為，在課堂設計中，如何站在學生固有知識的層面上，認真思考學生的知識結構，找方法以實現宏觀、微觀、符號三重表征的形成與融合，以及想方設法地解決已有知識與實際本質知識的沖突。

(2)強化對化學物質世界的觀念與認識：化學基本觀念中包括原子守恒、能量守恒、電荷守恒、電子守恒等守恒觀念；包括物質的變化觀、組成和結構的主因觀、物質性質的主導觀、反應限度觀、原子經濟性觀和持續(xù)發(fā)展觀。

在課堂教學中，需拓展視野、重視聯(lián)系，統(tǒng)籌安排及早培養(yǎng)，聯(lián)系實際滲透觀念，并適當安排一些習題強化這些觀念。

三、化學學科能力生成的有效途經

1. 認知策略――創(chuàng)新課程設計，激發(fā)求真精神

“教”與“學”要和諧地統(tǒng)一起來。在講究教的方法的同時，更多地考慮學生學的策略，注重教師與學生的認知策略的統(tǒng)一，不斷學習并掌握學習的一般性策略，使學生自如地運用對比、演繹、假設等方式來分析問題和解決問題。

激發(fā)學生的求真精神，是學生具有可持續(xù)學習興趣的重要動力，同時也是學生認識自然與社會的基本出發(fā)點。在理論教學上，許多問題在不經意間都能激起學生學習科學的熱情，從而實現思想與學習行為上的統(tǒng)一。例如：(1)在完成鈉與水反應的實驗后，學生可能提出鈉能浮在水面上不能說明鈉的密度比水小；(2)教師寫出一個關于水的電離方程式，學生提問，難道不能電離成氫離子和氧離子？(3)用濃硫酸與乙醇反應制乙烯的實驗的同時，將氣體通入溴的四氯化碳溶液，這里使溶液褪色的一定是乙烯的作用嗎？也可能是SO2；(4)銅與濃硫酸反應，黑色物質、白色物質是如何形成的？(5)由學生制乙烯的實驗，乙醇的沸點是78℃，為什么可以加熱到170℃？

教師不能過分地強化主要現象、忽視次要現象，不能回避不安全因素和過分強調規(guī)范，要讓學生體驗化學，從體驗中求真。

2. 動作技能――強調探究過程，增強合作能力

手動才能心動，在玩中學、做中學、思中學，盡可能地給學生提供更多的探討問題和實踐的機會以及合作學習的機會。

(1)讓學生掌握一般探究思路，重視科學過程，強調科學方法。形成規(guī)律，建立模式，由普遍到特殊。

科學探究的一般過程是：問題――假設――計劃――事實――檢驗――交流，同時需要提供一定的學習模式，建立一定的常規(guī)思維方式。

(2)讓學生自由組合成實驗小組合作對象，面向全體學生。如對于氯氣這一堂課，易懂，學生易于自學。從制氯氣的原理到性質及相關實驗都可以層層推進，所以可以由學生在生生交流中得到解決。

(3)巧妙設置問題情境，引發(fā)探索熱情。舉例：①如何除去二氧化碳中少量的二氧化硫雜質？反過來又如何解決呢？②檢驗SO42-時，提供試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、氯化鋇溶液、硝酸鋇溶液，有哪些方案？哪種方案最合理？③如何從環(huán)保的角度，設計如何用銅制硝酸銅的方案？

(4)總結實驗設計技術的規(guī)律，學會舉一反三。首先，理解如啟普發(fā)生器的各種簡易圖、常見安全裝置等等。其次，掌握一般的實驗技術路線，以利于學生更好地解決探究過程中遇到的各種問題。

3. 開發(fā)創(chuàng)造思維，強化創(chuàng)造素質

創(chuàng)造性是一種再生性思維。首先，發(fā)散思維是創(chuàng)造力提高的重要思維方式。

高中生已具備了一定的化學能力，盡可能地放手讓學生自行解決問題或自由地提出問題。如在復習鋁章節(jié)時，突破原有知識網絡式的總結，讓學生分組討論：寫出如何制備Al(OH)3的可能方法。結果，有的小組竟然寫出了12種方法。

其次，把握教學時機，使學生充分開動腦筋。提出一個問題固為重要，但教師要在引導學生提出問題的同時，還要注意引導學生掌握解決問題的方式、方法。教學中要充分把握教學時機，讓學生自主學習，并通過自主學習過程，讓學生在教師引導下去自主體驗、探究、理解并形成觀念。

篇6

密度的測量主要是間接測量，先測定質量，后測量體積，最后利用ρ=mV進行計算.

直接測量法：利用密度計測量液體密度，醫(yī)學上就常配置不同濃度的硫酸銅溶液，

根據漂浮條件，測定血液的密度.

間接測量法：間接測量法主要是體積的測量，應掌握以下特殊的測量方法.

(1)排液法：若物體漂浮于液面，可想法按入或捆綁重物；若重物吸水，可改用沙

土等固體顆粒替代水，若物體溶于水，可制成飽和溶液或換用其它液體.

(2)用刻度尺直接測量規(guī)則物體的邊長，然后利用幾何知識計算，此法僅限于外形

規(guī)則的物體或可用刀具等制成規(guī)則形狀的物體.

二、液體對容器底部的壓力

液體對容器底部的壓力不一定等于容器內液體的重力，其計算方法為：

F=pS=ρghS=ρgV=mg=G

這里的 h 指液體的深度，S為容器的底面積，上式中的G不是指容器內液體的重力，

而是指相當于以容器底面積，液體深為高度的規(guī)則柱體體積內液體的重力，它是否等于

容器內液體的重力取決于該容器的形狀.

如圖1所示，容器底部所受壓力的大小都等于陰影部分液體的重力.但所受壓力的大小與容器內液體的重力的大小

如圖1中所示.

三、浮力的分析歸納

1．理解阿基米德原理應注意以下幾點

(1)定律中“浸入”的意思是指物體淹沒在液面下的那部分物體，當物體全部在液體中時稱為“浸沒”；

(2)浮力大小的公式是：F浮=ρ液gV排，公式表明：浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關，與物體浸沒在液體的深度、物體的密度、液體的體積均無關系.

(3)浮力的方向是豎直向上的，與重力的方向相反.

(4)阿基米德原理同樣適應于物體在氣體中所受的浮力.

(5)對于柱體物體，當其底部與容器底部密合時，雖物體能排開液體，但根據浮力產生的原因去分析，液體對物體的下底面沒有壓力，因此物體不受浮力.

