時間：2022-11-10 04:42:29
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化學是一門以實驗為基礎的學科，而化學實驗則是化學學科的靈魂，化學實驗不僅是學生獲取直觀信息、認識化學世界的窗口，而且是幫助學生認識化學規律、形成化學概念、理解和鞏固化學知識、提高各種能力的重要途徑，化學實驗以其獨特的優勢，在學生創新能力的培養上發揮著重要的作用。
1.引導學生設計實驗，拓展學生的創新思維
實驗設計通過學生自己思考、設計，既可以培養學生動手動腦解決問題的能力，又可以培養學生的發散思維能力和創新設計能力。在組織學生開展實驗設計時，要引導學生閱讀、查找一些實驗小竅門、實驗藥品及儀器的代用品、實驗裝置的改進等有關資料，以開闊學生的視野，拓展學生的創造性思維。同時，提出一些能激發學生創造欲望和創造興趣的問題，然后讓學生獨立進行實驗操作，盡量給學生一些動手的機會，讓學生在手腦并用的活動中迸發出創造的火花。
學生在設計實驗時，大腦中必須運用與這個實驗有關的全部舊知識，并考慮使用哪些儀器，如何裝配？采用哪些藥品，怎樣操作？以及會出現哪些現象？能說明什么問題等。例如，在一次證明氫氧化鈉和二氧化碳確實發生了反應的實驗設計中，根據學生提出的多個方案，讓大家進行討論、比較，激起學生設計實驗更大的熱情。又如要求學生利用氫氣還原氧化銅生成水的反應來設計一個實驗，以測定水分子的組成。學生利用已學過的氫氣實驗室制法來設計二氧化碳的實驗室制法，設計好后立即付諸實驗，并一舉成功。
通過以上學生自己思考設計的實驗，不僅鞏固強化了學生的基礎知識，還有效拓展了學生的創造性思維。
2.挖掘探究性實驗，調動學生的創新精神
探究性實驗是先做實驗，通過觀察、記錄、分析、討論，去粗取精，去偽存真，了解事物的本質及變化的根源，把感性的認識上升到理性。它是在“問題——實驗——科學抽象——結論——應用”這樣一個過程中體現的。能充分調動學生的積極性，激發興趣，長期訓練，不僅能培養學生的基本技能，更重要的是幫助學生建立創新思路、創新觀念，調動學生的創新精神。
如有關硫酸根離子的檢驗，教材中說的是：先加入氯化鋇，有白色沉淀，再滴入稀硝酸，白色沉淀不溶解，則說明原溶液中有硫酸根離子。此實驗只是驗證這種方法能檢驗硫酸根離子，效果并不太好。在教學中，我先讓學生看書，初步總結硫酸根離子的檢驗方法，然后分別在硫酸和硝酸銀溶液中滴入氯化鋇溶液，再加硝酸，白色沉淀同樣不消失，硝酸銀溶液并不存在硫酸根離子。這時，學生必然疑問頓生：為什么教材中方法不行？進而講解硫酸根離子的檢驗方法。最簡單的辦法是先加鹽酸，如果沒有氣體、沉淀生成，然后再加入氯化鋇溶液有沉淀生成，則原溶液中有硫酸根離子。
這種通過推理概括來獲得結論的探索性實驗，活躍了學生的思維，激發了學生主動積極探索的熱情，增強了自信，激活了創新能力，其創新精神得到了升化。
3.加強實驗的改進，培養學生的創新能力
要培養學生的創新能力，教師必須以自己的創造性勞動去影響學生，為學生起表率作用，讓學生對一些演示實驗、實驗裝置、操作也作合理的改革，從而促進學生創新能力的提高。
1直接拔出試驗現象及破壞形態
加載初期，鋼筋應變和加載端鋼筋滑移量均勻增長，自由端無滑移。荷載繼續增加，裂縫在加載端出現且迅速向自由端擴展，自由端鋼筋開始產生滑移，但其滑移增長速度比加載端慢，鋼筋應變快速增大。當接近破壞荷載時，加載端和自由端鋼筋滑移增長速度均較大;鋼筋應變急速增大，甚至加載端鋼筋應變超出測試范圍。試件最終發生兩種黏結破壞形式(圖5):1)試件C的黏結破壞形式為鋼筋拔出破壞(破壞時荷載開始緩慢減小，自由端和加載端滑移量急速增長);2)其余試件黏結破壞形式為混凝土劈裂破壞(破壞時混凝土出現裂縫且裂縫迅速發展，荷載急劇減小，混凝土喪失對鋼筋的環向約束作用)。
2梁式試驗現象及破壞形態
加載初期，跨中撓度隨荷載增加而緩慢增大，加載端鋼筋出現滑移而自由端鋼筋無滑移。荷載增加至(0.2～0.3)Pu(Pu為破壞荷載)時，梁底面開始出現微小的橫向裂縫，逐漸從底面向上發展，梁底面出現少量的混凝土剝落。荷載增加至(0.4～0.5)Pu時，自由端鋼筋開始出現滑移，梁底中部出現1條較為明顯的縱向裂縫。隨著荷載增大，縱向裂縫開始分叉并與橫向裂縫貫通。當荷載達到Pu時，底面縱向裂縫急劇增寬，周圍出現大量的分支裂縫，加載端在測試筋上表面，從試件剝落出一個扇面形混凝土凹坑。各試件的破壞形態基本類似，圖6給出了各試件的黏結破壞形態。
試驗結果及分析
1直接拔出試件試驗結果
1）平均黏結應力-滑移曲線
圖7給出了直接拔出試件平均黏結應力-滑移曲線。其中，平均黏結應力σ可用式(1)求得。從圖7中可以看出:1)各試件平均黏結應力σ-滑移s曲線形狀相似。加載初期，加載端鋼筋滑移量不斷增加而自由端鋼筋沒有產生滑移;荷載繼續增加，自由端鋼筋開始滑移，但自由端鋼筋滑移增長速度慢于加載端鋼筋滑移;達到破壞荷載時，加載端和自由端鋼筋滑移值均急劇增大。2)對比圖7a～7d可知，粉煤灰摻量越大，相同平均黏結應力下產生的加載端和自由端鋼筋滑移量越小。當平均黏結應力為5MPa時，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%直接拔出試件加載端鋼筋滑移量分別為0.84mm、0.78mm、0.69mm、0.50mm，而自由端鋼筋滑移量分別為0.17mm、0.14mm、0.13mm、0.11mm。因此適量加入粉煤灰有利于混凝土的黏結性能。3)對比圖7c、7e和7f可知，混凝土強度越高，自由端鋼筋開始滑移時的荷載越大，相同平均黏結應力下加載端和自由端鋼筋滑移量越小。當平均黏結應力分別為5MPa、1MPa、7MPa時，混凝土強度等級C30、C40、C50直接拔出試件的自由端鋼筋開始滑移。當平均黏結應力為5MPa時，混凝土強度等級C30、C40、C50直接拔出試件的加載端鋼筋滑移量分別為0.69mm、0.58mm、0.51mm，而自由端鋼筋滑移量分別為0.13mm、0.11mm、0.10mm。4)對比圖7c、7g可知，與鋼筋直徑為16mm的試件A2-16Ⅱ相比，鋼筋直徑為25mm的試件A2-25的加載端和自由端鋼筋滑移增長更快，破壞時加載端和自由端鋼筋滑移量更小。5)對比圖7c、7h可知，與配置HRB335級鋼筋的試件A2-16Ⅱ相比，配置HRB400級鋼筋的試件A2-16Ⅲ的自由端鋼筋開始滑移時的荷載更大，相同平均黏結應力下加載端和自由端鋼筋滑移更小。當平均黏結應力分別為5MPa、9MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ的自由端鋼筋開始滑移;當平均黏結應力為5MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ的加載端鋼筋滑移量分別為0.69mm、0.43mm，而自由端鋼筋滑移量分別為0.13mm、0.11mm。由此可見，HRB400級鋼的黏結性能優于HRB335級鋼。
2）鋼筋應變隨黏結長度的分布
