導(dǎo)語：如何才能寫好一篇關(guān)于水的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)及原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)熱情

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）在課程性質(zhì)中明確指出：“化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)探究活動(dòng)，有助于激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)和交流討論中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力?！币蚨?，在滬教版九年級化學(xué)的教材設(shè)置中，實(shí)驗(yàn)占據(jù)著較大的比重，且不斷滲透通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)的思想，同時(shí)也從學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思維邏輯特點(diǎn)和基本科學(xué)原理等角度選擇設(shè)置實(shí)驗(yàn)。但隨著食品安全的惡化及環(huán)境污染的加劇，化學(xué)以負(fù)面形象出現(xiàn)在公共輿論媒體中，入門之初，學(xué)生就對化學(xué)產(chǎn)生了畏懼心理，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)試劑與危險(xiǎn)等同，于正式學(xué)習(xí)前已產(chǎn)生一定程度的心理負(fù)擔(dān)。

化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)于平淡中顯神奇，將化學(xué)所擁有的“魔力”充分展現(xiàn)在學(xué)生面前，在消除學(xué)生學(xué)習(xí)恐懼和心理負(fù)擔(dān)等方面起著舉足輕重的作用。在化學(xué)教學(xué)過程中引入趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)知識和原理的理解，并為后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)做好鋪墊。

伴隨著基礎(chǔ)課程教育改革的實(shí)施，學(xué)生更為重視自身的個(gè)性發(fā)展，渴望互動(dòng)新穎的教學(xué)形式、輕松活潑的課堂氛圍、趣味化的教學(xué)手段和生活化的教學(xué)內(nèi)容。趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)以上諸多要求而產(chǎn)生，體現(xiàn)了“玩中學(xué)”的教育觀念，令人耳目一新卻又回味無窮。因而，趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究和設(shè)計(jì)成為必然。

設(shè)計(jì)趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)的首要原則是趣味性。圍繞趣味性，可從以下三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

一、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的顏色變化來設(shè)計(jì)

化學(xué)反應(yīng)中常常伴隨著顏色的變化。以新穎的方式將化學(xué)反應(yīng)中的顏色變化呈現(xiàn)給學(xué)生應(yīng)該是趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。相同的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，如果以不同的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，將會(huì)呈現(xiàn)出不同的視覺效果。在滬教版九年級化學(xué)第三章中有一個(gè)關(guān)于分子不斷運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，如圖一所示：

但該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)間較長；由于氨氣具有揮發(fā)性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教室內(nèi)充滿刺激性氣味，對人體的健康不利；缺乏趣味性，反應(yīng)較長時(shí)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(xiàn)象?；谝陨系姆N種不足，對課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，如圖二所示：具體步驟如下：

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

2.一段時(shí)間后，觀察到燒杯中酚酞變紅，則立即關(guān)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(shí)驗(yàn)時(shí)間；燒瓶內(nèi)能收集到氨氣，說明氨氣分子在不斷運(yùn)動(dòng)；燒杯內(nèi)酚酞試液的變紅，可說明燒瓶內(nèi)的氨氣已經(jīng)收集滿，同時(shí)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(dǎo)致燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)變小，形成了壓強(qiáng)差；打開止水夾②可形成美麗的紅色噴泉，也增加了本實(shí)驗(yàn)的趣味性。

二、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的狀態(tài)變化來設(shè)計(jì)

化學(xué)反應(yīng)中常有氣體的生成或者沉淀的產(chǎn)生等現(xiàn)象。挖掘這些現(xiàn)象中的趣味性，將它們以趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式呈現(xiàn)出來，會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。例如，在滬教版九年級化學(xué)第一章中關(guān)于“空瓶生煙”的實(shí)驗(yàn)（如圖三所示），雖然現(xiàn)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(qiáng)的揮發(fā)性，在演示該實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(xiàn)象明顯。

三、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的能量變化來設(shè)計(jì)

化學(xué)反應(yīng)中能量的變化主要表現(xiàn)在發(fā)熱、發(fā)光、產(chǎn)生火焰等。將這些直觀現(xiàn)象以更加巧妙有趣的形式展示給學(xué)生，是設(shè)計(jì)趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重點(diǎn)。例如，在滬教版九年級化學(xué)第六章中，關(guān)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(jì)多次測量的方法，雖然能獲得最終的結(jié)論，但學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)的興趣不是很濃烈。如何以更加直觀新穎的形式演示此實(shí)驗(yàn)?zāi)兀靠蓪⒄n本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)（如圖六裝置所示），利用熱脹冷縮原理，通過U型管內(nèi)液面的改變，即可分析出物質(zhì)溶于水后熱量的變化。

趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞掷脤W(xué)生的感官，將學(xué)生各方面的機(jī)能加以合理調(diào)動(dòng)，讓學(xué)生在活動(dòng)中能充分感受化學(xué)實(shí)驗(yàn)的光、聲、熱、氣味等，并培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手操作能力及表達(dá)交流的能力。趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞职l(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，促進(jìn)學(xué)生各個(gè)方面的發(fā)展，并創(chuàng)設(shè)了更為廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪家發(fā)，汪學(xué)寶.趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原則和設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，1994.

篇2

從輸送物料位移方向和角度來劃分，螺旋輸送機(jī)一般分為水平固定式，傾斜式和垂直式螺旋輸送機(jī)三大類型。水平式和垂直式螺旋輸送機(jī)由于實(shí)際應(yīng)用中比較廣泛，其設(shè)計(jì)制造和性能參數(shù)相關(guān)研究比較成熟，大傾角螺旋輸送機(jī)的傾角主要是大于20°小于90°，同水平式的輸送機(jī)工作原理差別較大，而國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定里關(guān)于螺旋輸送機(jī)所提供的內(nèi)容只適用于水平和微傾斜（15°以下）螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，而對于大傾角螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算沒有權(quán)威數(shù)據(jù)可供參考。

一、螺旋輸送機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)及其選取

螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)主要有輸送量、螺旋軸轉(zhuǎn)速、螺旋葉片直徑、螺距、螺旋軸直徑、填充系數(shù)、傳動(dòng)功率以及傾斜角度。由于傾斜角度是一個(gè)在設(shè)計(jì)完成后會(huì)影響到輸送機(jī)的輸送性能的參數(shù)，且它對其他的一些參數(shù)也會(huì)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(quán)威數(shù)據(jù)。

螺旋輸送機(jī)的傾斜角度對于螺旋輸送機(jī)輸送過程的生產(chǎn)率和功率消耗均有影響。螺旋輸送機(jī)輸送能力隨著傾斜角度的增加而迅速降低，同時(shí)螺旋輸送機(jī)布置時(shí)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(huì)影響填充系數(shù)：傾斜角度越大，允許的填充系數(shù)越小，螺旋輸送機(jī)的輸送能力越低。

二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，關(guān)于螺旋輸送機(jī)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(jī)。1977年4月，洛陽工業(yè)高等?？茖W(xué)校的趙紅霞，劉建壽和李志榮等人從螺旋葉片結(jié)構(gòu)尺寸出發(fā)，對輸送機(jī)的螺旋葉片結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化問題做了深入研究，研究出螺旋葉片的結(jié)構(gòu)尺寸對輸送機(jī)的輸送效率的影響，得到了螺旋輸送機(jī)的輸送功率的通用計(jì)算公式，但結(jié)果往往小于實(shí)際值。針對這個(gè)問題，武漢食品工業(yè)學(xué)院的龐美榮等人經(jīng)研究分析提出了推薦計(jì)算公式，并將推薦計(jì)算公式和通用計(jì)算公式結(jié)合起來，得到的結(jié)果同實(shí)際值相符。

國外在20世紀(jì)中后期，對大傾角螺旋輸送機(jī)的研究比較活躍。Robert等人對大傾角螺旋輸送機(jī)進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)，對大傾角螺旋輸送機(jī)的理論進(jìn)行了豐富。目前，隨著粉體力學(xué)及相關(guān)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(jī)進(jìn)行仿真模擬計(jì)算，但是由于缺乏實(shí)際的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證，這些模擬計(jì)算結(jié)果的可靠性還待考證。

目前，關(guān)于水平或者微傾斜的螺旋輸送機(jī)研究較多，也較成熟，而大傾角螺旋輸送機(jī)的研究很少，也不全面。由此，我們設(shè)計(jì)如下臺(tái)架試驗(yàn)裝置，通過各種不同物料不同傾角的試驗(yàn)來驗(yàn)證傾角參數(shù)的影響。

三、自動(dòng)化臺(tái)架試驗(yàn)裝置

如圖1所示，這是一套專門用來研究螺旋輸送機(jī)工作性能的試驗(yàn)臺(tái)架，通過該臺(tái)架可以完成大傾角螺旋輸送機(jī)的性能試驗(yàn)研究。該試驗(yàn)臺(tái)架可以針對不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作性能參數(shù)、輸送傾角以及不同的輸送物料進(jìn)行單因素或多因素的試驗(yàn)，通過研究，該試驗(yàn)臺(tái)架應(yīng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.輸送傾角可變：設(shè)計(jì)一個(gè)變傾角裝置改變螺旋輸送機(jī)的傾角，研究傾角對輸送流量的影響。