2．浮力計算方法

(1)壓力差法：F浮=F向上-F向下，適用于形狀規(guī)則的物體.

(2)彈簧秤法：F浮=G空氣-G液體，適用于質量很小的物體.

(3)平衡法：F浮=G物，適用于漂浮或懸浮的物體.

(4)公式法：F浮=ρ液gV排，普遍使用.

在解答浮力問題時，往往是某兩種或某幾種方法結合起來才能使問題得到解決，一

般規(guī)律是解決二力平衡、三力平衡的問題都需要阿基米德原理的支持，另外，雖然上面

的公式都是求浮力的，但并不是所有的題目都是求浮力大小的，有時需要求物體的密度、

液體的密度、物體的質量、排開液體的體積等等，都可以通過上述途徑找到答案.

四、慣性問題

從2008年的中考題來看，幾乎每套題都會涉及慣性或牛頓第一定律的考察，需要同學

們要牢固抓住慣性特點，準確判斷，科學解答.

1．慣性是物體本身固有的性質，指物體總有保持原有運動狀態(tài)不變的性質，慣性只

有大小沒有方向，不能把慣性說成“慣性力”或“受慣性作用”.

2．一切物體都具有慣性，慣性大小僅與物體的質量有關，質量大的物體慣性也大.

越不容易改變物體原有的運動狀態(tài)，慣性大小與物體是否受力，是否運動，運動狀態(tài)如

何都無關.

解釋慣性現象時，一般可依照下面幾個步驟思考問題：

(1)明確研究的物體，它原來處于怎樣的運動狀態(tài)；

(2)明確這個物體(或物體的哪個部分)受到外力作用后運動狀態(tài)發(fā)生了變化；

(3)分析被研究的物體由于慣性將怎樣保持原來的運動狀態(tài).

五、平衡力的判斷與應用

判斷物體是否受平衡力作用時要抓住關鍵字，保持“靜止”或“勻速”，平衡力的

合力為零，對物體的運動狀態(tài)沒有影響.由二力平衡的條件，可由已知力來判斷另外一

個與之平衡的力的三要素.

力學中考熱點題目預測練習

1．小李在某實驗中的主要操作步驟及彈簧測力計的示數，如圖2所示：

(1)根據圖中提供的信息，石塊受到的浮力F浮=N，石塊排開水所受的

重力G重=N.

(2)由此得出的結論是：

(3)該石塊的密度ρ石=kg／m3.

2．物理課本放在水平課桌上，關于課本所涉及到物理的知識敘述中正確的是()

(A) 因為課本是靜止的，則其慣性為零

(B) 課本對課桌的壓力和課桌對它的支持力是一對平衡力

(C) 課本所受的合外力為零

(D) 由于受到摩擦力，所以課本不能自動沿桌面移動

3．一個封閉容器內盛有一定的液體，液體對容器底的壓強為 p1，容器

對支撐面的壓強為 p3，若將此容器倒置，液體對容器底的壓強為 p2，容器

對支撐面的壓強為 p4，則（ ）

(A) p1>p2(B) p1

(C) p1>p4(D) p3>p4

4．將系于繩端質量相等的鐵桶和實心鐵球同時浸沒在水中，靜止在如圖4所示的位置，繩子對它們的拉力F1和F2的大小關系是( )

(A) F1>F2(B) F1=F2

(C) F1

力學中考熱點題目預測練習參考答案

1．(1)1．6 (2)1．6 物體在水中受的浮力等于它排開的水的重力 (3)2．5×103

篇7

【關鍵詞】化學教學；學生；自主探究能力

“以學生為本”是新課程改革的基本思想，探究性學習是新課程實施的一個熱點，自主學習是一種讓學生主動參與學習的學習方式。在新課程實施過程中，學生自主探究學習能力的形成依賴于教師有意識地按照能力形成的規(guī)律，去創(chuàng)設適宜的教學情境，并通過一些相應的主體活動獲得知識與技能?；瘜W學科的特點是開展化學實驗的探究，讓學生“模擬”科學家去探索問題，學習科學研究的方法，養(yǎng)成良好的思維品質，培養(yǎng)學生的觀察、思維、操作、想象能力，讓學生積極主動去獲取知識，激發(fā)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。在初中化學教學中，如何培養(yǎng)學生自主探究能力呢？

一、激發(fā)學生探究熱情，這是實現學生自主探究性學習的前提

布魯納說過：學習最好的刺激乃是對所學材料的興趣。興趣是最好的老師，是學習的動力。學生只有對化學學科產生濃厚的學習興趣與強烈的探究欲望，才能主動參與，獨立思考，保持不懈的探究精神與長久的探究動力，這樣才能將知識不斷地轉化為能力，促進自身科學探究意識的增強與科學探究能力的提高。1.發(fā)揮教師的榜樣作用。正所謂，“親其師信其道”。教師自身的形象與能力是一種無形的教育資源，能對學生產生潛移默化的影響作用。初中生具有很強的親師性，教師的言行舉止都會對學生產生無形而重大的影響。為此教師要重視自身良好形象的塑造，要做內有修養(yǎng)，外有形象的教師，不僅要重視自身的言行舉止，樹立良好的外部形象，以贏得學生的好感，更為重要的是要做一個具有專業(yè)修養(yǎng)與高尚道德的教師。教師對化學的熱愛、對教學的激情、對學生的關心這些都可以成為激發(fā)學生化學學習興趣的重要因素，樹立教師在學生心中的高大形象，從而使學生自覺地以教師為榜樣，將對教師的積極情感轉移到化學學習中來。

2.形成化學有用論。許多學生對化學不感興趣的主要原因就是覺得化學沒有用。為此在教學中，教師要找準化學與生活的結合點，以學生所熟悉的生活現象來引入學習，引導學生運用課堂所學知識來解決現實生活問題，讓學生在學習與運用中真切地感受化學與現實生活的關系，感受生活中處處有化學，學好化學可以解釋生活中的許多現象，讓學生強烈地感受到化學的實用性，形成化學有用的觀點，這樣自然就可以激起學生強烈的探究熱情。

二、對人文科學和情感態(tài)度的開發(fā)與培養(yǎng)