圖8給出了試件在不同鋼筋應力下的鋼筋應變沿黏結長度的分布曲線。其中，鋼筋應力σs可按式(2)計算。從圖8可以看出:1)各試件鋼筋應變沿黏結長度的分布曲線形狀相似。隨著荷載增大，黏結區各測點鋼筋應變均相應增大;加載端的鋼筋應變增大速度較快，而自由端鋼筋應變變化不大。2)對比圖8a～8d可知，隨著粉煤灰摻量的增加，相同鋼筋應力下加載端鋼筋應變值減小。當鋼筋應力約為100MPa時，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%試件加載端鋼筋應變值分別為1620×10－6(σs=104.2MPa)、1410×10－6(σs=100.9MPa)、1380×10－6(σs=101.2MPa)、1370×10－6(σs=98.5MPa)。摻20%粉煤灰的混凝土鋼筋應變沿黏結長度的分布曲線更均勻平滑，近似線性關系。3)對比圖8c、8e和圖8f可知，隨著混凝土強度的增大，鋼筋應變沿黏結長度的分布曲線由直線向凸向曲線轉變，相同鋼筋應力下加載端鋼筋應變值增大。當鋼筋應力約為100MPa時，混凝土強度C30、C40、C50試件加載端鋼筋應變值為1380×10－6(σs=101.2MPa)、1490×10－6(σs=105MPa)、1510×10－6(σs=105MPa)。4)對比圖8c、8g可知，與鋼筋直徑16mm的試件A2-16Ⅱ相比，相同鋼筋應力下鋼筋直徑為25mm的試件A2-25加載端鋼筋應變更小。當鋼筋應力約為45MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-25加載端鋼筋應變分別為750×10－6(σs=44.4MPa)、736×10－6(σs=44.9MPa)。5)對比圖8c、8h可知，配置HRB335級鋼筋試件A2-16Ⅱ鋼筋應變沿黏結長度的分布曲線接近直線，而配置HRB400級鋼筋試件A2-16Ⅲ鋼筋應變分布曲線呈現凸向。與試件A2-16Ⅱ相比，相同鋼筋應力下試件A2-16Ⅲ加載端和自由端鋼筋應變更小;試件A2-16Ⅲ的鋼筋應變分布曲線在測點1～4黏結區間內增長較大，其余黏結長度內應變增長較小，可見HRB400級鋼筋所需的黏結長度小于HRB335級筋鋼。
3）黏結應力隨黏結長度的分布
根據圖8鋼筋應變沿黏結長度的分布情況，參考文獻［6］黏結應力計算方法，可求出直接拔出試件不同平均黏結應力下黏結應力σ沿黏結長度的分布曲線，結果見圖9。從圖9可以看出:各試件黏結應力沿黏結長度的分布曲線形狀相似，均呈單峰形。隨著荷載增大，黏結區各測點黏結應力均有增長，黏結區中部應力增長最快。2)對比圖9a～9d可知，隨著粉煤灰摻量的增加，相同平均黏結應力下黏結應力峰值減小。當平均黏結應力約為5.0MPa時，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%試件黏結應力峰值為25.1MPa(σ=4.8MPa)、19.2MPa(σ=5.1MPa)、18.7MPa(σ=5.1MPa)、16.4MPa(σ=4.8MPa)。3)對比圖9c、9e和9f可知，隨著混凝土強度的增大，相同平均黏結應力下黏結應力峰值增大。當平均黏結應力約為4.0MPa時，混凝土強度C30、C40、C50試件黏結應力峰值分別為12MPa(σ=9MPa)、15.1MPa(σ=9MPa)、15.3MPa(σ=4.0MPa)。4)對比圖9c、9g可知，與鋼筋直徑16mm的拉拔試件A2-16Ⅱ相比，相同平均黏結應力下鋼筋直徑為25mm的拉拔試件A2-25的黏結應力峰值更大。當平均黏結應力約為0MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-25黏結應力峰值分別為10.2MPa(σ=0MPa)、12MPa(σ=1MPa)。5)對比圖9c、9h可知，與配置HRB335級鋼筋試件A2-16Ⅱ相比，相同平均黏結應力下配置HRB400級鋼筋試件A2-16Ⅲ黏結應力峰值更大。當平均黏結應力約為0MPa時，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ黏結應力峰值為10.2MPa(σ=0MPa)、15.2MPa(σ=1MPa)。
2梁式試件試驗結果
1）鋼筋應力-跨中撓度關系曲線
圖10給出了梁式試件測試鋼筋應力σs-跨中撓度δ關系曲線。從圖10可以看出:3個梁式試件測試鋼筋應力-跨中撓度關系曲線接近;加載初期由于試驗裝置空隙的存在，在較小的荷載作用下可能產生較大的跨中撓度;待試驗裝置空隙消除后，跨中撓度隨著荷載的增大近似呈線性增長;當自由端鋼筋發生滑移后，鋼筋應力增長速度減慢，而跨中撓度快速增大;加載至破壞荷載后，鋼筋應力減小而跨中撓度繼續增大。
2）平均黏結應力-滑移關系曲線
乙酸乙酯是一種重要的有機化合物，可作為溶劑和香料。乙酸乙酯的制備實驗也是高校有機化學實驗的重要內容之一，并且在實驗教材中目前仍然采用硫酸催化酯化法來合成。操作步驟復雜，教學實驗用時長，此實驗后的廢液酸性太強，易引起腐蝕，并且硫酸易引起炭化。所以，反應瓶不易洗滌，基于以上缺點，文獻上也有許多有關乙酸乙酯合成實驗改進的報道，在實驗教學中，我們從綠色環保，簡化實驗步驟縮短教學實驗時間，節約能源和實驗試劑的角度出發，采取改裝實驗儀器和加入無機化合物做催化劑來合成乙酸乙酯，取得了較好的效果。
一、實驗
1.實驗原理
乙酸酯化法是傳統的乙酸乙酯生產方法，在催化劑濃硫酸的存在下，由乙酸和乙醇發生酯化反應而得。
主反應：
反應除去生成水，可得到高收率。該法生產乙酸乙酯屬于傳統的方法。
2.實驗儀器和藥品
ZWA-J阿貝折光儀：上海光學儀器五廠
市售純乙酸乙酯：折光率b.p.77.06℃、n為1.3727。n20D＝1．3721
冰醋酸AR.濃硫酸AR.無水乙醇AR.氯化鈉AR.無水硫酸鈉AR.、硫酸氫鈉AR.碳酸鈉AR.氯化鈣AR.均由上?；瘜W試劑廠購得。
3.實驗方法
(1)用硫酸作催化劑合成乙酸乙酯的實驗方法及裝置
用硫酸做催化劑的裝置見圖1。在250mL干燥三口瓶里加入15mL95%C2H5OH，將蒸餾瓶置于冷水浴中，一邊振搖一邊分批加入15ml濃H2SO4混合均勻，加入幾粒沸石。在三口燒瓶的側口放一支2000C溫度計，滴液漏斗中放入15mLC2H5OH和14.3mL冰HAc混合均勻后裝入三口燒瓶中口。溫度計水銀球和滴液漏斗末端必須浸入液面下距瓶底0.5-1cm，另一側口連接回流冷凝管、接液管和錐形瓶。由滴液漏斗中滴入瓶內約3-4mL后將蒸餾瓶隔石棉網小火空氣浴加熱，使瓶中溫度控制在1100C-1250C，當蒸餾瓶口有液體蒸出時再從滴液漏斗中慢慢滴入其混合液，調節加料速度，使蒸出酯的速度大致相等，時間約需90min。反應溫度維持在1100C-1250C之間。滴加完畢，繼續加熱數分鐘，直到反應液的溫度升到1300C時不再有液體餾出為止。得粗乙酸乙酯。加入飽和碳酸鈉溶液并不斷振蕩，直至無二氧化碳氣體產生，放置片刻。然后，轉入分液漏斗中，放出水層，再經飽和食鹽水飽和氯化鈣溶液各洗一次。有機層經無水硫酸鈉干燥后進行蒸餾，730C-780C收集后得精酯。