2.螺旋轉(zhuǎn)速可調(diào)：選用調(diào)速電機(jī)可方便改變螺旋軸轉(zhuǎn)速，用來研究轉(zhuǎn)速對輸送流量的影響。

3.可測量物料瞬時(shí)流量：設(shè)計(jì)一個(gè)固體顆粒流量測量裝置，準(zhǔn)確測量出物料在出料口處的瞬時(shí)流量。

4.物料的可循環(huán)輸送：能夠方便的實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)參數(shù)對輸送性能的影響。

進(jìn)行大傾角螺旋輸送機(jī)的性能試驗(yàn)研究時(shí)，實(shí)驗(yàn)機(jī)架上安裝好螺旋輸送機(jī)，調(diào)試完成后開始實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，獲得大量準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過對數(shù)據(jù)的處理和研究，分析出在大傾角情況下，轉(zhuǎn)速和傾角對輸送流量的影響，為提高設(shè)備的輸送效率，優(yōu)化機(jī)器設(shè)備性能提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。該裝置還可以完成相關(guān)物料在大傾角螺旋輸送機(jī)中的填充系數(shù)的測定和傾角系數(shù)的補(bǔ)充和完善，填補(bǔ)傾角大于20°傾角系數(shù)的空白。

四、結(jié)束語

上述螺旋輸送機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易于裝卸，安全可靠，具有完善的數(shù)據(jù)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(jī)的試驗(yàn)研究平臺(tái)。該平臺(tái)可以為后續(xù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理提供大量的原始數(shù)據(jù)，為研究設(shè)計(jì)參數(shù)的選取對輸送性能的影響打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖1 螺旋輸送機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)裝置示意圖

參考文獻(xiàn)

[1]螺旋輸送機(jī) JB/T 7679—95.北京：機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所，1996.

[2]徐余偉.螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和確定.武漢理工大學(xué)，2008.

[3]張東海.螺旋輸送機(jī)的優(yōu)化研究.大連理工大學(xué)，2006.

篇3

一、通過課外小實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生動(dòng)手操作本領(lǐng)

動(dòng)手能力是學(xué)生物理能力的重要方面，也是學(xué)生物理素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。高中物理教材上除了演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)外，還根據(jù)不同章節(jié)的知識，確定了很多新穎別致的課外小實(shí)驗(yàn)。這些課外小實(shí)驗(yàn)在一定程度上拓寬了學(xué)生的視野。我結(jié)合學(xué)生實(shí)際，另外給學(xué)生增補(bǔ)了10多個(gè)有趣的小實(shí)驗(yàn)。如在教學(xué)“動(dòng)量”的內(nèi)容時(shí)增設(shè)了“利用自來水來觀察反沖運(yùn)動(dòng)”；在教學(xué)“電場”的知識時(shí)增設(shè)了“觀察靜電屏蔽現(xiàn)象”；在教學(xué)“光的色散”時(shí)增設(shè)了“人造彩虹”等小實(shí)驗(yàn)。我將這些課外小實(shí)驗(yàn)，按教材順序，讓學(xué)生在課外實(shí)驗(yàn)興趣小組動(dòng)手實(shí)施，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)，實(shí)踐操作，結(jié)束后完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對那些有一定難度的小實(shí)驗(yàn)，我給予及時(shí)點(diǎn)撥與提示，包括實(shí)驗(yàn)的原理、所需要的器材及實(shí)驗(yàn)操作與觀察的要領(lǐng)等。而有些實(shí)驗(yàn)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(xué)生在課外隨機(jī)完成；而那些需要用實(shí)驗(yàn)室器材的，則必須讓他們在實(shí)驗(yàn)室里完成。如“測量自己的反應(yīng)時(shí)間”、“縫衣針浮于水面”、“觀察光的衍射”等都可由學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室外完成，而“電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀察”、“顯示與觀察微小形變”等必須由學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中合作完成。

生動(dòng)鮮活的課外小實(shí)驗(yàn)，極大地豐富了學(xué)生對物理的認(rèn)識，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深化了學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解，還提高了學(xué)生的動(dòng)手操作和手腦并用的能力，對開發(fā)學(xué)生的智力大有裨益。

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

科技創(chuàng)新和發(fā)明是人類社會(huì)不斷進(jìn)取的動(dòng)力源泉，也推動(dòng)著人類社會(huì)的進(jìn)步。物理學(xué)科作為一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維方面具有獨(dú)特的作用。這種創(chuàng)新思維往往產(chǎn)生于平時(shí)的點(diǎn)滴實(shí)踐中，因此，教師可以在平時(shí)的教學(xué)中讓學(xué)生開展一些小制作活動(dòng)，從而既讓學(xué)生在這些活動(dòng)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(dǎo)學(xué)生完成科技小制作。

學(xué)習(xí)的目的是應(yīng)用，學(xué)以致用也是素質(zhì)教育的終極目標(biāo)。學(xué)生在學(xué)習(xí)了知識后，運(yùn)用學(xué)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(xué)習(xí)的價(jià)值，享受到學(xué)習(xí)物理的樂趣。如學(xué)習(xí)了“靜電感應(yīng)”的知識后，我讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)，有的學(xué)生制作了“簡易靜電吸塵器”，有的學(xué)生做出了“簡易驗(yàn)電器”；在學(xué)習(xí)了“動(dòng)量守恒定律”后，有的學(xué)生“研制”出了“微型火箭”；在學(xué)習(xí)了電路的知識后，有的學(xué)生設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)，不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)生活，更讓學(xué)生在活動(dòng)中感受了物理學(xué)習(xí)給生活帶來的便利。

2.內(nèi)化認(rèn)知體驗(yàn)，創(chuàng)作科技小論文。

科技小論文是學(xué)生對物理問題思考的結(jié)果，是他們對物理知識運(yùn)用于生活的感受，學(xué)生針對學(xué)習(xí)中的所獲所感，適當(dāng)加工，將自己的思考呈現(xiàn)出來，不失為對問題的反思和升華。如學(xué)習(xí)了“向心力”的知識后，我遇到學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上寫科技小論文，有的學(xué)生寫出了《汽車拐彎的安全》；學(xué)習(xí)了“動(dòng)量定理”后，有的學(xué)生寫出了《怎樣讓汽車更舒適》；學(xué)習(xí)了“超重和失重”的知識后，學(xué)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(xué)生思維的火花。

3.科學(xué)合理展望，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想。

科學(xué)合理的猜想是創(chuàng)造發(fā)明的前奏，學(xué)生只有敢于猜想，才會(huì)勇于實(shí)踐，才會(huì)不斷迸發(fā)出靈感的火花。如每學(xué)期，我都會(huì)讓學(xué)生結(jié)合本學(xué)期的學(xué)習(xí)，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(jìn)行交流，讓人耳目一新。如《未來世界的能源》、《超導(dǎo)帶給我們什么》、《反物質(zhì)世界與物質(zhì)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(xué)生的科學(xué)情趣，讓他們學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考、獨(dú)立創(chuàng)新、科學(xué)想象，為他們養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)習(xí)慣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，指引著他們在未來的人生道路上學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)分析。

三、積極拓展社會(huì)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)與了解世界的能力

篇4

課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫的重要依據(jù)。總體編寫思路是貫徹落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)提出的基本理念，根據(jù)各模塊的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合學(xué)生的年齡特征、認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)實(shí)際，本著便于教和學(xué)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。概括地說，教材的編寫要體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，遵循課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思路，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)中“具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的要求。具體包括以下幾個(gè)方面。

1．重視基礎(chǔ)知識的教學(xué)，幫助學(xué)生形成良好的知識結(jié)構(gòu)

（1）構(gòu)建主線突出、結(jié)構(gòu)合理的知識體系

為凸顯各模塊在知識教育方面的價(jià)值，幫助學(xué)生形成良好的知識結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊的知識內(nèi)容都圍繞一定的主線展開；同時(shí)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，確定知識內(nèi)容的呈現(xiàn)順序，使之形成結(jié)構(gòu)合理的知識體系。例如，在《分子與細(xì)胞》模塊，教材內(nèi)容圍繞“細(xì)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(nèi)容廣泛而豐富。對學(xué)生來說，知識性內(nèi)容與生物學(xué)基本概念、原理和規(guī)律的相關(guān)性越高，實(shí)現(xiàn)遷移的可能性越大，其時(shí)效性越長久，對學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的價(jià)值就越大。鑒于此，知識性內(nèi)容著重圍繞生物學(xué)基本概念、原理和規(guī)律展開，避免過多事實(shí)性知識的羅列堆砌和單純描述，在認(rèn)識“是什么”的基礎(chǔ)上，更多地探討“如何”和“為什么”。例如，關(guān)于動(dòng)物和人體的激素調(diào)節(jié)，重點(diǎn)是讓學(xué)生通過具體實(shí)例理解反饋調(diào)節(jié)和分級調(diào)節(jié)的原理，以及激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，而不是羅列許多激素的分泌部位和生理作用。