教材強調，讓學生認識身邊的一些常見物質的組成、性質及其在社會生產和生活中的應用，認識物質微觀構成，了解化學變化的基本特征，認識物質的性質與用途的關系，了解化學與社會和技術的相互關系，能以此分析有關的簡單問題，這些目標既有利于培養(yǎng)學生對待自然、物質和科學方面的情感、態(tài)度和價值觀，又有利于學生對待社會和自身發(fā)展方面的情感、態(tài)度和價值觀。在自主探究學習中，學生通過學習，注重了對本地環(huán)境污染的調查與環(huán)境保護。

三、進行廣泛的自主探究拓展

組織學生開展課外自主探究學習，對于加深和擴大學生的知識面，發(fā)展他們的愛好和保護學習化學的積極性，使他們學得更好更活，提高他們的學習能力和加強思維品質修養(yǎng)都十分有益。開展課外自主探究學習的方式有：

1、家庭小實驗。讓學生按教材學習的知識，在家里用身邊的材料（如茶杯、食醋、純堿、雞蛋殼、酒、蠟燭等）做一些小實驗。通過小實驗的探究，觀察、解釋一些簡單的化學現象。如：關于鐵生銹的情況調查，可從生活中常見的破損的搪瓷鐵盆、在混凝土外的鋼筋、敞放的涂油無銹鐵釘、鍍鉻鐵質指甲剪等幾方面調查鐵銹蝕的現象，說明從中得到的啟示。

2、課外閱讀。可以上網或到圖書館閱讀化學家的故事，閱讀科普讀物，閱讀有關現代科技成果方面的文章等等，培養(yǎng)學生自主探究的精神。

3課外參觀、調查。結合教學內容，組織學生參觀調查城鎮(zhèn)化工廠、化肥廠、食品廠、造紙廠、自來水廠等，了解一些工業(yè)生產原理及其對環(huán)境污染的狀況，提出防止污染的建議等。也可以調查日常生活中的化學事例，觀察日常生活中的化學現象，進行一些簡單的自主探究，予以解釋。如在學完“水資源的保護”這一課題后，讓學生通過調查身邊的水資源污染的情況，通過從報紙、網絡收集關于水資源保護的一些知識，把活動過程及改進保護水資源的建議寫成小論文，然后與同學交流。另外組織部分學生開展社會小實驗和社會調查，如“自來水的硬度檢測”，“污染空氣”與“酸雨”的關系，通過自己設計的實驗計算判斷兒童鈣片中碳酸鈣的含量標注是否屬實。

篇8

關鍵詞：工業(yè)廢水；氯離子；去除；排放標準；電吸附；電滲析

隨著我國經濟的發(fā)展，一方面我國水資源的需求量在急劇增加，另一方面我國水污染情況又越來越嚴重。在這樣的水環(huán)境情況下，人們對水污染處理技術的關注程度越來越高，COD、BOD、氮、磷、重金屬等污染物的去除技術得到了極大的發(fā)展，而工業(yè)廢水中氯離子由于其不被微生物所利用，其去除技術相對較少。我國《污水綜合排放標準（GB8978-1996）》[1]中并沒對氯化物排放進行限定，大量的氯化物進入環(huán)境對環(huán)境和生物造成嚴重的危害，因此研究氯離子的去除技術對保護環(huán)境和生物都很有意義。

1 氯離子的來源及危害

Cl-可與Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的離子形成氯化物。地表水中氯化物的來源有自然源和人為源兩類。自然源主要有兩種：一是水源流過含氯化物地層，導致食鹽礦床和其他含氯沉積物溶解于水；二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹來的風的影響，導致水中氯化物含量增加。人為源主要有采礦、石油化工、食品、冶金、制革（鞣革）、化學制藥、造紙、紡織、油漆、顏料和機械制造等行業(yè)所排放的工業(yè)廢水以及人類生活所產生的生活污水，其中工業(yè)排放是最主要來源。

工業(yè)廢水中氯化物含量較高，如泡菜行業(yè)腌漬廢水氯離子濃度可達1153000mg/L[2]，如不加控制直接排入水體，將嚴重危害水環(huán)境、破壞水平衡，影響水質，對漁業(yè)生產、農業(yè)灌溉、淡水資源造成影響，嚴重時甚至會污染地下水和引用水源。比如，水中氯化物含量過高時，會腐蝕金屬管道和構筑物、妨礙植物生長、影響土壤銅的活性、引起土壤鹽堿化（特別是四川地區(qū)）、使人類及生物中毒。當水中陽離子為鎂，氯化物濃度為100mg/L時，即可使人致毒。

2 工業(yè)廢水氯離子去除技術

氯離子是氯最為穩(wěn)定的形態(tài)，一方面，由于微生物不能利用Cl-，所以不能通過生物法來去除Cl-，并且廢水中氯離子含量會抑制微生物的生長，阻礙生物法處理廢水效率，許多研究表明，當廢水含鹽質量分數在3%以上時，廢水的生物處理效率明顯下降；另一方面，因為水中氯離子會對金屬產生腐蝕作用，因此廢水回用時必須去除過量的氯離子，達到循環(huán)水氯化物標準。

目前專門為了去除氯離子使其達標排放而研發(fā)的技術是很少的，去除氯離子的目的大致有兩種：一是為了使廢水能滿足后續(xù)生物處理生物活性要求；二是為了達到廢水回用氯化物含量標準。氯離子去除原理主要有兩種：要么被其它陰離子替代；要么同其它陽離子一起去除。根據不同性質大體歸類為四種方式：沉淀鹽方式、分離攔截方式、離子交換方式、氧化還原方式。

2.1 沉淀鹽方式

采用Ag+或Hg+等與Cl-生成沉淀，再將沉降過濾，從而去除Cl-。沉淀鹽方式主要有化學沉淀法，關于該方法研究也很多。金艷等[3]發(fā)明了處理一種氯堿行業(yè)高氯含汞廢水的系統(tǒng)，由于廢水中含氯離子濃度高達50000-60000mg/L，由于配合作用，汞主要以HgCl3+與HgCl2-的非汞離子形態(tài)存在，經過一系列處理后，出水汞濃度可達1.5ppb，Cl-也得到了一定的去除。

李文歆等[4]利用化學沉淀法做了專業(yè)特征廢液中氯離子的處理的研究，氯離子去除率高達90%以上。該法具有操作簡單、污染小、去除率高等特點。

化學沉淀法由于要加入沉淀試劑，如硝酸銀、硝酸汞等，這些沉淀劑的價格往往較高，導致其工業(yè)成本很高，應用不廣泛，基本僅限于實驗室使用。如果開發(fā)價格低廉的沉淀劑，由于化學沉淀法反應過程簡單、易操作，所以還是有很大的應用前景的。