(2)用硫酸氫鈉作催化劑合成乙酸乙酯的實驗方法及裝置
對乙酸乙酯合成實驗的改進
參考并查閱文獻上的有關資料，我們認為用硫酸氫鈉作催化劑比較適合學生在實驗室中實驗。
反應方程式：
用硫酸氫鈉做催化劑的裝置見圖2。在圖2中100ml圓底燒瓶中分別加入25ml乙酸、25ml乙醇，1.91g硫酸氫鈉，加熱回流60min，冷卻后在水浴上加熱蒸餾，直至無餾出物餾出為止，得粗乙酸乙酯。然后洗滌、干燥、蒸餾制得精乙酸乙酯。發現其最后產物的產率也可達80%以上，與H2SO4作催化劑一樣能產生較好的效果。
二、結果討論
1.儀器改進
在圖1實驗中制取乙酸乙酯用濃H2SO4作催化劑，發現存在如下缺點：(1)加料速度要慢，否則易使體系的溫度升高，使乙醇揮發，產率降低，使實驗時間延長。(2)由于濃硫酸同時具有酯化、氧化、脫水等作用，酯化的同時易導致乙醚、乙烯、二氧化硫、乙醛等副產物產生；另外若局部過熱，硫酸還可使有機溶劑局部碳化，不僅使產率降低，也給產品精制帶來許多麻煩。(3)因濃硫酸有強腐蝕性，學生操作不慎易被燒傷，安全性較差。(4)裝置使用的是三口燒瓶、滴液漏斗、冷凝管、溫度計、儀器較麻煩。(5)加料時間約90min。優點是：反應過程用溫度計控溫，邊滴加，邊反應、邊蒸餾，平衡是動態的，有利于反應物有效接觸，反應速率較快。但在實驗中由于學生操作水平的原因，滴加較快時，反應體系溫度降低，滴加的乙醇來不及參加反應就被蒸了出來，造成乙醇轉化率降低，使產率偏低；滴加較慢時，反應溫度升高，副反應增加，無色的反應液中由棕色變為黑色。溫度的控制與滴加速度控制較難統一，造成反應的不穩定，而使反應物轉化率低。
在圖2改進后的實驗是圓底燒瓶上直接連接冷凝管，裝置簡單，節省時間，水浴上回流0.5h即可改為蒸餾裝置。安全性提高，較圖1節約時間2小時。整個裝置防止了硫酸的碳化，另外先回流后蒸餾有利于反應平衡向產物方向移動，回流裝置改為蒸餾裝置后，隨著粗產物乙酸乙酯的不斷蒸出，其反應混合物中的乙醇和乙酸還要進行酯化反應，促使反應繼續向平衡右移，使乙酸基本上完全轉化，防止了反應物來不及反應而被蒸出。此法存在的缺點是：(1)反應瓶中無溫度計，在加熱過程中反應物溫度的波動不能直觀觀察。(2)由于是一次性加入反應物，在加熱狀況下有較多的乙醇處于蒸汽狀態下乙醇的轉化率可能降低。
2.催化劑的改進
由于目前有機化學實驗教材中，反應的硫酸用量普遍偏多，達到乙醇用量的20-25%，在實驗中大量出現乙醇被氧化、碳化的現象。文獻上也有許多有關乙酸乙酯合成實驗改進的報道，但用無水四氯化錫、二水氯化亞錫、六水三氯化鐵等做催化劑前期準備工作復雜、時間長、也不適于教學實驗。綜合與查閱文獻上的有關資料后，我們認為在實驗室中學生乙酸乙酯合成實驗的催化劑改用硫酸氫鈉能產生較好的催化效果。由于硫酸氫鈉是強電解質，硫酸氫根可以電離出來氫離子而使體系顯酸性。在反應體系中，硫酸氫鈉自身的結晶水能夠在催化劑表面電離出氫離子來催化反應，反應生成的水又能使硫酸氫鈉電離出更多的氫離子，從而有利于酯化反應的進行。硫酸氫鈉價廉易得、使用方便、后處理簡單，易分離，減少了設備的腐蝕和環境污染。通過實驗在乙酸乙酯的合成反應中，發現其最后產物的產率也可達80%以上，與H2SO4作催化劑一樣能產生較好的效果。
以下是兩種催化劑合成乙酸乙酯實驗對比，列于表1。從表中可看出改進儀器和催化劑后乙酸乙酯合成時間縮短50min，產量雖然減小而產率的轉化并沒有減少。
3.產品的純度
合成后的乙酸乙酯的折光率見表2。從中可看出，當改進催化劑后乙酸乙酯的折光率與市售純乙酸乙酯的折光率基本相符。
三、結論
實驗方法改進后，使學生在乙酸乙酯合成實驗時裝置簡單，實驗時間縮短，防止了硫酸碳化現象，減少了設備的腐蝕和環境的污染，提高了實驗合成的效率。目前本實驗已在我校環保、染整、高分子等專業的同學中進行乙酸乙酯合成改進后實驗，得到了較滿意的實驗效果。
參考文獻：
[1]周科衍，呂俊民.有機化學實驗.高等教育出版社，1986，214-216.
[2]王清廉，沈鳳嘉.有機化學實驗.高等教育出版社，2006，160-162.
[3]趙艷凝.用無水四氯化錫、二水氯化亞錫、六水三氯化鐵等多種固體超強酸作催化劑.吉林師范大學學報，2004，25(3)：76-77.
[4]陳丹云，王敬平，李杰.硫酸氫鈉催化合成丁酸異戊酯[J].化學試劑.
如何使學生切身感受到科學實驗活動的妙趣橫生、樂趣無窮。這是科學老師的職責所在?？茖W實驗就是建立在充分利用學生的好奇心、求知欲和與生俱來的實驗探究天性的基礎上進行的。當教師把學生感興趣的問題提出來時，他們會產生強烈的好奇心，并且會產生一種搞清楚是怎么回事的科學探究的本能，這就激起了學生的探究欲望。如《玩轉電磁鐵》這一課，對學生而言，磁鐵并不陌生，也知道磁鐵的一些性質。我教學時，他們看到的只是電池、導線、鐵芯，聽到的卻是“電磁鐵，根磁鐵一樣能吸起鐵釘、大頭針、曲別針之類的東西”的話。他們短暫的疑惑，激起了實驗探究的情趣。于是各個實驗小組開始行動。繞線、接電路、吸曲別針、觀察、填記錄表，人人有事，人人有樂。然后老師趁機提問“：誰能告訴老師什么是電磁鐵？舉例說說電磁鐵磁力大小與哪些因素有關？”學生們齊刷刷舉起了手，答得很對。我用同樣方法，演示了電磁鐵磁極的實驗。由于學生做到了仔細觀察，很快就總結出“可以通過改變線圈的繞向和電流的方向來控制電磁鐵的磁極”這一實驗結論。
一、充分利用和發掘教材資源，發展學生創新意識
1、在實驗中探索新知識
創新意識是使學生進行創新、創造行為的心理動機。作為智力正常的學生，一般都具有創新和創造的潛能。教師應具有保護學生創新心理和創新精神的意識。如在實驗教學中，因材施教，拓寬實驗思路，使化學實驗更具有趣味性、探索性和綜合性，以滿足學生動手、動腦、求新的心理特點，支持學生在實驗中萌發的創新意識，鼓勵他們去探究事物的本質。例如：在學習了O2氣體的實驗室制取的方法之后，我們在學習制取CO2的實驗中，可以對二氧化碳的實驗室制取實驗進行如下的設問：（1）制取O2的裝置有什么特點？是否可以用來制取CO2？（2）制取一種氣體，我們需要了解哪些知識？（3）如果實驗室沒有稀鹽酸，可不可以用硫酸代替？（4）若沒有碳酸鈣該用什么藥品代替？經過動手、動腦，不僅提高了學習興趣，鞏固了所學知識，同時培養了獨立思維能力。
2、變演示實驗為學生設計性實驗
為了提高學生自主創新能力，在演示實驗中，由學生自行設計實驗過程，使之變為探究型、設計型、科研型的實驗。例如：在關于溶液的導電性演示實驗中，教師可以給出所需的藥品和儀器，然后讓學生自擬一個實驗方案來驗證物質的導電性。教學中我們可以這樣安排：（1）學生自擬實驗方案。（2）學生詳細設計實驗操作過程。（3）師生討論、評價實驗。學生在實驗中，獨立探索、研究，雖然時間可能長一些，但在操作中提高了他們的實驗設計能力和動手能力，通過解決實驗中出現的疑難問題，提高了學生獨立實驗和學習的能力。
二、注重對實驗的探究，培養學生對科學知識的創新