（3）把握基礎(chǔ)性，體現(xiàn)先進(jìn)性

按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，精選符合學(xué)生發(fā)展需求和認(rèn)知水平的基礎(chǔ)知識。知識內(nèi)容的深難度總體上維持在現(xiàn)行高中生物教材的水平，避免出現(xiàn)深、難、重。

基礎(chǔ)不等同于經(jīng)典。教材展示給學(xué)生的生物學(xué)，應(yīng)當(dāng)具有時(shí)代特色，基礎(chǔ)性應(yīng)是現(xiàn)代意義上的基礎(chǔ)性。在體現(xiàn)共同基礎(chǔ)的必修教材中，一些基本概念和原理力求與現(xiàn)代生物科學(xué)相一致，體現(xiàn)先進(jìn)性。例如，酶的概念不局限于蛋白質(zhì)的范疇，中心法則不局限于克里克提出的經(jīng)典法則，將免疫也視作一種調(diào)節(jié)方式，等等。此外，還以“科學(xué)前沿”、“科學(xué)•技術(shù)•社會(huì)”等形式介紹了生物科學(xué)的新進(jìn)展，如通道蛋白、人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃、DNA指紋技術(shù)、基因治療、恢復(fù)生態(tài)學(xué)等。在滿足學(xué)生多樣化發(fā)展需要的選修教材中，內(nèi)容緊扣時(shí)代脈搏，集中反映現(xiàn)代生物科學(xué)和生物技術(shù)及其應(yīng)用，同時(shí)也注意到把握基礎(chǔ)性，避免過深過難。例如，在《現(xiàn)代生物科技專題》中，側(cè)重基本原理和方法及其應(yīng)用的介紹，技術(shù)操作多用“生物技術(shù)資料卡”形式介紹，學(xué)生一般了解即可。

基礎(chǔ)性與先進(jìn)性之間有時(shí)會(huì)出現(xiàn)矛盾，矛盾的焦點(diǎn)是學(xué)生的認(rèn)知水平和接受能力。對此，教材從高中階段教育的性質(zhì)和任務(wù)出發(fā)，做了靈活變通的處理。例如，關(guān)于水分子的跨膜運(yùn)輸，盡管已發(fā)現(xiàn)水通道，教材正文仍沿用目前細(xì)胞生物學(xué)專著中將其歸為自由擴(kuò)散的說法，而將通道蛋白的內(nèi)容放在課外閱讀材料“科學(xué)前沿”中介紹；關(guān)于細(xì)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(xué)生選讀。此外，教材不可能也無必要在反映新進(jìn)展上面面俱到，為此，在正文和作業(yè)中常常提示學(xué)生搜集有關(guān)資料。

（4）突出重點(diǎn)，點(diǎn)面結(jié)合，使知識內(nèi)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(xué)生認(rèn)真閱讀和理解的內(nèi)容以宋體字排??；供學(xué)生一般了解或選學(xué)的內(nèi)容以楷體字排印，或以“相關(guān)信息”、“資料卡”、“科學(xué)•技術(shù)•社會(huì)”等形式出現(xiàn)，有的內(nèi)容明確標(biāo)注“選學(xué)”?！渡锛夹g(shù)實(shí)踐》中幫助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的資料也以楷體字排印。

（5）縱橫銜接，促進(jìn)知識網(wǎng)絡(luò)的形成

體現(xiàn)生物學(xué)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的橫向聯(lián)系，教材旁欄設(shè)有“學(xué)科交叉”欄目；為體現(xiàn)各個(gè)模塊間、同一模塊各章節(jié)間的聯(lián)系，教材旁欄設(shè)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(xí)題。

2．突出生物科學(xué)的過程與方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

有關(guān)科學(xué)過程與方法的內(nèi)容，在教材中占有較大的比重。“過程”包括科學(xué)家的研究過程和學(xué)生親自參加的探究過程?！胺椒ā眰?cè)重在科學(xué)探究的一般方法，也包括學(xué)科內(nèi)的方法，如分離細(xì)胞器的方法、放射性同位素標(biāo)記法、標(biāo)志重捕法等。

（1）關(guān)于科學(xué)方法的內(nèi)容

教材中涉及的科學(xué)探究的一般方法如下圖。

這些科學(xué)方法的內(nèi)容貫穿在各個(gè)模塊中，同時(shí)，不同模塊在科學(xué)方法教育上又有不同的側(cè)重點(diǎn)。例如，《分子與細(xì)胞》模塊側(cè)重觀察和實(shí)證的方法，《遺傳與進(jìn)化》模塊側(cè)重假說演繹的方法，《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊側(cè)重系統(tǒng)分析的方法。

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

關(guān)于科學(xué)方法的內(nèi)容，教材主要通過研究過程的介紹和探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生逐步領(lǐng)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(xué)探究一般方法的內(nèi)容見下表。

分子與細(xì)胞遺傳與進(jìn)化穩(wěn)態(tài)與環(huán)境

模型方法

提出假說

控制變量

對比實(shí)驗(yàn)假說—演繹法

類比推理預(yù)實(shí)驗(yàn)

調(diào)查法（樣方法等）

數(shù)學(xué)模型

這里有兩點(diǎn)需要說明：①教材中科學(xué)方法內(nèi)容是建立在義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書基礎(chǔ)上的，初中階段已經(jīng)講述的方法不再作為重點(diǎn)介紹，如觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)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(xué)生來說過于深?yuàn)W，教材通過研究群落、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量流動(dòng)等內(nèi)容來滲透其大致思路，而未作正式表述。

（2）強(qiáng)化科學(xué)方法教育、培養(yǎng)科學(xué)探究能力的途徑

①安排豐富多樣的科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生通過活動(dòng)體驗(yàn)過程，領(lǐng)悟和運(yùn)用方法（見下表）。

類型特點(diǎn)能力目標(biāo)側(cè)重點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)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(xué)生自行制訂探究方案

學(xué)生自主探究的空間大全面提高科學(xué)探究能力

模型建構(gòu)提供一定的指導(dǎo)，由學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦建構(gòu)模型領(lǐng)悟和運(yùn)用建構(gòu)模型的方法

資料分析提供讓學(xué)生分析的資料培養(yǎng)信息處理能力

資料搜集和分析讓學(xué)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(xùn)練就科學(xué)探究的某一環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)情境，提出問題訓(xùn)練過程技能

調(diào)查提出要求和提示，讓學(xué)生到自然界或社會(huì)中進(jìn)行調(diào)查培養(yǎng)調(diào)查能力

②較多地介紹生物科學(xué)史的內(nèi)容，特別是生物科學(xué)史上的經(jīng)典案例。有的部分以科學(xué)發(fā)現(xiàn)的先后順序作為構(gòu)建框架的重要線索，如遺傳部分。讓學(xué)生分析科學(xué)家是怎樣進(jìn)行科學(xué)研究的，從中獲得科學(xué)方法等方面的啟示。

③鼓勵(lì)學(xué)生積極思考和討論。在資料分析、旁欄思考題、技能訓(xùn)練、練習(xí)、思考與探究、自我檢測等欄目中有許多關(guān)于科學(xué)過程和方法的思考題，可以幫助學(xué)生領(lǐng)悟方法，活躍思維，提高科學(xué)探究能力。

3．關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系，深化情感、態(tài)度和價(jià)值觀教育

通過教材展示給學(xué)生的生物學(xué)，是在先進(jìn)的技術(shù)手段支持下不斷成長的生物學(xué)，是通過技術(shù)而不斷轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的生物學(xué)，是在廣闊的社會(huì)背景中，對人類文明有著巨大推動(dòng)作用，同時(shí)又可能產(chǎn)生一些負(fù)面影響和沖擊的生物學(xué)。為此，教材一方面介紹有關(guān)生物科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)關(guān)系的資料，另一方面還引導(dǎo)學(xué)生深入探討生物科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者之間復(fù)雜的互動(dòng)關(guān)系，理解科學(xué)的價(jià)值和局限性，養(yǎng)成熱愛科學(xué)、尊重科學(xué)、理智地運(yùn)用科學(xué)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(xué)的價(jià)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(diào)查、評價(jià)等多種活動(dòng)，落實(shí)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)關(guān)系的教育。

②在必修模塊中設(shè)置“科學(xué)•技術(shù)•社會(huì)”和“與生物學(xué)有關(guān)的職業(yè)”等欄目；正文辟“與社會(huì)的聯(lián)系”小欄目。

③在選修模塊中分別設(shè)置相應(yīng)欄目。如《生物技術(shù)實(shí)踐》中的“課題背景”，《生物科學(xué)與社會(huì)》模塊中的“從社會(huì)中來”、“到社會(huì)中去”及“現(xiàn)實(shí)中的問題”，《現(xiàn)代生物科技專題》中的“實(shí)踐活動(dòng)”、“進(jìn)展追蹤”、“論壇”、“熱點(diǎn)問題討論”等。例如，設(shè)置“論壇”引導(dǎo)學(xué)生深入討論生物技術(shù)的安全性和倫理問題。

④在教材的作業(yè)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)相關(guān)的練習(xí)題。