2.2 分離攔截方式

主要采用蒸發(fā)濃縮、電吸附、膜過濾、溶劑萃取和復合絮凝劑絮凝等方法將Cl-分離去除。

2.2.1 蒸發(fā)濃縮法

對廢水升溫，由于無機鹽類氯化物沸點高于水，最后被濃縮結晶；氯化氫沸點相對較低，同水蒸氣等易揮發(fā)物質一同被去除。從而實現了氯離子與廢水的分離。

江西理工大學材化學院科研人員[5]發(fā)明了含銨含氯廢水處理并回收利用銨和氯的方法，利用該方法使得銨鹽和氯不僅得到有效分離，還能回收利用。該法有效去除了有色金屬冶煉過程中含銨含氯廢水中氯離子，并實現了經濟與環(huán)境的統(tǒng)一。

泡菜生產過程主要產生的廢水類型有腌漬廢水、脫鹽廢水及脫鹽水、清洗水、沖洗水等，其中以腌漬廢水氯離子濃度可達153000mg/L，對部分量少的廢水可采用蒸發(fā)法。丁文軍等[6]采用三效濃縮設備將鹽漬水濃縮至飽和狀態(tài)，再經結晶、離心分離等工序制得食鹽并回用于泡菜腌制。

蒸發(fā)濃縮法適合于小水量高濃度的廢水，其操作簡單，效果明顯，在泡菜等行業(yè)應用較多；但對于水量較大廢水，其成本很高，相比其他處理方法不實用。

2.2.2 電吸附法

電吸附技術結合了電化學理論和吸附分離技術，通過對水溶液施加靜電場作用，在電極上加上直流電壓，在兩電級表面形成雙電層，由于雙電層具有電容的特性，因而能夠進行充電和放電過程，且溶液中離子不發(fā)生化學反應。在充電過程中吸附并保存溶液中離子，在放電過程中釋放能量和離子，使雙電層再生。其目前應用也比較多。

魏鴻禮[7]做了電吸附工藝去除再生水中氯離子的研究，結果表明，含氯離子平均為307mg/L的原水，產水平均為91mg/L，氯離子平均去除率為70.4%。

電吸附法相比電解法，由于不發(fā)生化學反應，相對成本較低，且處理效果良好，而在回用水凈化中，其相對常規(guī)石灰軟化法工藝去除氯離子等鹽類效果更明顯，所以其回用水凈化中應用很廣。

2.2.3 絮凝沉淀、溶劑萃取法

絮凝沉淀主要利用絮凝劑作用氯離子，將其絮凝以至沉淀去除，如復合絮凝劑；溶劑萃取是利用萃取劑將含氯離子的化合物萃取去除。

汪巍[8]發(fā)明了一種用聚合硫酸亞鐵對含氯廢水進行絮凝沉淀的方法，該方法可把進水為500～1000mg/L含氯廢水，降低到0.4mg/L以下。雷春生等[9]發(fā)明了一種由有機酸和無機鹽復配而成的復合除氯劑，實驗表明，該法可去除99.9%以上的氯離子。

絮凝沉淀和溶劑萃取受試劑的影響，溶劑萃取僅適用于小水量情況，更多應用于實驗室；絮凝沉淀法在其成本較低的情況下，可能可應用于較大水量氯離子的去除，但目前應用并不廣泛。

2.3 離子交換方式

采用離子交換劑與氯離子進行交換替代氯離子，利用該方式的方法有離子交換樹脂法、水滑石法等。值得說明的是水滑石法，由于水滑石（LDHs）的結構特點使其層間陰離子可與各種陰離子，包括無機離子、有機離子、同種離子、雜多酸離子以及配位化合物的陰離子進行交換。

胡靜等[10]也研究了焙燒鎂鋁碳酸根水滑石（CLDH）對廢水中氯離子的去除效果。實驗表明，Cl-的去除率可達97%。

水滑石法目前研究較多，其對氯離子的去除效果也較好，但多停留在實驗階段，工程應用很少。離子交換樹脂法用復床或混床，將氯離子去除，屬傳統(tǒng)工藝，設備投資較低，但陰離子交換樹脂容易飽和，需要再生。

2.4 氧化還原方式

采用電解或電滲析、還原方式將Cl-去除。應用方法有電解、電滲析、加氧化劑等。電解是當污水通電后，電解槽的陰陽級之間產生電位差，趨使污水中陰離子向陽極移動發(fā)生氧化反應，陽離子向陰極移動發(fā)生還原反應，從而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應產物作用，轉化為無害成分被分離除去。

2.4.1 電滲析法

電滲析以離子交換膜為滲析膜，以電能為動力。電滲析過程是電解和滲析擴散過程的組合。在外加直流電場作用下，陰、陽離子分別往陽極和陰極移動，由于陽離子膜理論上只允許陽離子通過，陰離子膜只允許陰離子通過，如果膜的固定電荷與離子電荷相反，則離子可以通過，反之則被排斥。由此來實現氯離子的去除。

錢學玲等[11]采用味精廢水-預處理-電滲析-厭氧-好氧工藝流程，整個工藝流程既保證了COD等的去除，又可使Cl-濃度從進水16.776g/L降至6g/L以下，從而達到了很好的綜合去除效果。

電滲析法適合處理低濃度含氯廢水，水耗和電耗較大，成本較高，其對小水量的處理還是比較實用的。

2.4.2 電解、氧化劑法

電解是當污水通電后，電解槽的陰陽級之間產生電位差，趨勢污水中陰離子向陽極移動發(fā)生氧化反應，陽離子向陰極移動發(fā)生還原反應，從而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應產物作用，轉化為無害成分被分離除去；氧化劑法是通過與氯離子發(fā)生氧化還原反應將氯離子去除的方法。

李長俊等[12]采用混凝絮凝-電解法聯(lián)用技術，實驗表明，Cl-濃度能從原水的136698.2mg/L降低到54205.5mg/L，能達到較好的去除效果。

電解法去除氯離子同樣存在成本高的問題，對小水量廢水應用有較好效果，相對于電滲析法其不存在膜堵塞問題，但運行費用相對較高，一般在廢水預處理后采用。氧化劑法目前應用也較少。