探究的目的是使學生由被動學習變為探究性的主動求知，這是學習過程的一種質的突破與飛躍。探究式教學要體現以學生為主體，充分發揮學生的主觀能動性，激發學生的學習興趣，給學生主動探究、自主學習的空間，為學生提供動手動腦的機會，促使學生產生質疑、探索求解的創造性學習動機，并將化學學科的各部分知識、技能、技巧相互滲透、融會貫通。
以教材“燃燒的條件”為例，在教學中我們可以按以下步驟進行：
1、提出問題
燃燒是日常生活中最為常見的一種現象。那么應具備哪些條件才能燃燒呢？
2、提出假設
由于學生對燃燒這一現象非常熟悉，聯系到學生的實際情況，紛紛猜想問題的答案，主要有以下幾種：
猜想1：要有可以燃燒的物質（可燃物）。
猜想2：要有氧氣。
猜想3：要達到一定的溫度。
在學生提出各種猜想后，教師再引導學生在猜想的基礎上進行如下合理的假設。
假設1：三個條件只需滿足其一就能燃燒。
假設2：三個條件要同時滿足才能燃燒。
假設3：滿足三個條件中的兩個就能燃燒。
3、制訂計劃，設計實驗，進行實驗
讓學生制訂詳細的探究計劃，就上述的猜想與假設設計實驗方案，教師在實驗中給予一定的指導。
實驗一：在500ml的燒杯中注入400ml熱水，放入一小塊白磷，在燒杯上蓋一塊薄銅片，銅片上一端放一小堆干燥的紅磷，另一端放一小塊已用濾紙吸干表面水分的白磷，觀察現象。
現象：薄銅片上的白磷燃燒，而薄銅片上的紅磷與熱水中的白磷沒有燃燒。
實驗二：用導管對準上述熱水中的白磷，通入少量的氧氣，觀察現象。
現象：熱水中的白磷燃燒起來。
4、解釋與結論
要求學生對所做的實驗進行總結，從實驗所得到的事實可以證明，燃燒的條件是：①氧氣（或空氣）。②溫度要達到可燃物的著火點。③可燃物。這三個條件應同時滿足，缺一不可。
三、注重驗證性實驗的探究性
通過實驗探究不僅能讓學生獲得知識，學到技能，更重要的是讓學生學到科學方法和受到科學思維的訓練，養成科學精神和良好品德，發展學習的興趣。這樣在實驗教學中，盡量發揮實驗的探究本性，讓學生體驗到實驗的趣味，從而提高學生的學習興趣；讓學生體驗、理解科學探究的方法和過程，豐富學生探究活動的親身經歷，提高學生的科學素養。
四、精心設計探究性習題，提高學生探究思維能力
選擇好的探究性習題，對于培養學生探究性思維能力可以說具有十分重要的作用，因為實驗方面的探究性學習會占據大量的時間，而且會受到一些客觀條件的限制，而習題只需要利用大腦的思維，避開實驗條件，利用已有的知識，在大腦里形成探究步驟，在大腦里比較分析各種可能情況的利與弊，從而得到正確的結論。
例如：某課外活動小組在一次探究實驗中，將一種金屬投入盛有水的容器中，發現反應劇烈并有大量氣體生成。請根據上述實驗現象探討下列問題：
1試件設計
試驗設計了5個國產Q460高強度結構鋼焊接箱形截面受壓柱，其實測幾何尺寸如表1所示，其中B、t分別為截面寬度和板厚(圖1)，L為試件幾何長度，Lt為試件兩端鉸支座轉動中心的間距，且Lt=L+500。試件所用的鋼板為國產Q460C低合金高強度結構鋼，每種厚度(包括10mm、12mm和14mm三種)鋼板各準備了3個標準材性試件并通過靜力拉伸試驗獲取了材料的基本力學性能，試驗結果的平均值如表2所示，包括彈性模量E、屈服強度fy、抗拉強度fu、屈強比fy/fu、屈服平臺末端應變εst、抗拉強度對應極限應變εu及斷后伸長率A。從表2可以看出，該批國產Q460高強度鋼材的各項力學性能指標，包括斷后伸長率、屈服平臺長度、屈強比等均滿足我國相關的鋼材標準［14］和建筑抗震設計規范［15］中對鋼材力學性能指標的要求。箱形截面試件采用單坡口全熔透對接焊縫，并通過了焊接工藝評定，對每種試件截面的焊接殘余應力采用分割法進行了測量，具體見文獻［16］。
2試驗裝置
試驗采用500t液壓式長柱壓力試驗機進行豎向加載，如圖2所示。試件兩端各布置一個圓柱鉸以實現柱端單向鉸接。柱腳轉動中心至柱端面距離為250mm，因此，試件的鉸接長度Lt為其幾何長度L加上500mm，見表1。鉸支座的圓柱鉸軸直徑為260mm，支座底面和頂面的邊長為400mm。在柱跨中設置了3個水平方向的位移計，用于測量鋼柱在失穩平面內(圖3中DT1、DT2)和面外的橫向變形(圖3中DT3);在柱兩端的圓柱鉸軸對稱布置了位移計(圖2中DT6、DT7以及DT8、DT9)，通過二者的讀數差及間距測量柱端轉角，如圖4所示。柱底端千斤頂的加載點位移通過豎向位移計DT4、DT5進行測量。每個試件的柱跨中(圖2中應變測量截面1)和端部(圖2中應變測量截面2、3)均布置了應變片，如圖5所示。柱跨中截面的應變片用于分析試件失穩前后臨界截面(即柱中)的截面應變分布，因而布置了較多的應變片，見圖5a;端部的應變片主要用于計算柱端荷載偏心距，僅在截面角部設置了4個應變片，見圖5b。
3試件初始缺陷
除采用分割法測量截面殘余應力(見文獻［16］)、采用柱端應變片讀數計算柱端荷載偏心距外，試驗還對每個試件的幾何初彎曲進行了測量，如圖6所示，采用光學測量設備測量了沿柱長度方向四分點位置處截面中心偏離柱兩端截面中心連線的距離(v1、v2及v3)，并取最大值作為試件的幾何初彎曲值v0。因實際操作過程中無法直接測量截面中心軸線的幾何初彎曲值，量測時取鋼柱四條棱邊在同一截面位置處沿某一方向的初彎曲值的平均值作為截面中心線的初彎曲值。每個試件沿截面兩個主軸方向的初彎曲值均進行了測量，結果分別列于表3和表4中。柱底端和頂端的荷載偏心距e0b、e0t均根據柱端應變片讀數和豎向荷載反算得到，根據柱端應變片讀數和鋼材彈性模量，利用平截面假定可得到柱端彎矩，再除以對應的軸向荷載即為柱端荷載偏心距，失穩平面內的柱端偏心距具體計算式為（略）。
試驗結果及分析
1失穩模態及變形分析
由于試件具有一定的幾何初始缺陷(包括幾何初彎曲和端部荷載偏心)，所有試件均因發生極值點失穩而破壞。在加載初期，隨著豎向荷載的增大，試件的水平方向變形逐漸發展，臨界截面(柱跨中截面)的邊緣纖維開始屈服，材料進入塑性，但豎向荷載仍繼續增大;隨著截面的塑性發展和試件彎曲變形的加大，試件不足以承受更大的豎向荷載，荷載達到峰值點，試件發生整體失穩，豎向荷載開始下降。圖7為所有試件的失穩破壞照片，均呈現典型的彎曲失穩模態，所不同的是，對于長細比大的試件，其失穩時彈性變形越大，卸載后不可恢復的塑性變形越小。圖8a和8b分別為試件B1-460和B5-460的柱中水平方向變形曲線，測點DT1和DT2(圖3)分別為在失穩平面內布置在柱跨中位置的水平位移計;圖中縱坐標為軸向荷載P，橫坐標為柱跨中水平位移Δ。從圖中可以看出，兩個測點位移基本相同，表明沒有發生扭轉變形。試件B1-460的端部彎矩-轉角(M-θ)曲線如圖9所示，可以看出，試驗采用的圓柱鉸并不是理想的單面鉸:在加載初期，鉸支座的轉動剛度r較大;試驗結果表明，轉動剛度r在2×104～10×104kN•m/rad范圍內;當轉角超過某一值后，轉動剛度迅速變為0;試驗表明，臨界轉角為0.010°～0.014°。由于柱端鉸支座的初始轉動剛度較大，為此采用轉動彈簧支座以模擬受壓柱的邊界條件，如圖10所示。轉動彈簧的本構關系如圖11所示，其中彈簧的初始轉動剛度r和臨界轉角θu均取為試驗結果的平均值。
2穩定承載力