教材通過介紹科學(xué)家從事科學(xué)研究的實(shí)例、安排學(xué)生探究活動(dòng)和講述有關(guān)知識等多種途徑，試圖構(gòu)建具有生物學(xué)科特點(diǎn)和時(shí)代特色的情感態(tài)度價(jià)值觀體系。

4．重視知識內(nèi)容與生活經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，激發(fā)求知欲，驅(qū)動(dòng)知識的建構(gòu)

借鑒有意義學(xué)習(xí)和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，教材內(nèi)容的表述不是從概念到概念，而是盡量從生活經(jīng)驗(yàn)入手，創(chuàng)設(shè)較好的問題情境或懸念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生頭腦中發(fā)生新知識與原有經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系，完成知識的建構(gòu)，同時(shí)也理解所學(xué)知識的價(jià)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(xué)史外，主要是從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)中提煉。

②教材重要概念和過程的闡釋，盡可能結(jié)合學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和生活體驗(yàn)，使之親切而生動(dòng)。

③不少章節(jié)采用問題串的形式，引導(dǎo)學(xué)生步步深入地分析問題、解決問題，建構(gòu)知識，發(fā)展能力。在《分子與細(xì)胞》模塊，還設(shè)有“與生活的聯(lián)系”欄目。

④作業(yè)系統(tǒng)中注意習(xí)題與生活、健康、環(huán)境等方面的聯(lián)系和實(shí)際應(yīng)用。

5．加強(qiáng)內(nèi)容的引導(dǎo)性和開放性，促進(jìn)探究性學(xué)習(xí)

為促進(jìn)學(xué)生形成主動(dòng)、探究、合作的學(xué)習(xí)方式，教材改變傳統(tǒng)的注入式寫法，也未停留在經(jīng)典的啟發(fā)式寫法上，而是引導(dǎo)學(xué)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(xué)方法上加強(qiáng)點(diǎn)撥和引導(dǎo)。

教材內(nèi)容的開放性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①有些問題，不是直接給出答案，而是讓學(xué)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(xué)生自己搜集信息，特別是聯(lián)系當(dāng)?shù)睾彤?dāng)前實(shí)際的信息；

③探究活動(dòng)的寫法重在引導(dǎo)，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(dòng)，教材提供了參考案例;

④介紹生物科學(xué)上目前尚未解決的疑難問題或存在的爭議，體現(xiàn)科學(xué)體系的開放性；

⑤有些練習(xí)題的答案不惟一。

6．改進(jìn)作業(yè)系統(tǒng)，促進(jìn)評價(jià)的改革

評價(jià)方式的改革是課程改革的關(guān)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(shè)計(jì)的傳統(tǒng)做法，以期促進(jìn)生物課程的評價(jià)改革。

①作業(yè)系統(tǒng)圍繞知識、能力和情感三方面的目標(biāo)來設(shè)計(jì)，特別重視知識的遷移、方法的運(yùn)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(xué)生從知識的掌握和能力的發(fā)展等方面進(jìn)行自我評價(jià)。

②作業(yè)系統(tǒng)的內(nèi)容既包括章節(jié)后的作業(yè)題，也包括某些探究活動(dòng)中的討論題；既有隨堂練習(xí)和技能訓(xùn)練，又有階段性的自我檢測；既有書面作業(yè)，又有課外實(shí)踐、撰寫綜述報(bào)告等實(shí)作評價(jià)的內(nèi)容。

篇5

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)；化學(xué)觀念；化學(xué)能力

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

一、化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的涵義

1. 化學(xué)觀念：化學(xué)觀念是從化學(xué)的視角，闡述對自然、社會(huì)與化學(xué)學(xué)科的存在與發(fā)展的最基本的看法?；瘜W(xué)觀念包括化學(xué)術(shù)語和化學(xué)學(xué)科的基本觀點(diǎn)以及理解化學(xué)是什么，化學(xué)有什么用，如何用等；它包含了對科學(xué)、工程、技術(shù)的一種意識；強(qiáng)調(diào)了化學(xué)與人的關(guān)系和化學(xué)作為一個(gè)載體的作用。

2. 化學(xué)能力：化學(xué)能力屬于綜合能力的種類，我們將化學(xué)能力分為對化學(xué)的認(rèn)知策略、化學(xué)智慧技能、化學(xué)實(shí)踐方面的動(dòng)作技能三個(gè)部分。

二、化學(xué)學(xué)科觀念生成的有效途經(jīng)

1. 立足社會(huì)事實(shí)，形成化學(xué)的基本觀念

從大的方面來看，它涵蓋了“公眾的科學(xué)素養(yǎng)問題、化學(xué)與社會(huì)的關(guān)系問題、環(huán)境保護(hù)與新型綠色化學(xué)問題、化學(xué)發(fā)展史與認(rèn)識的問題”，也包括為什么要學(xué)好它、如何用化學(xué)的問題。

在課堂教學(xué)中，教師要確立大教育觀、確立學(xué)習(xí)化學(xué)是提高修養(yǎng)的一個(gè)方面的觀念；要充分引入社會(huì)事實(shí)資料，與衣、食、住、行等密切結(jié)合，不斷深入；要思路開闊、眼界遠(yuǎn)大。

2. 解決沖突觀念，形成化學(xué)的本質(zhì)觀念

(1)把握化學(xué)概念教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)：化學(xué)概念本身是將化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實(shí)經(jīng)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(xué)現(xiàn)象及事實(shí)的本質(zhì)，是化學(xué)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)。筆者認(rèn)為，在課堂設(shè)計(jì)中，如何站在學(xué)生固有知識的層面上，認(rèn)真思考學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，找方法以實(shí)現(xiàn)宏觀、微觀、符號三重表征的形成與融合，以及想方設(shè)法地解決已有知識與實(shí)際本質(zhì)知識的沖突。

(2)強(qiáng)化對化學(xué)物質(zhì)世界的觀念與認(rèn)識：化學(xué)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(zhì)的變化觀、組成和結(jié)構(gòu)的主因觀、物質(zhì)性質(zhì)的主導(dǎo)觀、反應(yīng)限度觀、原子經(jīng)濟(jì)性觀和持續(xù)發(fā)展觀。

在課堂教學(xué)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(shí)際滲透觀念，并適當(dāng)安排一些習(xí)題強(qiáng)化這些觀念。

三、化學(xué)學(xué)科能力生成的有效途經(jīng)

1. 認(rèn)知策略――創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，激發(fā)求真精神

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

激發(fā)學(xué)生的求真精神，是學(xué)生具有可持續(xù)學(xué)習(xí)興趣的重要?jiǎng)恿Γ瑫r(shí)也是學(xué)生認(rèn)識自然與社會(huì)的基本出發(fā)點(diǎn)。在理論教學(xué)上，許多問題在不經(jīng)意間都能激起學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情，從而實(shí)現(xiàn)思想與學(xué)習(xí)行為上的統(tǒng)一。例如：(1)在完成鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生可能提出鈉能浮在水面上不能說明鈉的密度比水??；(2)教師寫出一個(gè)關(guān)于水的電離方程式，學(xué)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(yīng)制乙烯的實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，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(yīng)，黑色物質(zhì)、白色物質(zhì)是如何形成的？(5)由學(xué)生制乙烯的實(shí)驗(yàn)，乙醇的沸點(diǎn)是78℃，為什么可以加熱到170℃？

教師不能過分地強(qiáng)化主要現(xiàn)象、忽視次要現(xiàn)象，不能回避不安全因素和過分強(qiáng)調(diào)規(guī)范，要讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)，從體驗(yàn)中求真。

2. 動(dòng)作技能――強(qiáng)調(diào)探究過程，增強(qiáng)合作能力

手動(dòng)才能心動(dòng)，在玩中學(xué)、做中學(xué)、思中學(xué)，盡可能地給學(xué)生提供更多的探討問題和實(shí)踐的機(jī)會(huì)以及合作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

(1)讓學(xué)生掌握一般探究思路，重視科學(xué)過程，強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法。形成規(guī)律，建立模式，由普遍到特殊。

科學(xué)探究的一般過程是：問題――假設(shè)――計(jì)劃――事實(shí)――檢驗(yàn)――交流，同時(shí)需要提供一定的學(xué)習(xí)模式，建立一定的常規(guī)思維方式。

(2)讓學(xué)生自由組合成實(shí)驗(yàn)小組合作對象，面向全體學(xué)生。如對于氯氣這一堂課，易懂，學(xué)生易于自學(xué)。從制氯氣的原理到性質(zhì)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)都可以層層推進(jìn)，所以可以由學(xué)生在生生交流中得到解決。

(3)巧妙設(shè)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(zhì)？反過來又如何解決呢？②檢驗(yàn)SO42-時(shí)，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(shè)計(jì)如何用銅制硝酸銅的方案？

(4)總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)的規(guī)律，學(xué)會(huì)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(shí)驗(yàn)技術(shù)路線，以利于學(xué)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(qiáng)化創(chuàng)造素質(zhì)

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(xué)能力，盡可能地放手讓學(xué)生自行解決問題或自由地提出問題。如在復(fù)習(xí)鋁章節(jié)時(shí)，突破原有知識網(wǎng)絡(luò)式的總結(jié)，讓學(xué)生分組討論：寫出如何制備Al(OH)3的可能方法。結(jié)果，有的小組竟然寫出了12種方法。

其次，把握教學(xué)時(shí)機(jī)，使學(xué)生充分開動(dòng)腦筋。提出一個(gè)問題固為重要，但教師要在引導(dǎo)學(xué)生提出問題的同時(shí)，還要注意引導(dǎo)學(xué)生掌握解決問題的方式、方法。教學(xué)中要充分把握教學(xué)時(shí)機(jī)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并通過自主學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下去自主體驗(yàn)、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(zhì)量，后測量體積，最后利用ρ=mV進(jìn)行計(jì)算.

