实验室应用

获奖教具

时间:2010/12/23 13:27:12  作者:实验室  来源:本站原创  查看:1465  评论:0
内容摘要: 教具名称 获奖情况 ...

自制教具名称

制作时间

制作人

获奖情况

按触法制硫酸的简单流程示意图模型

1990

王建平

 

溶液导电特性演示仪

1991

王建平

92'常熟市自制教具评比二等奖

CO还原CuO(Fe2O3)连套装置

1991

王建平

92'常熟市自制教具评比二等奖

气体发生器

1993

王建平

 

称量CO2的简单天平

1995

王建平

 

测定空气中O2含量装置

1995

王建平

 

多功能演示仪

1997

王建平

 

微型溶液导电性实验演示仪

1998

王建平

98年常熟市化学调演一等奖

多功能简易“气体制备”和“性质实验”装置

1998

王建平

02'常熟市自制教具评比二等奖

氧气性质实验综合装置

1998

王建平

 

称量二氧化碳气体的“声”、“光”天平

1998

王建平

02'苏州市自制教具评比一等奖

声光粉尘爆炸实验器

2005

王建平

05'苏州市自制教具评比鼓励奖

一组用青霉素瓶进行实验的环保装置

2005

王建平

05'苏州市自制教具评比三等奖

化学绿色实验装置

2011

王建平

11'苏州市自制教具评比三等奖

氢氧化钠溶液与二氧化碳反应反实验器

2011

王建平

11'苏州市自制教具评比三等奖

铁粉生锈声光演示仪 

2012

王建平

12'苏州市自制教具评比二等奖

多功能化学反应能量变化演示仪

2013

王建平

13'苏州市自制教具评比二等奖

氧气制取和性质实验演示装置

2015

王建平

15'苏州市自制教具评比一等奖

笔式物质导电实验仪

2016

王建平

16'苏州市自制教具评比一等奖

28届江苏省创新大赛一等奖

32届全国创新大赛二等奖

化学一仪多用实验器

2017

王建平

17'苏州市自制教具评比一等奖

29届江苏省创新大赛等奖

 二氧化碳制取、收集、检验和性质实验的一体化装置

 2018

 王建平

18'苏州市自制教具评比一等奖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


称量二氧化碳气体的“声”、“光”天平
王建平
 江苏省常熟市大义中学     215557
1. 仪器装置图(见图1)
 
2.仪器特点及用途
(1)特点:取材方便、加工容易、造价低廉;操作简单、易于观察;现象明显、效果形象、生动。
(2)用途:用于演示向简易天平的塑料杯中倾倒二氧化碳气体:A二氧化碳是无色的气体。B二氧化碳的密度比空气大。C二氧化碳可以像倾倒液体一样从一个容器倾倒到另一个容器里。
3.制作材料
(1)透明塑料杯(一次性茶杯)二只;
(2)500ml透明塑料瓶(芬达饮料瓶)二只;
(3)轻质塑料横杆一根(中空),塑料吸管若干根;
(4)长铜丝一根,细导线若干根;
(5)钮扣电池二粒、发光二极管一只、音乐集成块一只;
(6)圆形铜片二块,铜支杆二根,铜挂钩一只;
(7)电键一只,大头针二只;
(8)透明有机玻璃框一套。
4.制作方法
(1)取500ml透明塑料瓶二只,截去下半部分,剩10cm长上半部分,然后在瓶塞上分别打一孔,穿过铜支杆,在铜支杆的一端分别焊上一块圆铜片。(见图2)
 
(2)取透明塑料杯两只,在其底部穿一小孔,分别钉入二只大头针。(见图3)
 
(3)用铜导线穿过轻质塑料横杆,在横杆中间开一小孔,提出铜导线,做成圆圈,挂在铜挂钩上,然后,铜导线的两端分别穿上塑料吸管,再与(2)中的大头针连接。(见图4)
 