表5為受壓柱的整體穩定承載力Pu，t及整體穩定系數φt的實測結果，其中，整體穩定系數φt計算式為（略）。為了便于和設計規范［9］中柱子曲線進行對比，依據圖10所示的兩端帶有轉動彈簧約束的軸壓柱彈性屈曲臨界力與歐拉屈曲臨界力相等的關系式，對每個試件的計算長度系數μ、計算長度L0及計算長細比λ0進行了計算。試件B2-460由于試驗加載裝置設置的問題(鉸支座轉動)發生了平面外的整體失穩破壞，因而該試件按兩端剛接計算，即計算長度系數取為0.5。根據試驗結果計算得到的試件穩定系數φt與我國鋼結構設計規范GB50017—2003［9］采用的柱子曲線進行對比，如圖12所示。由于所有試件的板件寬厚比均小于20，根據GB50017—2003《鋼結構設計規范》［9］的規定采用c類柱子曲線進行設計，如圖12所示。由圖12可見，盡管絕大部分試件的幾何初始缺陷數值e明顯大于柱幾何長度L的1‰(表3)，但試件B1-460～B4-460的整體穩定系數φt仍高于c類柱子曲線，僅試件B5-460的試驗值低于設計曲線，原因主要包括:1)幾何初始缺陷偏大(柱長的96‰);2)柱計算長度系數的求解結果偏小，這是因為在計算兩端帶有轉動彈簧約束的軸壓桿彈性屈曲臨界力時，假定彈簧轉動剛度恒定不變，但試驗結果表明，當轉角超過臨界值后彈簧轉動剛度迅速減小為0，即計算假定高估了彈簧的約束作用(對長細比較大的試件影響更顯著)，得到的計算長細比偏小，試驗結果低于設計曲線。
有限元分析模型及驗證
1有限元分析模型
采用ANSYS有限元分析軟件進行建模并對試件進行模擬計算。鋼柱采用BEAM188單元，柱兩端的轉動彈簧采用非線性彈簧單元COMBIN39;在柱頂端施加豎向荷載進行非線性求解。鋼柱的截面網格劃分如圖13所示:沿板件厚度方向只有一個網格，板件中部等分為20個網格，已有的研究表明該網格劃分方法滿足精確要求［17-18］。有限元分析模型中鋼柱的材料本構模型采用vonMises屈服準則下的多線性隨動強化模型，應力-應變關系如圖14所示，具體的應力、應變參數(fy、fu、εy、εst、εu以及E)根據表2所列的材性試驗結果取值，材料泊松比取0.3。柱端轉動彈簧的本構關系如圖11所示。模型中考慮了截面殘余應力和幾何初始缺陷。其中施加的殘余應力由試驗實測結果確定，分布模型如圖15所示，焊縫附近最大殘余拉應力σrt取為鋼材的名義屈服強度，板件中部的殘余壓應力σrc與截面尺寸相關，殘余應力及其分布范圍詳見文獻［16］。通過在截面網格的積分點上設置初始應力施加殘余應力。對于幾何初始缺陷，本文采用兩種方法進行施加，如圖16所示。模型I(圖16a)是基于兩端鉸接軸壓柱的特征值屈曲一階彎曲模態以及試驗實測得到的幾何初始缺陷數值(e，見表3和表4)來更新有限元分析模型的節點坐標;模型II(圖16b)是按照試驗測量到的柱長四分點處截面的幾何初彎曲(v1、v2、v3)來建立樣條曲線，并在柱兩端設置短梁以考慮兩端的荷載偏心(e0b、e0t)，最后再對樣條曲線進行網格劃分。上述所有幾何缺陷值均考慮了試件失穩平面內、外的缺陷值。有限元分析模型采用弧長法進行非線性求解以得到模型的整體穩定承載力Pu，c。
2模型驗證
圖17給出了有限元分析結果Pu，c與試驗結果Pu，t的比較，從圖中可以看出，有限元分析值與試驗結果吻合良好:對于模型I，有限元分析結果比試驗值平均小2%，標準差為0.076;模型II的有限元分析結果比試驗值平均小3%，標準差為0.051。因此，采用如圖16所示的兩種考慮幾何初始缺陷的方法均可以準確模擬試驗研究的國產Q460高強度結構鋼焊接箱形截面軸壓桿的整體穩定承載力，建立的有限元分析模型可用于進一步參數分析。
參數分析
1計算參數
—、“實驗探究教學模式”的優點
所謂“實驗探究教學模式”，是指學生在教師的引發下，運用已有的知識和技能，充當新知識的探索者和發現者的角色，通過自己設計方案，進行操作實驗，去探索問題和解決問題的一種教學模式。其基本結構為“問題——實驗事實——結論——應用”。這一教學模式具有下述三個優點：
1.有利于充分發揮學生的主體作用
時代呼喚主體精神?！皩嶒炋骄拷虒W”模式與傳統教學模式最大的不同，就在于學生不再是一味聽教師講、看教師做，而是在足夠的時間和空間范圍內，由自己來確定時間的分配，進行方案設計并進行實驗操作，對實驗的事實加以分析并做出結論。在這樣的學習氛圍中，學生就能真正感受到自己是學習的主人。是課堂教學活動的主體，由此激發其主動參與的熱情、變“要我學”為“我要學”。
2.有利于培養學生的學習興趣
興趣是最好的老師?？鬃釉唬骸爸卟蝗绾弥?，好之者不如樂之者”?！痘瘜W教學大綱》就明確指出：“初三化學的首要任務在于培養學生學習化學的興趣”。而實施“實驗探究教學”模式乃是培養學生學習化學興趣的有效途徑。因為實驗本身就能引發學生濃厚的認知興趣和強烈的求知欲望。實驗興趣是認知興趣中重要的一種。只有當學生通過親自探究實驗現象產生的原因和規律時所形成的興趣，才具有一定的穩定性和持久性。實踐證明，實施“實驗探究教學”模式既可促使學生形成對化學學習的持久興趣，同時又可激發學生的求知欲。
3．將利于充分挖掘學生的潛力，培養其創造思維能力
傳統的教學模式往往是教師牽著學生鼻子走，致使學生一味死記硬背而無暇顧及“創造思維”?！皩嶒炋骄拷虒W”模式卻能給學生提供主動探求知識的寬松環境，讓他們在成功的設計和實驗操作的愉悅情緒下，潛力得到充分發揮，思維更加活躍。在對未知領域的探索過程中，通過自己的實驗操作和驗證，積極地去思考去探索，從中就會迸發出更多的智慧和靈感。如果堅持不斷地加以訓練，就十分有益于學生創造思維能力的培養。
二、“酸、堿、鹽”一章“實驗探究教學”模式的設計
采用“實驗探究教學”模式進行教學時，首先教師應根據教學內容和學生的實際，精心設計教學過程。在每一個教學環節的安排上，都應充分考慮如何讓所有學生都能動手動腦，保證他們有足夠的思維空間。其次是對整個教學內容的安排要體現出層次性，要面對全體學生，充分挖掘每個學生的潛能，注重培養他們的創造思維能力。僅就“酸、堿、鹽”一章的教學而言，可打破現有教材的先后順序，針對初三學生的年齡特征和認知規律，分如下四個階段進行教學，即
第一階段：接觸性階段，又可視為入門階段。由于“酸、堿、鹽”一章主要是學習復分解反應條件和無機物間的相互轉化關系，其涉及的物質種類多，且顏色狀態不一。因而在入門階段，為給后面的學習打下牢固的基礎，教學進度宜求快?？梢越o學生準備三酸、四堿、八鹽、三種金屬、兩種氧化物和指示劑，用兩個課時讓學生真實地“摸”到實驗，并認識物質的化學式(標簽用化學式書寫)，感知固體物質的顏色、溶解性及其對應水溶液的顏色，從而掌握物質分類的知識和技能。在這一階段，主要是使學生產生對化學藥品的親近感，讓他們會認并敢于接觸化學藥品，為下一步實施“實驗探究教學”做好心理準備和基礎知識的鋪墊。
第二階段：直觀感知階段。“酸、堿、鹽”一章，主要是通過學習兩種重要的酸推導出酸的通性；通過兩種重要的堿推導出堿的通性；又通過三種重要的鹽推導出鹽的通性。然后，再總結出無機物間相互轉化的關系。因此，在這一階段，應組織學生探討具體物質的性質，引導他們去感知每一種重要物質的性質。例如：學習稀H2SO4的性質時，就可做如下設計：