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

根據(jù)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(yīng)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(jì)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(nèi)液體的重力，其計(jì)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(nèi)液體的重力，

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

容器內(nèi)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(nèi)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(yīng)注意以下幾點(diǎn)

(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(dāng)物體全部在液體中時(shí)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(guān)，與物體浸沒在液體的深度、物體的密度、液體的體積均無關(guān)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(yīng)于物體在氣體中所受的浮力.

(5)對于柱體物體，當(dāng)其底部與容器底部密合時(shí)，雖物體能排開液體，但根據(jù)浮力產(chǎn)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(jì)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(zhì)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(shí)，往往是某兩種或某幾種方法結(jié)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(shí)需要求物體的密度、

液體的密度、物體的質(zhì)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(huì)涉及慣性或牛頓第一定律的考察，需要同學(xué)

們要牢固抓住慣性特點(diǎn)，準(zhǔn)確判斷，科學(xué)解答.

1．慣性是物體本身固有的性質(zhì)，指物體總有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，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(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的物體慣性也大.

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

何都無關(guān).

解釋慣性現(xiàn)象時(shí)，一般可依照下面幾個(gè)步驟思考問題：

(1)明確研究的物體，它原來處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

(2)明確這個(gè)物體(或物體的哪個(gè)部分)受到外力作用后運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài).

五、平衡力的判斷與應(yīng)用

判斷物體是否受平衡力作用時(shí)要抓住關(guān)鍵字，保持“靜止”或“勻速”，平衡力的

合力為零，對物體的運(yùn)動(dòng)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(gè)與之平衡的力的三要素.

力學(xué)中考熱點(diǎn)題目預(yù)測練習(xí)

1．小李在某實(shí)驗(yàn)中的主要操作步驟及彈簧測力計(jì)的示數(shù)，如圖2所示：

(1)根據(jù)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(jié)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(guān)于課本所涉及到物理的知識敘述中正確的是()

(A) 因?yàn)檎n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(dòng)沿桌面移動(dòng)

3．一個(gè)封閉容器內(nèi)盛有一定的液體，液體對容器底的壓強(qiáng)為 p1，容器

對支撐面的壓強(qiáng)為 p3，若將此容器倒置，液體對容器底的壓強(qiáng)為 p2，容器

對支撐面的壓強(qiáng)為 p4，則（ ）

(A) p1>p2(B) p1

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

4．將系于繩端質(zhì)量相等的鐵桶和實(shí)心鐵球同時(shí)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(guān)系是( )

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

(C) F1

力學(xué)中考熱點(diǎn)題目預(yù)測練習(xí)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(guān)鍵詞】化學(xué)教學(xué)；學(xué)生；自主探究能力

“以學(xué)生為本”是新課程改革的基本思想，探究性學(xué)習(xí)是新課程實(shí)施的一個(gè)熱點(diǎn)，自主學(xué)習(xí)是一種讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式。在新課程實(shí)施過程中，學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)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(shè)適宜的教學(xué)情境，并通過一些相應(yīng)的主體活動(dòng)獲得知識與技能?；瘜W(xué)學(xué)科的特點(diǎn)是開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究，讓學(xué)生“模擬”科學(xué)家去探索問題，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、操作、想象能力，讓學(xué)生積極主動(dòng)去獲取知識，激發(fā)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。在初中化學(xué)教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力呢？

一、激發(fā)學(xué)生探究熱情，這是實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí)的前提

布魯納說過：學(xué)習(xí)最好的刺激乃是對所學(xué)材料的興趣。興趣是最好的老師，是學(xué)習(xí)的動(dòng)力。學(xué)生只有對化學(xué)學(xué)科產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣與強(qiáng)烈的探究欲望，才能主動(dòng)參與，獨(dú)立思考，保持不懈的探究精神與長久的探究動(dòng)力，這樣才能將知識不斷地轉(zhuǎn)化為能力，促進(jìn)自身科學(xué)探究意識的增強(qiáng)與科學(xué)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(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響作用。初中生具有很強(qiáng)的親師性，教師的言行舉止都會(huì)對學(xué)生產(chǎn)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(nèi)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(xué)生的好感，更為重要的是要做一個(gè)具有專業(yè)修養(yǎng)與高尚道德的教師。教師對化學(xué)的熱愛、對教學(xué)的激情、對學(xué)生的關(guān)心這些都可以成為激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的重要因素，樹立教師在學(xué)生心中的高大形象，從而使學(xué)生自覺地以教師為榜樣，將對教師的積極情感轉(zhuǎn)移到化學(xué)學(xué)習(xí)中來。

2.形成化學(xué)有用論。許多學(xué)生對化學(xué)不感興趣的主要原因就是覺得化學(xué)沒有用。為此在教學(xué)中，教師要找準(zhǔn)化學(xué)與生活的結(jié)合點(diǎn)，以學(xué)生所熟悉的生活現(xiàn)象來引入學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用課堂所學(xué)知識來解決現(xiàn)實(shí)生活問題，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)與運(yùn)用中真切地感受化學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)系，感受生活中處處有化學(xué)，學(xué)好化學(xué)可以解釋生活中的許多現(xiàn)象，讓學(xué)生強(qiáng)烈地感受到化學(xué)的實(shí)用性，形成化學(xué)有用的觀點(diǎn)，這樣自然就可以激起學(xué)生強(qiáng)烈的探究熱情。

二、對人文科學(xué)和情感態(tài)度的開發(fā)與培養(yǎng)

教材強(qiáng)調(diào)，讓學(xué)生認(rèn)識身邊的一些常見物質(zhì)的組成、性質(zhì)及其在社會(huì)生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，認(rèn)識物質(zhì)微觀構(gòu)成，了解化學(xué)變化的基本特征，認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系，了解化學(xué)與社會(huì)和技術(shù)的相互關(guān)系，能以此分析有關(guān)的簡單問題，這些目標(biāo)既有利于培養(yǎng)學(xué)生對待自然、物質(zhì)和科學(xué)方面的情感、態(tài)度和價(jià)值觀，又有利于學(xué)生對待社會(huì)和自身發(fā)展方面的情感、態(tài)度和價(jià)值觀。在自主探究學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，注重了對本地環(huán)境污染的調(diào)查與環(huán)境保護(hù)。

三、進(jìn)行廣泛的自主探究拓展

組織學(xué)生開展課外自主探究學(xué)習(xí)，對于加深和擴(kuò)大學(xué)生的知識面，發(fā)展他們的愛好和保護(hù)學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，使他們學(xué)得更好更活，提高他們的學(xué)習(xí)能力和加強(qiáng)思維品質(zhì)修養(yǎng)都十分有益。開展課外自主探究學(xué)習(xí)的方式有：

1、家庭小實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生按教材學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)。通過小實(shí)驗(yàn)的探究，觀察、解釋一些簡單的化學(xué)現(xiàn)象。如：關(guān)于鐵生銹的情況調(diào)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(zhì)指甲剪等幾方面調(diào)查鐵銹蝕的現(xiàn)象，說明從中得到的啟示。

2、課外閱讀?？梢陨暇W(wǎng)或到圖書館閱讀化學(xué)家的故事，閱讀科普讀物，閱讀有關(guān)現(xiàn)代科技成果方面的文章等等，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的精神。

3課外參觀、調(diào)查。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生參觀調(diào)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(chǎn)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(diào)查日常生活中的化學(xué)事例，觀察日常生活中的化學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行一些簡單的自主探究，予以解釋。如在學(xué)完“水資源的保護(hù)”這一課題后，讓學(xué)生通過調(diào)查身邊的水資源污染的情況，通過從報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)收集關(guān)于水資源保護(hù)的一些知識，把活動(dòng)過程及改進(jìn)保護(hù)水資源的建議寫成小論文，然后與同學(xué)交流。另外組織部分學(xué)生開展社會(huì)小實(shí)驗(yàn)和社會(huì)調(diào)查，如“自來水的硬度檢測”，“污染空氣”與“酸雨”的關(guān)系，通過自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)算判斷兒童鈣片中碳酸鈣的含量標(biāo)注是否屬實(shí)。

篇8

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水；氯離子；去除；排放標(biāo)準(zhǔn)；電吸附；電滲析