3 結束語

氯離子的去除技術主要有物理、化學和物理化學方法，生物法不能去除氯離子。目前工業(yè)廢水去除氯離子主要是為了實現后續(xù)廢水生物處理和達到回用水氯化物標準，單獨為了去除氯離子而實現達標排放的做法很少，這也是人們對氯離子危害不重視的一種表現。

總的來看，氯離子的去除技術多適用于小水量和中水量情況，電吸附和電滲析由于操作簡單，對較大水量可能將是氯離子去除技術的趨勢和熱點，相信未來會出現更多更經濟更環(huán)保的氯離子去除技術。

參考文獻

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篇9

關鍵詞：虹吸式雨水系統(tǒng) 數值分析 影響因素

Analysis of the Tail Tube ( Pipe ) Selection of Siphon System Affecting Factors

PanHao1,HUANG Xiao-jia2,3

（College of City Construction ,University of South China ,HengYang 421001;China IPPR Engincering Corporation;Beijing 100089;College of City Construction ,University of South China, HengYang, 421001)

Abstract: Our country since nineteen eighties began to introduce the use of siphon type system, especially after entering twenty-first Century widely used in the terminal building, exhibition hall, warehouse, office buildings, stadiums and other large span and complicated structure, roof, then the majority of engineering and technical personnel gradually in-depth study, the siphon system design essential factor spread out to discuss extensively in engineering applications, many areas have a more mature theory and experienceon .

Key words:siphonic roof drainage system;influence factors ; numerical simulation

前言

虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)作為一種新興的雨水排水技術，因其具有高效、節(jié)材等優(yōu)點，迅速在航站樓、展覽館、倉庫、辦公大樓、體育場等大屋面大體量建筑領域取代傳統(tǒng)重力流屋面雨水系統(tǒng)【1～2】。，實踐證明虹吸系統(tǒng)相對于重力式系統(tǒng)具有系統(tǒng)泄水能力大、懸吊管敷設無需坡度節(jié)省建筑空間、管徑小、流速大排水迅速等諸多優(yōu)點。本文后續(xù)文中會對影響虹吸（滿管流）是否快速、順利形成的各大因素作較為詳細的綜述。

1.虹吸式雨水系統(tǒng)

1.1 虹吸式系統(tǒng)流態(tài)變化和最小虹吸流量

虹吸式雨水系統(tǒng)由虹吸式雨水斗、連接管（尾管）、懸吊管、立管和過渡段組成，降雨過程中系統(tǒng)并不是全部在虹吸流態(tài)（壓力流）下運行，重力流與虹吸流交換運行，整個過程需經歷五種流態(tài)：波浪流、脈沖流、活塞流、泡沫流、滿管流。

降雨初期，懸吊管內雨水為非滿管流，表現為波浪流和脈沖流；系統(tǒng)處于重力流狀態(tài)，排水效率低下，斗前水深迅速增加。隨著降雨量的增大，斗前水深逐步加大，水流過渡到活塞流和泡沫流，并間歇式形成虹吸作用，產生瞬間抽吸作用，排水能力突然增大，斗前水深回落，系統(tǒng)又回落到重力式流態(tài)；這樣經過一定時間后，斗前水深趨于穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的虹吸滿管流，此時排水能力已趨于飽和，不再有太大變化。降雨后期，雨水量減少，虹吸系統(tǒng)按逆方向經歷上述階段，最終在重力流運行下排除積滯的后期雨水。

降雨過程中，連接管（尾管）首先形成滿管流，迅速啟動小虹吸，“填充”懸吊管；而后懸吊管會依次經歷以上所述的五種流態(tài)，最終到達滿管流狀態(tài)；懸吊管充分形成滿管流后，雨水開始從頂端向下游段“填充”立管，當立管中無摻氣（實際上，水汽比大于95%時，即可近似認為系統(tǒng)在無摻氣滿管流下運行），整個系統(tǒng)完全啟動虹吸。

虹吸系統(tǒng)的順利啟動依賴于尾管、懸吊管和立管滿管流形成的難易程度和快慢與否，尾管相對于整個系統(tǒng)為小管徑，較為容易形成滿管（虹吸）流；立管在懸吊管充分填充（水流）后，依靠立管高差具有的勢能，轉變?yōu)樗俣人^，“順其自然”【5】啟動整個系統(tǒng)形成虹吸。在虹吸式系統(tǒng)中，為凸顯其經濟優(yōu)越性，懸吊管一般連接數量較多的雨水斗，以節(jié)省立管數量，工程實踐表明，懸吊管長度最高可達150m，因此懸吊管能否迅速而便捷的實現滿管流態(tài)，關系到整個系統(tǒng)的安全有效運行。懸吊管的填充速度和水平取決于尾管泄流而來的雨水流量，因此尾管能否正常形成最小虹吸流量，是整個虹吸系統(tǒng)設計關鍵中的關鍵。

1.2 系統(tǒng)流態(tài)的水力學分析

關于虹吸式雨水系統(tǒng)的虹吸啟動原理，工程技術人員意見不一，但筆者發(fā)現多數研究工作者傾向于水躍機理，本文綜合水力學關于水躍基本概念，對懸吊管滿管流的形成過程進行粗略的分析。

1.2.1 水躍

水躍是水流從急流狀態(tài)過渡到緩流狀態(tài)時水面突然躍起的局部水力突變現象。水流從雨水斗進入連接管（尾管）后，泄流至尾管末端向水平懸吊管轉彎處時，轉彎處水團遇到阻力流速急劇改變，在懸吊管首端躍起。尾管越長，即雨水斗斗前水面與懸吊管中心處的高差越大，水流利用位置水頭產生的流速水頭越大，當在尾管轉彎處突然改變流速時，水躍越高。

1.2.2五種流態(tài)的水力學（水躍現象）分析

水躍有多種形式，圖1是幾種常見的水躍形式。

據此可以結合虹吸雨水系統(tǒng)運行過程中的五種流態(tài)，對比進行粗略分析。在初始階段，尾管泄流量少，表現為波狀水躍，相應于圖1中的波浪流。隨著時間的推移，尾管泄流量逐步增加，水躍深度（h）緩慢增加，水躍沿懸吊管向下游傳播，可認為整個水平管段上發(fā)生連續(xù)性水躍現象。當部分水躍深度達到管徑大小時，形成局部滿管流。此時水躍結果會形成圖1中的脈沖流和活塞流，產生瞬間虹吸現象。當泄流量進一步加大，轉彎處水躍以強水躍方式存在，水深迅速增加，充滿懸吊管首端，并向下游傳播，同時高速水流卷攜氣團隨之流動，這種狀態(tài)相當于泡沫流，當整個長度方向上的管段都填充滿時，懸吊管形成滿管流。分析可知，水躍深度能否達到管頂關系到懸吊管的填充效果，而尾管處的泄流量大小、泄流方式決定著水躍的強弱，水躍強則能迅速填充并形成滿管流，水躍弱則難以產生高速水流攜卷氣團創(chuàng)造虹吸條件。