模式結構：
具體操作：通過上述一系列的實驗探究，不僅可培養學生的探求精神和實驗操作能力，而且還可幫助學生輕松地掌握重要的酸、堿、鹽的性質。
第三階段：理論感知階段。經過第二階段的實驗探究教學，學生就對單一的酸、堿、鹽的性質獲得清晰的認識。在此基礎上，就應引導學生自己去歸納并總結酸、堿、鹽的通
性及其復分解反應的條件。例如：當探討酸的通性時，可設計為：
模式結構：
具體操作：在以上訓練過程中，學生不僅通過知識的內化，很好地理解了酸、堿、鹽的性質及其反應規律，掌握了復分解反應的條件，而且還學會了探索化學知識的一般方法，這就為今后的學習打下了良好基礎。
第四階段：應用和創造階段。通過前三個階段的學習，學生對酸、堿、鹽的認識已較為深刻了。此時，就可引導學生將內化的知識轉化為外化的實踐、即對物質進行鑒別和除雜。還可讓學生做一些具有創造性的工作，如探尋一些物質的制備方法等。通過這一訓練途徑，進一步挖掘學生的潛能，培養他們的創新精神和創造能力。例如：當鑒別H2SO4和NaOH時，就可讓學生設計多種方案，然后進行實驗檢驗。有個班的學生居然找到了十多種方法，即
（1）石蕊（2）酚酞（3）Na2CO3溶液
（4）BaCI2溶液（5）Ba(OH)2溶液（6）CuSO4溶液
（7）FeCI3溶液（8）Zn
（9）PH試紙（10）CuO，等等。
可見，學生中蘊藏著巨大的智力潛能，需要教師不斷地去挖掘。
在學習了這一章的基礎知識之后，我們設計了如下一個問題：
請利用給你的藥品(同上)，自行設計并進行操作實驗后寫出化學方程式，并請注明為哪一種級別反應(其中，直接利用藥品反應的為A級；利用一種制得的藥品反應的為B級；利用兩種制得的藥品反應的為C級)。
在練習過程中，要求每人能夠做出并寫出A、B、C級的反應各8個，如多做則多給分。對此訓練學生異常興奮，決心大展宏圖。他們緊張地操作著，記錄著。結果，令人吃驚的是，他們兩兩合作，在不到一個小時的時間內，有些學生竟操作了三四十個實驗，書寫了近六十個化學方程式，制備了大量原先沒見過或沒用過的物質。實踐證明，“實驗探究教學”模式有利于發揮學生的潛能和創造能力的培養。
三、實施“實驗探究教學”模式的效果
我們認為，在“酸、堿、鹽”一章教學中實施“實驗探究教學”模式，是寓科學方法教育于化學教學之中的體現。它充分發揮了學生的主體作用，培養了獨立思考的能力和創造思維的能力，促進了學生智力與非智力因素的同步發展。為檢測其效果，我們對實施這一教學模式的四個實驗班的132名學生進行了問卷調查。結果顯示：(1)在掌握知識方面，有87％的學生認為，學習酸、堿、鹽的性質時，由自己或師生交替操作實驗，更有利于掌握實驗技能。有98％的學生感受到通過“實驗探究教學”模式學習，更有助于對酸堿鹽性質及其相互關系的理解；(2)在培養學習興趣方面，95％以上的學生都喜歡上“實驗探究”化學課；(3)在培養學生科學品質方面效果明顯。過去，能夠鎮定沉著地操作實驗的學生僅占18％，而在實施“實驗探究教學”模式之后，已有66％的學生能夠熟練地獨立地進行實驗操作；(4)在發揮自身潛力和培養能力方面，有98％的學生認為，通過參與“實驗探究教學”的鍛煉，實驗操作能力有了顯著的提高，60％的學生能夠自己帶著問題，目的明確地去做實驗。93％的學生對物質進行鑒別或除雜時，能夠積極開動腦筋，設計出多種實驗方案。更有60％的學生產生了對生活中的化學問題進行檢驗或鑒別的想法，其中有20％的學生曾主動做過這類化學實驗。
調查表明，“實驗探究教學”模式受到學生的普遍喜愛和認可。其實際效果還可從實驗班與對比班第一次化學統練成績比較看出(表1)：
表Ⅰ第一次化學統練成績對比統計表
隨著我國科學技術的發展，對各類實驗室的需求越來越多，各學科的重點實驗室、各學校、各系統內的重點實驗室層出不窮。從實驗室的分布來看，主要集中在學校（包括各高等院校和中學學校）、科研機構、檢測機構和企業中的檢驗研究部門。企業實驗室的污染問題可歸納為企業的環保問題，易于被各級部門重視，企業在處理自身的環保問題時，污染問題也得到相應的處理。而各類實驗室多為相對獨立的行政單位，區域分散，單個污染少，易于被忽視。
我國目前擁有各類高等院校1100所（1999年統計數字），普通高中1.5萬所，初中6.3所?？蒲性核①|檢、衛生防疫、環境監測、農林等各級檢驗機構近20000余個，已成為一個龐大的系統。實驗室實際上是一類典型的小型污染源，建設的越多，污染的越大。這些實驗室，尤其是在城區和居民區的實驗室對環境的危害特別大，因為很多實驗室的下水道與居民的下水道相通，污染物通過下水道形成交叉污染，最后流入河中或者滲入地下，其危害不可估量?？茖W工作者或者未來的科學工作者成了環境的污染者，令人十分遺憾。環境保護是事關可持續發展經濟的大戰略。在環保面前人人平等，必須本著“誰污染環境，誰負責處理”的原則貫徹執行。實驗室的成本核算和對外收費都應包括實驗室的環保費用在內。
實驗室的污染源種類復雜，品種多，毒害大，應根據具體情況，分別制訂處理方案。
1實驗室環境污染種類及危害[1]
1.1按污染性質分
1.1.1化學污染
化學污染包括有機物污染和無機物污染。有機物污染主要是有機試劑污染和有機樣品污染。在大多數情況下，實驗室中的有機試劑并不直接參與發生反應，僅僅起溶劑作用，因此消耗的有機試劑以各種形式排放到周邊的環境中，排放總量大致就相當于試劑的消耗量。日復一日，年復一年，排放量十分可觀。有機樣品污染包括一些劇毒的有機樣品，如農藥、苯并(α)芘、黃曲霉毒素、亞硝胺等。無機物污染有強酸、強堿的污染，重金屬污染，氰化物污染等。其中汞、砷、鉛、鎘、鉻等重金屬的毒性不僅強，且有在人體中有蓄積性。
1.1.2生物性污染
生物污染包括生物廢棄物污染和生物細菌毒素污染。生物廢棄物有檢驗實驗室的標本，如血液、尿、糞便、痰液和嘔吐物等；檢驗用品，如實驗器材、細菌培養基和細菌陽性標本等。開展生物性實驗的實驗室會產生大量高濃度含有害微生物的培養液、培養基，如未經適當的滅菌處理而直接外排，會造成嚴重后果。生物實驗室的通風設備設計不完善或實驗過程個人安全保護漏洞，會使生物細菌毒素擴散傳播，帶來污染，甚至帶來嚴重不良后果。2003年非典流行肆虐后，許多生物實驗室加強對SAS病毒的研究，之后報道的非典感染者，多是科研工作者在實驗室研究時被感染的。
1.1.3放射性污染物
放射性物質廢棄物有放射性標記物、放射性標準溶液等。
1.3按污染物形態分
1.3.1廢水
實驗室產生的廢水包括多余的樣品、標準曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量洗滌水等。幾乎所有的常規分析項目都不同程度存在著廢水污染問題。這些廢水中成分包羅萬象，包括最常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對少見的氰化物、細菌毒素、各種農藥殘留、藥物殘留等。
1.3.2廢氣
