初中科学论文：改进实验培养学生环保意识.doc

改进实验培养学生环保意识摘要：通过降低试剂浓度、减少试剂用量、封闭式实验、微型实验等绿色化实验方法，以达到减少污染保护环境的目的，从而培养学生的环保意识。关键词：绿色化学 实验 污染 环境初中科学教材涉及到较多的化学实验，化学实验使学生获取化学知识、认识化学规律、形成化学概念，提高各种能力，同时也伴随着对环境的污染和对人类的危害。这就要求科学教师严肃、认真地对待每个实验，既要科学地、直观地展示实验所要达到的目的，又要始终注意尽量消灭其负面影响，使学生认识每个实验都要考虑到有毒气体、废液、废渣的处理以及怎样改进实验更有利于环境保护，有利于节约药品。以点滴事例的实践去教育学生，感染学生，增强学生的环保意识，把绿色化学理念贯穿到整个教学过程。1降低试剂浓度教师和学生对化学实验一般认为试剂浓度越高实验现象越明显，事实并非如此，有的化学试剂灵敏度非常高，非常稀的浓度就能达到实验目的，有的实验试剂浓度过高反而影响实验效果。如：酚酞与浓氢氧化钠溶液反应，学生看到的实验现象是：溶液变成红色后又变成了无色，这种现象对初中学生又很难解释清楚，以至影响了实验效果，也浪费了药品，增加了环境污染。如何用较低浓度的试剂，取得良好的化学实验效果，从源头上阻止化学污染 ，这也是绿色化学需要探讨的内容。（1） 降低教材规定的试剂浓度 我对教材规定浓度的试剂进行了不同的试验。如：现行义务教育标准实验教材规定的酚酞、石蕊的浓度是0.5%1%。我用不同浓度的酚酞试剂与不同浓度的NaOH、NaHCO3、Ca(OH)2等溶液反应，实验结果：实验现象1%酚酞0.5% 0.2% 0.1% 0.05% 0.01% 0.1MNaOH红色红色红色红色红色红色0.001MNaOH红色红色红色红色红色红色1MNaHCO3浅红色浅红色浅红色浅红色浅红色无色0.1MNaHCO3浅红色浅红色浅红色浅红色无色无色Ca(OH)2红色红色红色红色红色红色从上述实验中可以看出，0.1%0.2%的酚酞足以使这些溶液变色。现行科学九年级上册，实验葡萄糖的检测，这个反应也非常灵敏，经改进后氢氧化钠浓度可由原来的10%降为1%，硫酸铜浓度可由原来的5%降为0.5% ，葡萄糖浓度可由原来的10%降为1%，改进后实验效果更好。这些实验试剂浓度的降低，既节约了药品，保证了实验效果，更重要的是减少了环境污染。（2） 选择合适的低浓度试剂 在科学新课程的教材、学生实验活动册中，涉及到试剂浓度的实验，绝大部分没有指明试剂浓度和规定试剂用量，教师和学生在实验过程取用试剂随意性大，如：制取氢气取用4MHCl，检验盐酸的酸性仍然取用4MHCl，不但造成试剂浪费，增加环境污染，而且对学生形成良好的实验习惯和养成严谨的科学态度极为不利，更不利于学生绿色化学理念的建立。因此，我们要根据具体的化学实验要求，通过不断实验选择其合适的试剂浓度。如；配制定性检验的试剂，我根据其生成的沉淀物离子积数值，确定其生成沉淀的最低离子浓度，然后从低浓度到高浓度逐级试验，寻找合适的试剂浓度。配制检验Cl1-实验试剂时，我进行了如下试验：实验现象1× 10-5MAgNO31×10-4MAgNO31×1-3MAgNO31×10-2MMAgNO31×10-1MAgNO31×10-5MNaCl 无沉淀无沉淀无沉淀无沉淀无沉淀1×10-4MNaCl无沉淀无沉淀无沉淀无沉淀少量沉淀1×1-3M NaCl无沉淀无沉淀无沉淀少量沉淀沉淀1×10-2 NaCl无沉淀无沉淀少量沉淀沉淀沉淀1×10-1MNaCl无沉淀少量沉淀沉淀沉淀沉淀从实验结果得出：它们的离子积数值大于1×10-5刚能观察到沉淀现象，它们的离子积数值大于1×10-4能产生明显的沉淀现象，根据它们的离子积数值可选择1×10-2M NaCl和1×10-2M AgNO3作为实验试剂。