2.虹吸系統(tǒng)運行效果的影響因素

2.1 虹吸雨水斗型號

虹吸式雨水斗相比傳統(tǒng)重力式雨水斗，增設擋水夾板，可最大限度阻止空氣進入，并對進入雨水斗的雨水起整流的作用，促進系統(tǒng)排水管道呈滿管流狀態(tài)，從而在立管與懸吊管交匯點處形成最大負壓，利用抽吸作用，產生虹吸。

系統(tǒng)運行初期，斗前水深較淺，漩渦將空氣攜入雨水斗，泄流量小。此時通過雨水斗的流量可按環(huán)形堰流計算【7】：

（1-5）

式中Q――通過雨水斗泄流量（m3/s）

µ――雨水斗進水口流量系數，取0.45

D――雨水斗進水口直徑，m

h――雨水斗斗前水位，m

雨水斗泄流量與斗前水深的1.5次方成正比，降雨過程中，隨斗前水深增加，雨水斗泄流量迅速增加。當雨水斗進水口前水位上升到一定高度時，排水口不再有摻氣現象，排水管處于滿流狀態(tài)。不摻氣雨水斗泄流量可按式（1-6）計算：

（1-6）

式中，Qd――雨水斗出水口泄流量，m3/s

µd――雨水斗進水口流量系數，取0.95

dj――雨水斗內徑

H――雨水斗前水面至雨水斗出水口處的高度，m

H1――雨水斗排水管中的負壓，m

2.2 連接管（尾管）長度

1.2.1節(jié)中從水力學（水躍）的角度解釋了尾管長度對虹吸泄流能力的影響，尾管長度越長，則水躍越強，虹吸越容易啟動?！兑?guī)程》和VDI3806都規(guī)定了連接管（尾管）長度應>1m，意在有足夠的作用水頭可供利用，保證下泄量持續(xù)增加，形成虹吸所需要的最小虹吸流量。若尾管長度不夠，則作用水頭不足以產生最小虹吸流量，不能啟動系統(tǒng)形成虹吸，造成斗前水深持續(xù)升高，有屋面溢流風險。但考慮建筑物的有效空間，尾管長度（懸吊管安裝高度）不宜布置太大，以免造成空間有效高度的浪費。

2.3 連接管（尾管）管徑

實驗方案措施：VDI在總結尾管管徑分別為DN70、DN100、DN125條件下大量運行數據，繪制了最小流量曲線圖，但并沒有給出外推大管徑（DN≥150）條件下最小虹吸流量的依據和方法，可能具有較大的誤差。

本實驗擬利用惠通實驗條件，完成管徑分別為DN50、DN70、DN100和DN125的最小虹吸流量實驗，并對比VDI小管徑下曲線，進行比對和校核。擬運用模擬實驗，采取兩種方案：

方案一：國內有學者【8】根據VDI提供的小管徑數據，對曲線采集數據點進行了數字化擬合，獲得了回歸較為精確的相關函數及其系數，然后代入大管徑求得相應最小虹吸流量。其優(yōu)勢在于曲線方程化，有利于計算機編程直接選用，降低了人工讀數的誤差，提高計算效率。但是，VDI曲線繪制的是離散點，該文獻直接利用少數幾個離散點進行函數擬合，并外推至大管徑，較為欠妥，且實質上也只是對VDI數據的簡單處理。

方案二：直接在小管徑基礎上，運用Fluent，直接進行水力學模擬計算。但從VDI的曲線趨勢上可以看出，大管徑條件下系統(tǒng)運行工況已有很大差別，此時若利用小管徑條件下的設計參數，對系統(tǒng)進行模擬計算，可能產生一定的誤差。

以上兩種方案，都是在前期小管徑基礎上，運用流體力學計算軟件，進行后期處理，推求大管徑虹吸狀態(tài)工況，有“半經驗半理論”的特點，因為模擬實驗不能考慮全部不可預見因素，對某些參數需進行理想化或假設，因此都具有一定的誤差。但這兩種方案，都是在VDI基礎上的進一步研究，具備一定的現實意義。

2.4懸吊管長度

虹吸式雨水系統(tǒng)要在滿管流狀態(tài)下才能以壓力流的形式運行，具體過程前面已有分析，這里不再贅述。尾管滿管后形成小虹吸，迅速填充懸吊管，懸吊管充滿前，系統(tǒng)整體依然處于重力流態(tài)下運行，排水能力有限。懸吊管越長，則填充時間越長，則要求屋面天空調蓄容積越大。若懸吊管太短，則不符合“虹吸系統(tǒng)懸吊管連接雨水斗數量不受限制，可節(jié)省立管數量”的經濟性原則。所以，懸吊管的長短，會影響尾管的填充速度和效果。

3.實驗設計初步思路

水力實驗平臺以惠通虹吸式雨水排放系統(tǒng)模擬為裝置，以流體力學計算軟件（Fluent）、高等數學、流體力學、水力學基本原理。以最小虹吸流量（即立管恰好出現滿管流）作為主導評判性標準，以形成虹吸所需時間為參考性標準，重點研究尾管不同長度、管徑、連接方式對系統(tǒng)工況下最小虹吸流量的影響效果，綜合運用水力實驗平臺和模擬實驗平臺全面校核VDI3806最小虹吸流量曲線，尤其是通過實驗研究獲得較為精準的大管徑外推值；最后，運用實驗條件，展開對不同雨水斗型號和尾管運行工況的關系研究。