實驗室產生的廢氣包括試劑和樣品的揮發物、分析過程中間產物、泄漏和排空的標準氣和載氣等。通常實驗室中直接產生有毒、有害氣體的實驗都要求在通風櫥內進行，這固然是保證室內空氣質量、保護分析人員健康安全的有效辦法，但也直接污染了環境空氣。實驗室廢氣包括酸霧、甲醛、苯系物、各種有機溶劑等常見污染物和汞蒸汽、光氣等較少遇到的污染物。
1.3.3固體廢物
實驗室產生的固體廢物包括多余樣品、分析產物、消耗或破損的實驗用品（如玻璃器皿、紗布）、殘留或失效的化學試劑等。這些固體廢物成分復雜，涵蓋各類化學、生物污染物，尤其是不少過期失效的化學試劑，處理稍有不慎，很容易導致嚴重的污染事故。
2對實驗室污染物的處理辦法
為防止實驗室的污染擴散，污染物的一般處理原則為：分類收集、存放，分別集中處理。盡可能采用廢物回收以及固化、焚燒處理，在實際工作中選擇合適的方法進行檢測，盡可能減少廢物量、減少污染。廢棄物排放應符合國家有關環境排放標準。
2.1化學類廢物
一般的有毒氣體可通過通風櫥或通風管道，經空氣稀釋排出。大量的有毒氣體必須通過與氧充分燃燒或吸收處理后才能排放。
廢液應根據其化學特性選擇合適的容器和存放地點，通過密閉容器存放，不可混合貯存，容器標簽必須標明廢物種類、貯存時間，定期處理。一般廢液可通過酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放，有機溶劑廢液應根據性質進行回收。
2.1.1含汞廢液的處理
排放標準3：廢液中汞的最高容許排放濃度為0.05mg/L(以Hg計)。
處理方法：①硫化物共沉淀法：先將含汞鹽的廢液的pH值調至8-10，然后加入過量的Na2S，使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀劑)，與過量的S2-生成FeS沉淀，將懸浮在水中難以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀．然后靜置、分離，再經離心、過濾，濾液的含汞量可降至0.05mg/L以下。[2]
②還原法：用銅屑、鐵屑、鋅粒、硼氫化鈉等作還原劑，可以直接回收金屬汞。
2.1.2含鎘廢液的處理
①氫氧化物沉淀法：在含鎘的廢液中投加石灰，調節pH值至10.5以上，充分攪拌后放置，使鎘離子變為難溶的Cd(OH)2沉淀．分離沉淀，用雙硫腙分光光度法檢測濾液中的Cd離子后(降至0.1mg/L以下)，將濾液中和至pH值約為7，然后排放。
②離子交換法：利用Cd2+離子比水中其它離子與陽離子交換樹脂有更強的結合力，優先交換．
2.1.3含鉛廢液的處理
在廢液中加入消石灰，調節至pH值大于11，使廢液中的鉛生成Pb(OH)2沉淀．然后加入Al2(S04)3(凝聚劑)，將pH值降至7-8，則Pb(OH)2與Al(OH)3共沉淀，分離沉淀，達標后，排放廢液。
2.1.4含砷廢液的處理
在含砷廢液中加入FeCl3，使Fe／As達到50，然后用消石灰將廢液的pH值控制在8-10。利用新生氫氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用，除去廢液中的砷。放置一夜，分離沉淀，達標后，排放廢液。
2.1.5含酚廢液的處理
二、增強實驗的探究性培養學生的探究方法
初中化學教材中雖然安排了一些探究性實驗，但鑒于是起始學科，驗證性實驗所占比例較大，在這些實驗中，學生一般都是被動地進行實驗，按部就班操作、觀察、回答問題、填寫實驗報告，很少有機會能夠進行自主探究和思考．雖然在驗證性實驗中，操作技能得到了進一步規范，知識掌握得到進一步強化，但思維被束縛，探究欲望被弱化，探究能力得不到提高，也不能掌握一些基本的科學探究方法．探究性實驗對初中生來說有著很強的吸引力，安排探究性的實驗既能有效地激起學生的學習動機，讓他們變被動為主動，還能鍛煉他們的動手能力，豐富他們的思維，使他們更積極的參與到課堂學習中來，更有利于探究精神的培養和探究能力的提高．比如，在《常見的酸和堿》的教學中，教師可以有意識創設將白醋和石灰水不小心沾到牽?；ɑ蜃细仕{葉的情境，有意讓學生發現其變色的現象，通過這樣的設計，讓學生感受其“發現”，牢牢抓住學生的注意力，激發其強烈的學習動機．然后引導學生設計簡單的探究性實驗，首先將白醋與石灰水分別滴在提前用紫色石蕊和無色酚酞浸泡并干燥后的兩朵小花上，觀察會出現什么樣的實驗現象，比較兩種物質與兩種指示劑作用現象的不同，得到初步結論，然后再完善探究性實驗，分別取不同的酸與兩種指示劑反應，不同的堿與兩種指示劑反應，比較不同的酸或堿與同種指示劑作用的異同，比較同種酸或堿與不同指示劑作用現象的異同，最后歸納出酸、堿與常見指示劑作用的一般規律．通過對教材驗證性實驗的改進，讓學生在這樣的探究過程中，學會比較分析、歸納總結的一般性探究方法．
三、增加探究性課外實驗密切化學與生活聯系
學生自己動手實踐能力不強，是當前初中物理實驗課教學存在的主要問題之一。為了達到預定的教學目標和結果，很多學生都會進一步弱化自己動手實踐的能力，導致了實踐操作能力不強。比如在很多物理實驗中，很多學生往往弱化了自己的實際操作能力，很多學生都不會自己動手去進行實驗操作，一般都表現出畏首畏足的現象，實踐能力也不夠強，都是你推我我推你的讓別人去進行實驗操作。一般情況下，初中物理實驗課都是由二名學生組成協作小組而進行的。這樣，由于受到好奇心理的驅使，一些學生雖然都表現為搶著去完成實驗，但是對于實驗的每一過程和步驟，都出現了很多不良的狀況，諸如用錯儀器、稱量不夠規范、打碎實驗器材等等，進而導致了初中物理實驗課程的效果不夠理想。這樣一來，時間長了，很多學生就會不約而同地弱化自己動手操作的能力，進而產生推舉他人來完成整個教學實驗，直到達到教學老師以及教學任務的要求為止。
1．2存在消極應付實驗教學現象
消極應付，是當前初中物理實驗課教學中最為普遍的現象之一。諸如有的學生害怕參與物理實驗課，甚至有的持消極應付態度等等。這樣，就在一定程度上影響了初中物理實驗課的教學效果。我們清楚，初中學生的知識并不是很完備，因而老師在指導學生完成實驗教學過程中起到很大的作用。但是，從當前開展初中物理實驗課教學活動的情況來看，一般都是老師在講實驗和做實驗，而學生卻在觀看實驗，根本不去主動參與和直接操作實驗。如此一來，很多學生就會認為老師遲早會詳細講解實驗每個操作步驟的，自己不用積極主動參與實驗與操作。
1．3運用所學知識解決問題不夠
運用所學知識解決問題不夠，是當前初中物理實驗課教學存在的重要問題。一般而言，當遇到一些實際問題的時候，很多學生不能靈活運用已經學過的知識來解決問題，甚至還不知道從何處入手。我們知道，在初中階段，物理實驗課都是經過專家反復實驗操作以后的比較成熟的實驗。例如在“光的折射”實驗中，如果引導學生充分運用自己生活中的實際，就能夠取到很好的效果。但是，很多學生往往不主動聯系已經學過的知識。因此，在開展實驗操作具體環節過程中，許多問題都曾經有過例子的。所以初中學生在進程實驗具體操作過程中，同樣會出現這樣那樣的問題。但是，很多學生往往會在出現問題以后被動的詢問老師該怎么辦，甚至有的學生還比較慌張得不知如何從下手。實際上，只要我們認真加以思考，并聯系已經學過的有關知識，就不難解決所出現的問題，而且這樣對于學生對這一實驗的印象會更為深刻。但如果是教學老師幫忙的話，可能學生很快就不記得該實驗了，就根本談不上培養他們解決處理問題的能力了。