隨著我國經(jīng)濟(jì)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(yán)重。在這樣的水環(huán)境情況下，人們對水污染處理技術(shù)的關(guān)注程度越來越高，COD、BOD、氮、磷、重金屬等污染物的去除技術(shù)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(shù)相對較少。我國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）》[1]中并沒對氯化物排放進(jìn)行限定，大量的氯化物進(jìn)入環(huán)境對環(huán)境和生物造成嚴(yán)重的危害，因此研究氯離子的去除技術(shù)對保護(hù)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(dǎo)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(fēng)的影響，導(dǎo)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(xué)制藥、造紙、紡織、油漆、顏料和機(jī)械制造等行業(yè)所排放的工業(yè)廢水以及人類生活所產(chǎn)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(dá)1153000mg/L[2]，如不加控制直接排入水體，將嚴(yán)重危害水環(huán)境、破壞水平衡，影響水質(zhì)，對漁業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、淡水資源造成影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)廴镜叵滤鸵盟?。比如，水中氯化物含量過高時(shí)，會(huì)腐蝕金屬管道和構(gòu)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(dāng)水中陽離子為鎂，氯化物濃度為100mg/L時(shí)，即可使人致毒。

2 工業(yè)廢水氯離子去除技術(shù)

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(huì)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(dāng)廢水含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%以上時(shí)，廢水的生物處理效率明顯下降；另一方面，因?yàn)樗新入x子會(huì)對金屬產(chǎn)生腐蝕作用，因此廢水回用時(shí)必須去除過量的氯離子，達(dá)到循環(huán)水氯化物標(biāo)準(zhǔn)。

目前專門為了去除氯離子使其達(dá)標(biāo)排放而研發(fā)的技術(shù)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(dá)到廢水回用氯化物含量標(biāo)準(zhǔn)。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(jù)不同性質(zhì)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(xué)沉淀法，關(guān)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(dá)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(jīng)過一系列處理后，出水汞濃度可達(dá)1.5ppb，Cl-也得到了一定的去除。

李文歆等[4]利用化學(xué)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(dá)90%以上。該法具有操作簡單、污染小、去除率高等特點(diǎn)。

化學(xué)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(jià)格往往較高，導(dǎo)致其工業(yè)成本很高，應(yīng)用不廣泛，基本僅限于實(shí)驗(yàn)室使用。如果開發(fā)價(jià)格低廉的沉淀劑，由于化學(xué)沉淀法反應(yīng)過程簡單、易操作，所以還是有很大的應(yīng)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(fù)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(jī)鹽類氯化物沸點(diǎn)高于水，最后被濃縮結(jié)晶；氯化氫沸點(diǎn)相對較低，同水蒸氣等易揮發(fā)物質(zhì)一同被去除。從而實(shí)現(xiàn)了氯離子與廢水的分離。

江西理工大學(xué)材化學(xué)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(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的統(tǒng)一。

泡菜生產(chǎn)過程主要產(chǎn)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(dá)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(shè)備將鹽漬水濃縮至飽和狀態(tài)，再經(jīng)結(jié)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(yīng)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(shí)用。

2.2.2 電吸附法

電吸附技術(shù)結(jié)合了電化學(xué)理論和吸附分離技術(shù)，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(jìn)行充電和放電過程，且溶液中離子不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。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(yīng)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(jié)果表明，含氯離子平均為307mg/L的原水，產(chǎn)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(xué)反應(yīng)，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(yīng)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(fù)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(jìn)行絮凝沉淀的方法，該方法可把進(jìn)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(jī)酸和無機(jī)鹽復(fù)配而成的復(fù)合除氯劑，實(shí)驗(yàn)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(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室；絮凝沉淀法在其成本較低的情況下，可能可應(yīng)用于較大水量氯離子的去除，但目前應(yīng)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(jìn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其層間陰離子可與各種陰離子，包括無機(jī)離子、有機(jī)離子、同種離子、雜多酸離子以及配位化合物的陰離子進(jìn)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(shí)驗(yàn)表明，Cl-的去除率可達(dá)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(shí)驗(yàn)階段，工程應(yīng)用很少。離子交換樹脂法用復(fù)床或混床，將氯離子去除，屬傳統(tǒng)工藝，設(shè)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(yīng)用方法有電解、電滲析、加氧化劑等。電解是當(dāng)污水通電后，電解槽的陰陽級之間產(chǎn)生電位差，趨使污水中陰離子向陽極移動(dòng)發(fā)生氧化反應(yīng)，陽離子向陰極移動(dòng)發(fā)生還原反應(yīng)，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(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)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(dòng)力。電滲析過程是電解和滲析擴(kuò)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(dòng)，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(shí)現(xiàn)氯離子的去除。

錢學(xué)玲等[11]采用味精廢水-預(yù)處理-電滲析-厭氧-好氧工藝流程，整個(gè)工藝流程既保證了COD等的去除，又可使Cl-濃度從進(jìn)水16.776g/L降至6g/L以下，從而達(dá)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(shí)用的。

2.4.2 電解、氧化劑法

電解是當(dāng)污水通電后，電解槽的陰陽級之間產(chǎn)生電位差，趨勢污水中陰離子向陽極移動(dòng)發(fā)生氧化反應(yīng)，陽離子向陰極移動(dòng)發(fā)生還原反應(yīng)，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(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)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(yīng)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(shù)，實(shí)驗(yàn)表明，Cl-濃度能從原水的136698.2mg/L降低到54205.5mg/L，能達(dá)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(yīng)用有較好效果，相對于電滲析法其不存在膜堵塞問題，但運(yùn)行費(fèi)用相對較高，一般在廢水預(yù)處理后采用。氧化劑法目前應(yīng)用也較少。

3 結(jié)束語

氯離子的去除技術(shù)主要有物理、化學(xué)和物理化學(xué)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(shí)現(xiàn)后續(xù)廢水生物處理和達(dá)到回用水氯化物標(biāo)準(zhǔn)，單獨(dú)為了去除氯離子而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)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(xiàn)。

總的來看，氯離子的去除技術(shù)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(shù)的趨勢和熱點(diǎn)，相信未來會(huì)出現(xiàn)更多更經(jīng)濟(jì)更環(huán)保的氯離子去除技術(shù)。

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篇9

關(guān)鍵詞：虹吸式雨水系統(tǒng) 數(shù)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(shù)，因其具有高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，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(lǐng)域取代傳統(tǒng)重力流屋面雨水系統(tǒng)【1～2】。，實(shí)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(shè)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(diǎn)。本文后續(xù)文中會(huì)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(xì)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(yùn)行，重力流與虹吸流交換運(yùn)行，整個(gè)過程需經(jīng)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(nèi)雨水為非滿管流，表現(xiàn)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(chǎn)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(jīng)過一定時(shí)間后，斗前水深趨于穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的虹吸滿管流，此時(shí)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(jīng)歷上述階段，最終在重力流運(yùn)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(dòng)小虹吸，“填充”懸吊管；而后懸吊管會(huì)依次經(jīng)歷以上所述的五種流態(tài)，最終到達(dá)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(dāng)立管中無摻氣（實(shí)際上，水汽比大于95%時(shí)，即可近似認(rèn)為系統(tǒng)在無摻氣滿管流下運(yùn)行），整個(gè)系統(tǒng)完全啟動(dòng)虹吸。

虹吸系統(tǒng)的順利啟動(dòng)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(gè)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(zhuǎn)變?yōu)樗俣人^，“順其自然”【5】啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)形成虹吸。在虹吸式系統(tǒng)中，為凸顯其經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性，懸吊管一般連接數(shù)量較多的雨水斗，以節(jié)省立管數(shù)量，工程實(shí)踐表明，懸吊管長度最高可達(dá)150m，因此懸吊管能否迅速而便捷的實(shí)現(xiàn)滿管流態(tài)，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全有效運(yùn)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(gè)虹吸系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵中的關(guān)鍵。

1.2 系統(tǒng)流態(tài)的水力學(xué)分析

關(guān)于虹吸式雨水系統(tǒng)的虹吸啟動(dòng)原理，工程技術(shù)人員意見不一，但筆者發(fā)現(xiàn)多數(shù)研究工作者傾向于水躍機(jī)理，本文綜合水力學(xué)關(guān)于水躍基本概念，對懸吊管滿管流的形成過程進(jìn)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(shí)水面突然躍起的局部水力突變現(xiàn)象。水流從雨水斗進(jìn)入連接管（尾管）后，泄流至尾管末端向水平懸吊管轉(zhuǎn)彎處時(shí)，轉(zhuǎn)彎處水團(tuán)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(chǎn)生的流速水頭越大，當(dāng)在尾管轉(zhuǎn)彎處突然改變流速時(shí)，水躍越高。