这样使我们配制的试剂，在实验过程既达到实验目的，又尽可能的降低试剂浓度，节约药品，减少环境污染。2改进演示实验现行初中教材中许多实验是属于粗放型的，只注重实验结论，没有考虑到对环境的污染，如果教师能本着绿色化学的宗旨，改进现行实验，不仅能减少环境污染，还可以使学生真正感受到保护环境的重要性。如：华师大版初中科学教材中红磷在钟罩里燃烧实验，红磷用酒精灯点燃后再插入钟罩内，这个过程P2O5扩散到空气中污染环境，影响师生健康。而且实验时间长，实验误差大，实验效果不理想。我对此实验进行了如下改进： （1）实验装置图 图1 教材中实验装置 图2改进后的实验装置（2）实验用品： 250ml集气瓶3个 单孔橡皮塞1个 双孔橡皮塞2个 燃烧匙1个 长直角导管3个 短直角导管2个 短直导管1个 电阻丝40cm 12V16V学生电源1个 导线3条 低压开关1个 白磷 水 镊子 吸水纸（3）制作方法：取集气瓶盛满水塞紧单孔橡皮塞，然后取下橡皮塞，量取集气瓶中水的体积分为5等份，然后一次一次的把上面算出的五分之一体积的水注入集气瓶中，每注入一次在集气瓶外用红漆划一条线。将燃烧匙截成5 cm长插在单孔橡皮塞下面中部，电阻丝中部绕成螺旋状置于燃烧匙中，螺旋状电阻丝上铺一层细纱，电阻丝两端穿过橡皮塞与导线相连。长直角导管插入橡皮孔中，导管下端略低于燃烧匙。取第二个集气瓶盛满水不留气泡，塞紧双孔橡皮塞，长、短直角导管分别插入橡皮孔中，长直角导管下端插入水中4 cm5 cm，短直角导管下端不能插入水中，短直角导管与第一个集气瓶直角导管用橡皮管相连。取第三个集气瓶注入半瓶水，塞紧双孔橡皮塞，分别插入长直角导管和直导管，直角导管下端插入水中3cm4 cm，直导管下端伸出橡皮塞少许，直角导管与第二个集气瓶长直角导管用橡皮管相连。（4）操作方法：取下第一个集气瓶橡皮塞，在燃烧匙中放入绿豆大的白磷，塞紧橡皮塞，接通电源，将学生电源电压旋纽转到4伏挡，闭合开关， 2秒3秒白磷燃烧。实验完毕在集气瓶中加入石灰乳中和磷酸。（5）实验现象：白磷刚燃烧时集气瓶内气体体积增大，把第二个集气瓶内的水压到第三个集气瓶中，1秒2秒集气瓶内气体体积减少，水立刻倒流，水流停止时,集气瓶内水的体积基本到五分之一的刻度线，实验现象及具说服力。实验改进后不但提高了实验效果，而且白磷始终在密闭容器中燃烧，减少了环境污染。3将演示实验微型化现行教材中许多演示实验都是在烧杯或试管中进行，试剂用量大，实验现象可见度小，实验效果不理想。我们可将这些实验改在微型仪器中进行，用多媒体扩大可见度。如：钠与水反应实验，教材中用250ml烧杯做此实验蒸馏水和酚酞用量大，实验现象可见度小，环境污染大。我改在80mm培养皿中注入三分之一体积的水，滴入2滴酚酞，取一小块金属钠吸干煤油放入培养皿中。将培养皿放到多媒体实物展示台上放大投影，在展示屏上立刻看到金属钠小球拖着红色的尾巴和白色雾气在水面上游动。不但实验现象明显，可见度高。而且药品用量少，环境污染少。很多有颜色变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生等实验，均可在培养皿或点滴板中进行，通过投影效果良好。在日常教学过程中，我们还在绿色实验的设计、学生实验的微型化、废液的回收再利用、研究课题的介入等方面进行了改进。在化学实验每个环节预防化学污染，使化学过程尽量减少或消灭有害物产生，使学生感到环保无小事，预防环境污染要从身边的小事做起，培养学生强烈的环保意识，使绿色化学的理念在学生头脑中生根发芽。