1．4教學老師缺乏全面正確認識
教學老師缺乏全面正確認識，是初中物理實驗課教學存在的問題之一。由于教學老師缺乏全面系統和正確的認識，必然對對初中物理實驗教學活動起到一定程度的阻礙作用。但是，我們都知道，初中物理實驗課能夠培養學生科學素養與技能。這樣，必然就會極大地影響了初中物理實驗課的重要作用。而且很多老師考慮得更多的則是怎樣提高學生的學習成績，而根本不是實驗課教學的能力培養和素質提高。
2 優化初中物理實驗課教學的策略探究
2．1明確教學目標，轉變教學方式
教學目標作為教學活動的出發點和落角點，也是作為評價實驗教學活動的重要依據之一。對此，老師必須進一步明確教學目標，在科學合理確定教學目標的同時，又要處理好實驗教材的知識結構同學生認識水平之間的關系，更要從知識、技能、思考、解決、情感、協作等方面進行統籌安排和考慮。此外，在初中物理實驗課教學中，老師還應當致力于教學方式的轉變，積極倡導學生親自動手實踐、自主探究學習以及團結協作等方式，逐步建立發揮學生主體性的教學方式，促使學生在指導下積極主動地參與實驗教學活動。比如在教學焦耳定律的內容時，我們可以運用實驗演示器材，并在實驗教學課堂設計時，做一些改進，即先給學生一些時間，觀察后分組討論和發言，并對正確的給以表揚和鼓勵。然后出示兩個實驗目的，讓學生自己設計兩個不同的電路。最后讓學生按正確的電路圖進行演示。這樣，就能很好地轉變教學方式，而且學生的實踐操作能力也得到提高。
2．2培養學生興趣，激發學生參與
興趣是學生學習的最大動力。因此，在初中物理實驗課教學過程中，我們必須積極培養學生興趣，著力激發學生主動參與。無論學生個性差異怎樣，形象生動的教學實驗都會引起他們的濃厚興趣。比如在教學連通器有關內容時，我們可以采取每一學生的課桌上都放一個由膠管連起的玻璃管，然后引導學生觀察其特點，進一步指導其得出連通器的定義與特征，再讓學生聯想實際生中的例子，進而說明研究連通器的目的和意義。這樣，不但極大地激發了學生的學習興趣，而且又使得他們感到實際生活中需要連通器，進而積極主動地探索和求知。
2．3增強學生自信，科學引導學生
增強學生自信，科學引導學生，是優化初中物理實驗課教學的有效策略。對此，我們要積極采取有效措施，著力增強學生的自信能力，科學合理引導學生。對此，我們可以采取以下方式進行：一是給學生充分的時間和空間，讓他們自己探索和思考；二是積極為學生創造條件，讓他們自己去鍛煉與實踐；三是認真給學生設計一些實際問題，讓他們自己去探尋和發現。比如在教學光的直線傳播內容時，我們可以鼓勵學生自行查閱有關激光以及紅外線的書籍，進而增加學生的自信。這樣，我們就可以從不斷增強學生的自信入手，真正讓學生體會到積極主動參與初中物理實驗教學的樂趣。
2．4完善實驗設備，有序開展教學
二、貼近生產生活，進行實踐探究
在具體的化學教學過程中，可以利用生活中的化學現象、物質引入所學的知識點，從而提高學生的學習興趣?！坝袡C物是大家在日常生活中接觸得很多的一類物質，人類吃的和穿的基本上全是有機物”。學生立即就會聯想到生活中所接觸到的東西：米飯、肉、油、蔬菜，水果，服裝……這些東西都是有機物？主要成分是什么？對身體有什么作用？例如：把成熟的蘋果梨和生的香蕉放在一起，香蕉會熟得快些，加深了學生對乙烯性質、用途的理解；介紹松花皮蛋中的”松花”是堿與蛋白質分解出的氨基酸反應來的，讓學生有了對蛋白質和氨基酸的了解；堿性物質可降低農藥的藥性、如何鑒別真假皮革、食品中的添加劑常識、高溫加熱煮沸和酒精消毒作用……引導學生關注生活中的化學，使學生感到學化學生動有趣，他們也愿意用所學化學知識解釋、解決生活中的實際問題。事實上，學生利用學校實驗室進行實驗探究是有限的，但化學就在我們身邊，它與我們的生活息息相關，許多探究實驗都可以在家里完成，正確引導學生做好家庭實驗，可以大大減輕學校的負擔。教師應指導學生利用生活中的常見用品和廢棄物制成簡易的實驗器材，或替代實驗用的化學藥品。這樣既有助于把“活動與探究”延伸到校外，又能培養學生的實踐能力、節約和環保意識。案例1：生活中哪些是過濾操作？哪些是蒸餾操作？哪些是蒸發操作？案例2：讓學生思考，喝水丟棄的塑料飲料瓶有什么作用？（可以用塑料飲料瓶的上半截可作漏斗，下半截作燒杯，用塑料飲料瓶也可制作儲氣瓶、洗氣瓶。）案例3：可以用注射器、輸液管制成充氣、抽氣裝置。引導學生用家中現有的用品，運用所掌握的知識進行實踐探究：用醋酸除去水垢、鐵銹的反應；食醋與雞蛋殼的反應；土豆中的淀粉與碘酒的顯色反應；水果電池；SO2和氯氣的漂白性（用鮮花）；分子的立體構型；晶胞的分析可以用不同大小的球形組裝。家庭小實驗不僅增長知識，培養能力，而且提高學生學習化學的興趣，讓學生從身邊熟悉的物質和現象入手，讓學生發現問題并展開探究，使學生自主地獲得有關知識和經驗。新課程充分體現了STS（科學、技術、社會）的教育思想，從真實問題入手展開學習活動，有利于激發學生的學習動機。
三、培養學生主動觀察的興趣，創設問題情境，培養學生的探究能力
宋代教育家朱熹曾說：“教人未見意趣，必不樂學?！边@句話充分說明興趣對學習有重要意義，學生的學習興趣是提高教學質量的關鍵。學生親自動手不僅能培養自己的動手能力，而且能加深學生對知識的認識和理解。在享受實驗樂趣的同時，更要注意實驗的過程。例如：任何一個化學實驗都包括實驗裝置、試劑、操作和現象等幾個部分，在實驗裝置中，則包含儀器、儀器的連接方法、各部分的作用、使用注意事項等；在操作中則包括裝配拆卸順序、操作步驟、實驗條件和注意事項；在試劑中，主要表現在顏色、狀態、氣味、規格、取量等方面；在實驗現象中，則包含顏色、狀態、氣體、沉淀、分層、聲音、光、熱、溶解等。通過一段時間的學習和觀察，學生會逐步掌握有目的地選擇重點觀察的方法。特別是一些異?，F象，最后對觀察的各種現象進行分析、總結，得出科學結論，甚至還會有新的收獲，這樣比課后去記效率高的多，既節省了時間，又減輕了學生的學習壓力。教師應在日常教學中養成經常設疑的習慣，應在教學過程中的最佳處設疑。因為適當的目標設置能喚起對象的多種需要。例如：在學到氫氧化鈉的性質時，向學生介紹CO2能與NaOH溶液反應，但生成的碳酸鈉是易溶于水的物質（無渾濁出現），反應前后沒有明顯的現象，難以使學生通過觀察現象確定發生了化學反應。如何把這一難點分化，我想到了用塑料飲料瓶進行這一實驗，在課前用向上排氣法收集滿一塑料瓶二氧化碳氣體（瓶洗凈、干燥、透明），蓋好瓶蓋備用。實驗時，打開瓶蓋，倒入少量濃氫氧化鈉溶液，迅速旋緊瓶蓋，振蕩?？梢钥吹剿芰巷嬃掀垦杆僮儼T并伴隨著“咯，咯”的響聲（說明二氧化碳參與了反應）。立即又提問能用什么方法讓塑料飲料瓶恢復原狀，并讓學生親自上來實驗，一會兒塑料飲料瓶又鼓了起來，學生覺得很有趣。課堂教學不應局限于書本知識，要結合每節課的具體特點集多種情境于一體，創造“發現情境”的機會，營造可供學生積極探索的創造氛圍，讓學生評價、思考、解答。