1.2.2五種流態(tài)的水力學(xué)（水躍現(xiàn)象）分析

水躍有多種形式，圖1是幾種常見的水躍形式。

據(jù)此可以結(jié)合虹吸雨水系統(tǒng)運(yùn)行過程中的五種流態(tài)，對比進(jìn)行粗略分析。在初始階段，尾管泄流量少，表現(xiàn)為波狀水躍，相應(yīng)于圖1中的波浪流。隨著時(shí)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(rèn)為整個(gè)水平管段上發(fā)生連續(xù)性水躍現(xiàn)象。當(dāng)部分水躍深度達(dá)到管徑大小時(shí)，形成局部滿管流。此時(shí)水躍結(jié)果會(huì)形成圖1中的脈沖流和活塞流，產(chǎn)生瞬間虹吸現(xiàn)象。當(dāng)泄流量進(jìn)一步加大，轉(zhuǎn)彎處水躍以強(qiáng)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(shí)高速水流卷攜氣團(tuán)隨之流動(dòng)，這種狀態(tài)相當(dāng)于泡沫流，當(dāng)整個(gè)長度方向上的管段都填充滿時(shí)，懸吊管形成滿管流。分析可知，水躍深度能否達(dá)到管頂關(guān)系到懸吊管的填充效果，而尾管處的泄流量大小、泄流方式?jīng)Q定著水躍的強(qiáng)弱，水躍強(qiáng)則能迅速填充并形成滿管流，水躍弱則難以產(chǎn)生高速水流攜卷氣團(tuán)創(chuàng)造虹吸條件。

2.虹吸系統(tǒng)運(yùn)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(shè)擋水夾板，可最大限度阻止空氣進(jìn)入，并對進(jìn)入雨水斗的雨水起整流的作用，促進(jìn)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(diǎn)處形成最大負(fù)壓，利用抽吸作用，產(chǎn)生虹吸。

系統(tǒng)運(yùn)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(shí)通過雨水斗的流量可按環(huán)形堰流計(jì)算【7】：

（1-5）

式中Q――通過雨水斗泄流量（m3/s）

µ――雨水斗進(jìn)水口流量系數(shù)，取0.45

D――雨水斗進(jìn)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(dāng)雨水斗進(jìn)水口前水位上升到一定高度時(shí)，排水口不再有摻氣現(xiàn)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(jì)算：

（1-6）

式中，Qd――雨水斗出水口泄流量，m3/s

µd――雨水斗進(jìn)水口流量系數(shù)，取0.95

dj――雨水斗內(nèi)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(fù)壓，m

2.2 連接管（尾管）長度

1.2.1節(jié)中從水力學(xué)（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(qiáng)，虹吸越容易啟動(dòng)?！兑?guī)程》和VDI3806都規(guī)定了連接管（尾管）長度應(yīng)>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(chǎn)生最小虹吸流量，不能啟動(dòng)系統(tǒng)形成虹吸，造成斗前水深持續(xù)升高，有屋面溢流風(fēng)險(xiǎn)。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(fèi)。

2.3 連接管（尾管）管徑

實(shí)驗(yàn)方案措施：VDI在總結(jié)尾管管徑分別為DN70、DN100、DN125條件下大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，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(jù)和方法，可能具有較大的誤差。

本實(shí)驗(yàn)擬利用惠通實(shí)驗(yàn)條件，完成管徑分別為DN50、DN70、DN100和DN125的最小虹吸流量實(shí)驗(yàn)，并對比VDI小管徑下曲線，進(jìn)行比對和校核。擬運(yùn)用模擬實(shí)驗(yàn)，采取兩種方案：

方案一：國內(nèi)有學(xué)者【8】根據(jù)VDI提供的小管徑數(shù)據(jù)，對曲線采集數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)字化擬合，獲得了回歸較為精確的相關(guān)函數(shù)及其系數(shù)，然后代入大管徑求得相應(yīng)最小虹吸流量。其優(yōu)勢在于曲線方程化，有利于計(jì)算機(jī)編程直接選用，降低了人工讀數(shù)的誤差，提高計(jì)算效率。但是，VDI曲線繪制的是離散點(diǎn)，該文獻(xiàn)直接利用少數(shù)幾個(gè)離散點(diǎn)進(jìn)行函數(shù)擬合，并外推至大管徑，較為欠妥，且實(shí)質(zhì)上也只是對VDI數(shù)據(jù)的簡單處理。

方案二：直接在小管徑基礎(chǔ)上，運(yùn)用Fluent，直接進(jìn)行水力學(xué)模擬計(jì)算。但從VDI的曲線趨勢上可以看出，大管徑條件下系統(tǒng)運(yùn)行工況已有很大差別，此時(shí)若利用小管徑條件下的設(shè)計(jì)參數(shù)，對系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算，可能產(chǎn)生一定的誤差。

以上兩種方案，都是在前期小管徑基礎(chǔ)上，運(yùn)用流體力學(xué)計(jì)算軟件，進(jìn)行后期處理，推求大管徑虹吸狀態(tài)工況，有“半經(jīng)驗(yàn)半理論”的特點(diǎn)，因?yàn)槟M實(shí)驗(yàn)不能考慮全部不可預(yù)見因素，對某些參數(shù)需進(jìn)行理想化或假設(shè)，因此都具有一定的誤差。但這兩種方案，都是在VDI基礎(chǔ)上的進(jìn)一步研究，具備一定的現(xiàn)實(shí)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(yùn)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(yùn)行，排水能力有限。懸吊管越長，則填充時(shí)間越長，則要求屋面天空調(diào)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(shù)量不受限制，可節(jié)省立管數(shù)量”的經(jīng)濟(jì)性原則。所以，懸吊管的長短，會(huì)影響尾管的填充速度和效果。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)初步思路

水力實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以惠通虹吸式雨水排放系統(tǒng)模擬為裝置，以流體力學(xué)計(jì)算軟件（Fluent）、高等數(shù)學(xué)、流體力學(xué)、水力學(xué)基本原理。以最小虹吸流量（即立管恰好出現(xiàn)滿管流）作為主導(dǎo)評判性標(biāo)準(zhǔn)，以形成虹吸所需時(shí)間為參考性標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)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(yùn)用水力實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)全面校核VDI3806最小虹吸流量曲線，尤其是通過實(shí)驗(yàn)研究獲得較為精準(zhǔn)的大管徑外推值；最后，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)條件，展開對不同雨水斗型號和尾管運(yùn)行工況的關(guān)系研究。

3.1 實(shí)驗(yàn)手段和方法：

水力實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：虹吸式雨水排水系統(tǒng)測試方法可分為靜態(tài)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)【4】【9】。靜態(tài)試驗(yàn)為關(guān)閉系統(tǒng)上控制閥門，啟動(dòng)放水系統(tǒng)，待配水槽水位達(dá)到一定深度時(shí)（如300mm），停止進(jìn)水，打開控制閥門，測試隨時(shí)間變化的虹吸工況。靜態(tài)試驗(yàn)相當(dāng)于模擬虹吸系統(tǒng)的逆運(yùn)行過程，系統(tǒng)將依次經(jīng)歷虹吸滿管流、水塞流、泡沫流和脈沖流（此處會(huì)形成間歇式虹吸現(xiàn)象，水位急劇下降）、波浪流。靜態(tài)試驗(yàn)可測定雨水系統(tǒng)在不同斗前水深下的最大排水能力。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)則先開啟控制閥門，調(diào)節(jié)進(jìn)水系統(tǒng)開度，模擬降雨過程，逐步增大進(jìn)水量，觀看系統(tǒng)流態(tài)變化，記錄管內(nèi)流量變化，測定立管剛形成滿管流時(shí)的最小虹吸流量。

模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：以流體力學(xué)和水力學(xué)相關(guān)原理為理論基礎(chǔ)，以水力實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)為實(shí)踐基礎(chǔ)，結(jié)合系統(tǒng)管材及部件等性能參數(shù)，運(yùn)用Fluent進(jìn)行水力學(xué)模擬，研究大管徑（DN≥150）及小管徑范圍內(nèi)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)進(jìn)程計(jì)劃

繼續(xù)大量越讀相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，深化對虹吸系統(tǒng)原理的認(rèn)識，同時(shí)深入學(xué)習(xí)Fluent，論證水力學(xué)模擬的可行性和準(zhǔn)確性。進(jìn)一步同惠通進(jìn)行溝通，了解惠通已有實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

3.2.1 選用靜態(tài)試驗(yàn)方法，測試系統(tǒng)運(yùn)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(jù)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(yùn)行工況的影響測試。

3.2.2 模擬實(shí)驗(yàn)

（1）根據(jù)水力學(xué)原理和前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用Fluent對大管徑進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算模擬，或完善小管徑范圍內(nèi)的最小虹吸流量關(guān)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(diǎn)接近于連續(xù)化）。

（2）若惠通雨水斗型號有限，則可進(jìn)一步運(yùn)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(jìn)行后期數(shù)據(jù)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(jié)前期水力學(xué)和模擬實(shí)驗(yàn)成果，系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出較為完整的理論成果總結(jié)。

參考文獻(xiàn)

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篇10

那么怎樣才能最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的作用，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更切合教學(xué)改革的潮流、適應(yīng)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的需求呢？我們化學(xué)教研組全體教師通過教學(xué)實(shí)踐得出的共同體會(huì)就是：只有對化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，化學(xué)實(shí)驗(yàn)才會(huì)充滿生命和活力、保持其在化學(xué)教學(xué)中的獨(dú)特魅力。