3.1 實驗手段和方法：

水力實驗平臺：虹吸式雨水排水系統(tǒng)測試方法可分為靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗【4】【9】。靜態(tài)試驗為關閉系統(tǒng)上控制閥門，啟動放水系統(tǒng)，待配水槽水位達到一定深度時（如300mm），停止進水，打開控制閥門，測試隨時間變化的虹吸工況。靜態(tài)試驗相當于模擬虹吸系統(tǒng)的逆運行過程，系統(tǒng)將依次經歷虹吸滿管流、水塞流、泡沫流和脈沖流（此處會形成間歇式虹吸現象，水位急劇下降）、波浪流。靜態(tài)試驗可測定雨水系統(tǒng)在不同斗前水深下的最大排水能力。動態(tài)試驗則先開啟控制閥門，調節(jié)進水系統(tǒng)開度，模擬降雨過程，逐步增大進水量，觀看系統(tǒng)流態(tài)變化，記錄管內流量變化，測定立管剛形成滿管流時的最小虹吸流量。

模擬實驗平臺：以流體力學和水力學相關原理為理論基礎，以水力實驗所測數據為實踐基礎，結合系統(tǒng)管材及部件等性能參數，運用Fluent進行水力學模擬，研究大管徑（DN≥150）及小管徑范圍內的虛擬管徑（如DN60、DN80）下尾管對系統(tǒng)最小虹吸流量的影響；在水力實驗受限制的條件下，模擬懸吊管極限長度（如0.37m、1.65m）以及雨水斗不同型號對系統(tǒng)工況（最小虹吸流量）的影響。

3.2 實驗進程計劃

繼續(xù)大量越讀相關規(guī)范和文獻，深化對虹吸系統(tǒng)原理的認識，同時深入學習Fluent，論證水力學模擬的可行性和準確性。進一步同惠通進行溝通，了解惠通已有實驗條件（如雨水斗型號、尾管管徑、尾管長度、尾管連接方式、懸吊管和立管型號等），設計實驗平臺。

3.2.1 選用靜態(tài)試驗方法，測試系統(tǒng)運行工況

（1）改變尾管長度，測定最小虹吸流量

（2）改變尾管管徑，測定最小虹吸流量

（3）改變尾管連接方式，測定最小虹吸流量

（4）根據尾管管徑和系統(tǒng)整體尺寸，選用不同型號的雨水斗，完成雨水斗對虹吸運行工況的影響測試。

3.2.2 模擬實驗

（1）根據水力學原理和前期實驗數據，運用Fluent對大管徑進行系統(tǒng)計算模擬，或完善小管徑范圍內的最小虹吸流量關系曲線（如模擬虛擬管徑條件下的最小虹吸流量，以使原來的離散點接近于連續(xù)化）。

（2）若惠通雨水斗型號有限，則可進一步運用Fluent軟件對模擬雨水斗不同型號（尺寸）對系統(tǒng)最小虹吸流量的影響。

3.2.3 后期處理

按2.4節(jié)所述兩種方案進行后期數據處理，比選兩種方案下外推大管徑最小虹吸流量曲線的可靠度和精確度；總結前期水力學和模擬實驗成果，系統(tǒng)化實驗數據，提出較為完整的理論成果總結。

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篇10

那么怎樣才能最大限度地發(fā)揮實驗在化學教學中的作用，使化學實驗教學更切合教學改革的潮流、適應素質教育和創(chuàng)新教育的需求呢？我們化學教研組全體教師通過教學實踐得出的共同體會就是：只有對化學實驗進行不斷改進和創(chuàng)新，化學實驗才會充滿生命和活力、保持其在化學教學中的獨特魅力。

本文結合教學實踐，談談在初三化學實驗教學中的幾點嘗試。

一、注重探究性實驗，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神

新課標下的實驗教學《化學新課程標準》對化學課程在九年義務教育階段要求做了規(guī)定，目的要讓學生學習初步的化學知識和技能，并經歷基本的科學探究過程，受到科學態(tài)度和科學精神的熏陶，它是以提高全體學生的科學素質，促進學生的全面發(fā)展為主要目標的自然科學基礎學科。它是培養(yǎng)學生科學探究能力、實事求是科學態(tài)度和勇于創(chuàng)新精神的源動力。新課程新理念，重視知識與能力的協(xié)調發(fā)展，關注學生的全面發(fā)展，讓學生親歷實驗過程，不管實驗成功與否，目的在于體悟探究過程，培養(yǎng)探究意識。而傳統(tǒng)的教學實驗，基本上是作為一種技能來傳授的，學生是被動地參與，沒有獨立實驗的要求。如果化學實驗中只讓實驗淪為知識灌輸的附庸或點綴，忽視實驗中的探究功能，將嚴重影響學生的學習質量和積極性，針對以上情況，我們應按新課程設計理念，在實驗教學中發(fā)展學生的各種能力，如在學習《二氧化碳制取的研究》時，教材首先直接給出了實驗室制取二氧化碳的藥品，這樣學生雖然能一下子記住所用藥品，但是過后接觸到其他能夠產生二氧化碳的藥品時可能會混淆。我們對實驗做了如下改進：讓學生回憶能產生二氧化碳的反應，并對這些反應是否適合實驗室制取進行討論，師生共同分析確定實驗室制取二氧化碳的藥品：含碳酸根離子的化合物與稀鹽酸或稀硫酸常溫下反應；然后分組實驗來探究選擇實驗室制取二氧化碳的理想藥品，并通過比較的方式提醒學生不能用濃鹽酸或硫酸來代替稀鹽酸制取二氧化碳；也不能用碳酸鈉、碳酸鈣粉末代替石灰石、大理石。在探究過程中充分激發(fā)了學生的創(chuàng)造欲望，學生不是被動地接受知識而是主動地選擇和獲得新知識，教師只起指導、組織和協(xié)助作用，它可以真正體現學生的自主性。

再如，教材中NaOH溶于水要放熱的實驗，學生需用手觸摸才能感知到，這給學生觀察現象帶來了很大的局限。筆者引導學生對它進行了改進，演示時先將試管里的水煮沸，然后移離火焰，水立即停止沸騰，迅速加入兩小塊NaOH固體，水又沸騰了。一個小小的改進，不僅使全班同學都能觀察到明顯現象，而且讓他意識到了創(chuàng)新是多么的奇妙和必要，增強了他們的創(chuàng)新意識。

需要注意的是要注重起點放在學生的“最近發(fā)展區(qū)”，思維階梯要合理，學生經過努力、討論能夠回答出，不要設計得太難，跨度太大，使學生充分地感受到解決新問題中的愉悅感和成就感，培養(yǎng)學生自信心，激發(fā)學生喜好，將喜好轉化為持久的動力，同時教學目標是高層次的。探索性實驗的設置，使學生通過設計、討論、實驗，充分發(fā)揮想象力，和實際相結合，創(chuàng)造性地運用已有的知識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