本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勗诔跞瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的幾點(diǎn)嘗試。

一、注重探究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

新課標(biāo)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)《化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》對化學(xué)課程在九年義務(wù)教育階段要求做了規(guī)定，目的要讓學(xué)生學(xué)習(xí)初步的化學(xué)知識和技能，并經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，受到科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的熏陶，它是以提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展為主要目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科。它是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、實(shí)事求是科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新精神的源動(dòng)力。新課程新理念，重視知識與能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展，讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過程，不管實(shí)驗(yàn)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(xué)實(shí)驗(yàn)，基本上是作為一種技能來傳授的，學(xué)生是被動(dòng)地參與，沒有獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的要求。如果化學(xué)實(shí)驗(yàn)中只讓實(shí)驗(yàn)淪為知識灌輸?shù)母接够螯c(diǎn)綴，忽視實(shí)驗(yàn)中的探究功能，將嚴(yán)重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和積極性，針對以上情況，我們應(yīng)按新課程設(shè)計(jì)理念，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的各種能力，如在學(xué)習(xí)《二氧化碳制取的研究》時(shí)，教材首先直接給出了實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品，這樣學(xué)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(chǎn)生二氧化碳的藥品時(shí)可能會(huì)混淆。我們對實(shí)驗(yàn)做了如下改進(jìn)：讓學(xué)生回憶能產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)，并對這些反應(yīng)是否適合實(shí)驗(yàn)室制取進(jìn)行討論，師生共同分析確定實(shí)驗(yàn)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(yīng)；然后分組實(shí)驗(yàn)來探究選擇實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的理想藥品，并通過比較的方式提醒學(xué)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(xué)生的創(chuàng)造欲望，學(xué)生不是被動(dòng)地接受知識而是主動(dòng)地選擇和獲得新知識，教師只起指導(dǎo)、組織和協(xié)助作用，它可以真正體現(xiàn)學(xué)生的自主性。

再如，教材中NaOH溶于水要放熱的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需用手觸摸才能感知到，這給學(xué)生觀察現(xiàn)象帶來了很大的局限。筆者引導(dǎo)學(xué)生對它進(jìn)行了改進(jìn)，演示時(shí)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(gè)小小的改進(jìn)，不僅使全班同學(xué)都能觀察到明顯現(xiàn)象，而且讓他意識到了創(chuàng)新是多么的奇妙和必要，增強(qiáng)了他們的創(chuàng)新意識。

需要注意的是要注重起點(diǎn)放在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，思維階梯要合理，學(xué)生經(jīng)過努力、討論能夠回答出，不要設(shè)計(jì)得太難，跨度太大，使學(xué)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(xué)生自信心，激發(fā)學(xué)生喜好，將喜好轉(zhuǎn)化為持久的動(dòng)力，同時(shí)教學(xué)目標(biāo)是高層次的。探索性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，使學(xué)生通過設(shè)計(jì)、討論、實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮想象力，和實(shí)際相結(jié)合，創(chuàng)造性地運(yùn)用已有的知識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

通過探究活動(dòng)，不僅體現(xiàn)了“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的關(guān)系，而且增強(qiáng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，訓(xùn)練了學(xué)生科學(xué)的思想方法，更重要的是在探索過程中培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(xué)性、平安性、直觀性、可操作性的原則，經(jīng)過不斷改進(jìn)而形成的。但是教材中的某些實(shí)驗(yàn)裝置，有的過于復(fù)雜、有的演示時(shí)現(xiàn)象不太明顯、有的還會(huì)對環(huán)境造成污染。因此設(shè)計(jì)以改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)裝置或重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置為探究點(diǎn)，可有效地培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

如教材中單質(zhì)碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象不明顯、費(fèi)時(shí)間。筆者在教學(xué)中作了如下改進(jìn)：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(huì)兒后取出銅絲，可以觀察到銅絲表面恢復(fù)紅色，改進(jìn)后現(xiàn)象明顯，節(jié)省時(shí)間。關(guān)于氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)是全書的難點(diǎn)之一，為了使學(xué)生容易理解和掌握，可設(shè)計(jì)插入一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：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(dòng)礦泉水瓶，這時(shí)就可以看到礦泉水瓶變癟了，同時(shí)發(fā)出噼里啪啦的聲音，現(xiàn)象很明顯。而后用針筒吸取稀鹽酸，把針頭刺進(jìn)礦泉水瓶，將鹽酸注射進(jìn)去，在噼里啪啦中，礦泉水瓶又恢復(fù)了原形。使很難理解的反應(yīng)變簡單了。

再如教材第124頁“實(shí)驗(yàn)7―1”討論燃燒的條件,直接演示時(shí)造成的濃煙較多，既危害健康，又污染空氣。教師可先引導(dǎo)學(xué)生分析可能出現(xiàn)的問題，啟發(fā)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1所示）。

圖1

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

教師對演示實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，不但能使學(xué)生掌握有關(guān)化學(xué)知識，而且更能起到示范作用，充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，從而培養(yǎng)他們不迷信課本，敢于用科學(xué)的方法進(jìn)行創(chuàng)新的精神，激活創(chuàng)新意識，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的目的。

三、增設(shè)家庭小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

新教材在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式上還安排了大量的“家庭小實(shí)驗(yàn)”“實(shí)驗(yàn)習(xí)題”?！凹彝バ?shí)驗(yàn)”作為學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)的一種形式，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生持久的學(xué)習(xí)興趣及實(shí)驗(yàn)方法。這類實(shí)驗(yàn)的趣味性比較強(qiáng)，內(nèi)容與實(shí)際結(jié)合緊密，實(shí)驗(yàn)用品簡單易得。教科書中以習(xí)題的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，目的是鼓勵(lì)學(xué)生在家中獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，例如在學(xué)習(xí)完軟水和硬水的知識后，可以布置學(xué)生在家里把用久的舊毛巾變軟，學(xué)習(xí)完乳化和溶解之后，可以在家里用清潔靈去體會(huì)它的乳化功能，學(xué)完鹽與酸的性質(zhì)后，還可以在家里體會(huì)用蘇打和小蘇打與醋反應(yīng)，去體會(huì)它們與酸的反應(yīng)速率快慢，等等。這類家庭實(shí)驗(yàn)習(xí)題，側(cè)重于對所學(xué)知識和技能的應(yīng)用，促使學(xué)生獨(dú)立思考實(shí)驗(yàn)的步驟、用品、操作方法等，具有一定的探究性。由于家庭小實(shí)驗(yàn)是在課堂之外進(jìn)行的，與課堂實(shí)驗(yàn)相比，家庭小實(shí)驗(yàn)更能發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主觀能動(dòng)性，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，并且家庭小實(shí)驗(yàn)所用器材一般簡便易得或者容易自制，這就大大增加了學(xué)生的觀察、分析及動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

四、開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的動(dòng)力

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是近年來國際和國內(nèi)化學(xué)界，在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新思想對常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而發(fā)展起來的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法、新技術(shù)，是以微型的儀器，盡可能少的化學(xué)試劑(試劑用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)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(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的變革。著名化學(xué)教育家戴安邦先生曾說過：“大力推行微型實(shí)驗(yàn)，使全國中學(xué)生的化學(xué)教學(xué)皆有學(xué)生的單人實(shí)驗(yàn)作業(yè)，以加強(qiáng)化學(xué)的素質(zhì)教育作用?！?/p>

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，試劑少，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，既有助于解決實(shí)驗(yàn)儀器、藥品的短缺問題，又可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，使學(xué)生自覺養(yǎng)成節(jié)約意識和環(huán)保意識，從而更好地落實(shí)新課標(biāo)精神。對于大多數(shù)學(xué)生來說，微型實(shí)驗(yàn)及儀器本身就是一種新事物，因許多的實(shí)驗(yàn)儀器均來自生活中的廢棄品，學(xué)生能親自動(dòng)手制作，在自制化學(xué)儀器中展示了各自的才華，例如：用廢棄膠囊板做點(diǎn)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(shí)驗(yàn)儀器給他們提供更多創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中體會(huì)到了化學(xué)的神奇，體會(huì)到了學(xué)習(xí)的樂趣。

當(dāng)然，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中有關(guān)的安全因素等。因此，微型實(shí)驗(yàn)雖然具有許多優(yōu)越性，但也并不是所有實(shí)驗(yàn)都可用之代替的。在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、目的、現(xiàn)象和定量要求等進(jìn)行選擇，使常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，兩者取長補(bǔ)短，這樣可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

以上從幾個(gè)方面談了化學(xué)教學(xué)中的創(chuàng)新教育，這是素質(zhì)教育的基本要求。陶行之先生說：“天天是創(chuàng)造之時(shí)，處處是創(chuàng)造之地，人人是創(chuàng)造之人?！闭n堂教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)、步驟無處不蘊(yùn)藏著可點(diǎn)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(xué)”的創(chuàng)新火焰，從而在創(chuàng)新教育中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，創(chuàng)新思維，創(chuàng)新能力。這是時(shí)代的要求，也是教育工作者所不可推卸的責(zé)任。

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