通過探究活動，不僅體現了“教師為主導、學生為主體”的關系，而且增強了學生發(fā)現問題、解決問題的能力，訓練了學生科學的思想方法，更重要的是在探索過程中培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神。

二、改進實驗裝置，優(yōu)化實驗設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)實驗的實驗裝置，是根據實驗原理選擇正規(guī)化儀器，按照有利于培養(yǎng)規(guī)范化基本操作的要求，遵循科學性、平安性、直觀性、可操作性的原則，經過不斷改進而形成的。但是教材中的某些實驗裝置，有的過于復雜、有的演示時現象不太明顯、有的還會對環(huán)境造成污染。因此設計以改進原有實驗裝置或重新設計實驗裝置為探究點，可有效地培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

如教材中單質碳還原氧化銅的實驗，現象不明顯、費時間。筆者在教學中作了如下改進：先將銅絲置于酒精燈外焰灼燒，銅絲表面氧化成黑色氧化銅，再將氧化了的銅絲插入裝有木炭粉的試管中加熱，一會兒后取出銅絲，可以觀察到銅絲表面恢復紅色，改進后現象明顯，節(jié)省時間。關于氫氧化鈉與二氧化碳反應的化學性質是全書的難點之一，為了使學生容易理解和掌握，可設計插入一個演示實驗：用礦泉水瓶收集一瓶二氧化碳，然后倒入氫氧化鈉溶液，蓋上瓶蓋，并搖動礦泉水瓶，這時就可以看到礦泉水瓶變癟了，同時發(fā)出噼里啪啦的聲音，現象很明顯。而后用針筒吸取稀鹽酸，把針頭刺進礦泉水瓶，將鹽酸注射進去，在噼里啪啦中，礦泉水瓶又恢復了原形。使很難理解的反應變簡單了。

再如教材第124頁“實驗7―1”討論燃燒的條件,直接演示時造成的濃煙較多，既危害健康，又污染空氣。教師可先引導學生分析可能出現的問題，啟發(fā)學生改進實驗裝置（如圖1所示）。

圖1

通過實驗改進，不僅激發(fā)了學生探求科學知識的興趣，而且在潛移默化中啟迪了學生的智慧，活化了學生的創(chuàng)新思維。

教師對演示實驗的創(chuàng)新，不但能使學生掌握有關化學知識，而且更能起到示范作用，充分發(fā)揮主導作用，從而培養(yǎng)他們不迷信課本，敢于用科學的方法進行創(chuàng)新的精神，激活創(chuàng)新意識，進而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的目的。

三、增設家庭小實驗，激發(fā)學生創(chuàng)新意識

新教材在實驗內容的呈現形式上還安排了大量的“家庭小實驗”“實驗習題”?！凹彝バ嶒灐弊鳛閷W生課外實驗的一種形式，目的是為了培養(yǎng)學生持久的學習興趣及實驗方法。這類實驗的趣味性比較強，內容與實際結合緊密，實驗用品簡單易得。教科書中以習題的形式呈現實驗，目的是鼓勵學生在家中獨立完成實驗，例如在學習完軟水和硬水的知識后，可以布置學生在家里把用久的舊毛巾變軟，學習完乳化和溶解之后，可以在家里用清潔靈去體會它的乳化功能，學完鹽與酸的性質后，還可以在家里體會用蘇打和小蘇打與醋反應，去體會它們與酸的反應速率快慢，等等。這類家庭實驗習題，側重于對所學知識和技能的應用，促使學生獨立思考實驗的步驟、用品、操作方法等，具有一定的探究性。由于家庭小實驗是在課堂之外進行的，與課堂實驗相比，家庭小實驗更能發(fā)揮學生在學習活動中的主觀能動性，更有利于培養(yǎng)學生的獨立思考能力，并且家庭小實驗所用器材一般簡便易得或者容易自制，這就大大增加了學生的觀察、分析及動手操作的機會，有利于培養(yǎng)學生的實驗能力。

四、開展微型化學實驗，激發(fā)學生創(chuàng)新的動力

微型化學實驗是近年來國際和國內化學界，在綠色化學思想下用預防化學污染的新思想對常規(guī)實驗進行改革而發(fā)展起來的化學實驗的新方法、新技術，是以微型的儀器，盡可能少的化學試劑(試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一)，以減少試劑在器皿上的附著量而達到準確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的，是化學實驗方法的變革。著名化學教育家戴安邦先生曾說過：“大力推行微型實驗，使全國中學生的化學教學皆有學生的單人實驗作業(yè)，以加強化學的素質教育作用?！?/p>

微型化學實驗，試劑少，經濟、環(huán)保，既有助于解決實驗儀器、藥品的短缺問題，又可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，使學生自覺養(yǎng)成節(jié)約意識和環(huán)保意識，從而更好地落實新課標精神。對于大多數學生來說，微型實驗及儀器本身就是一種新事物，因許多的實驗儀器均來自生活中的廢棄品，學生能親自動手制作，在自制化學儀器中展示了各自的才華，例如：用廢棄膠囊板做點滴板；用果凍殼代替小燒杯；用青霉素瓶自制微型酒精燈；用礦泉水瓶制洗瓶等。用生活中廢棄品來制備實驗儀器給他們提供更多創(chuàng)新實驗的機會，使學生在實驗的過程中體會到了化學的神奇，體會到了學習的樂趣。

當然，微型化學實驗也有它的不足之處。例如，較忽視基本操作的規(guī)范性，較少考慮實驗中有關的安全因素等。因此，微型實驗雖然具有許多優(yōu)越性，但也并不是所有實驗都可用之代替的。在教學中，應根據實驗的內容、目的、現象和定量要求等進行選擇，使常規(guī)實驗和微型實驗相結合，兩者取長補短，這樣可以達到更好的教學效果。

以上從幾個方面談了化學教學中的創(chuàng)新教育，這是素質教育的基本要求。陶行之先生說：“天天是創(chuàng)造之時，處處是創(chuàng)造之地，人人是創(chuàng)造之人?！闭n堂教學的每一個環(huán)節(jié)、步驟無處不蘊藏著可點燃的火種，只要我們勇做創(chuàng)新之人，就能用“教”的創(chuàng)新火種引燃“學”的創(chuàng)新火焰，從而在創(chuàng)新教育中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，創(chuàng)新思維，創(chuàng)新能力。這是時代的要求，也是教育工作者所不可推卸的責任。

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