(4)把钮扣电池、发光二极管和音乐集成块连接起来,然后与电键、铜挂钩相连接,做成一个闭合电路。
(5)把整套装置放于透明有机玻璃框内。
5.使用方法
(1)用250ml集气瓶收集满一瓶二氧化碳气体,用毛玻璃片盖好;
(2)合上电键,接通电源;
(3)把二氧化碳气体倾倒入塑料杯内,由于二氧化碳气体的密度比空气大,而且二氧化碳气体可以象液体一样倾倒,因此天平向倒入二氧化碳气体的一端倾斜,塑料杯底部的大头针与铜片接触,电路通、发光二极管发亮、音乐集成块奏响音乐。

发表在《中国教育技术装备》2003
年第5期
 
声光粉尘爆炸演示仪
王建平   江苏省常熟市大义中学   215557
一、背景简介
化学实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其它教学手段无法替代的。激发和保持学生的实验兴趣是学生发挥实验能动性的重要前提和动力。中学化学中有些内容可以采取创新趣味情景的方式,来激发学生强烈的学习兴趣和求知欲望。如粉尘爆炸实验,按照课本上的方法进行实验,只能听见爆炸声,而看不到爆炸时的火光。我自制了“声光粉尘爆炸仪”,采用此装置,则既能听其声,又能见其形。
二、材料和工具
透明塑料筒一只,眼药水瓶一只,弯玻璃导管一根,乳胶管一段,蜡烛一段,火柴一盒。
三、制作方法
先在透明塑料筒的一侧靠近底部的壁上打一个小孔,以能把弯玻璃导管插入为宜,再把眼药水瓶的上端剪掉,在其底部打一个孔,以能把弯玻璃导管的弯头部位插入为宜。最后在玻璃导管的另一端连接一段乳胶管。装置图如下:
四、操作过程
1、 把干燥的面粉装入眼药水瓶内,装满为止。
2、 在眼药水瓶旁边放一段点燃的蜡烛。
3、 盖上塑料盖子,在乳胶管的另一端吹气。
4、 可听见很响的爆炸声,同时可看到从塑料筒内冲出火光。
五、改进后的优点
若在纸质筒或铁皮筒内做此实验,学生只能听见声音,与在电影或电视里看到的爆炸场面不同,难以看到火光冲天,浓烟滚滚。对爆炸现象理解出现偏差。而采用“声光粉尘爆炸仪”做此实验,则既可听见爆炸声,又可看到火光,可以加深学生对爆炸现象的理解。同时增强了实验的趣味性。

发表在《中国教育技术装备》2005
年第4期


数字显示器在中学化学实验教学中的应用
王建平 江苏省常熟市大义中学(215557
中学化学教育的根本目的在于提高学生的化学素养。实验是化学教学的重要一环,通过实验可以验证学生的猜测是否正确;通过实验可以进行精确的测量;通过实验可以巩固理论知识……可以说,没有实验就没有化学教学。
化学实验又是与科学技术的进步密切相关的,科学技术的进步使我们能够看得更远、更细,测得更准、更快。数字显示器就是一种与现代科学密切相关的新兴技术,具有便捷、直观、实时、准确等特点,是中学化学实验改革和发展的有效手段。在中学化学教学中采用数字显示器,不仅能促使学生了解先进的科学技术,还能获得科学的学习态度,形成正确的学习方法。
在中学化学实验室里,一般都配备有数字测温计、数字pH计、电子台秤等数显仪器,这些数字显示器在中学化学实验教学中将发挥越来越重要的作用,也将使化学实验教学更加多姿多彩。
一、数字显示器在化学实验教学中的作用
1、使用数字显示器,能使实验更加现代化
以数字化制造为代表的第三次工业革命成为世界各国科技、教育界关注的焦点,抓住这次历史性的机遇,就可能在未来的竞争中抢占制高点,若失之交臂,则可能离建设世界一流强国的目标渐行渐远。中国已经错失了第一次和第二次工业革命的发展机会,绝不能再错过第三次工业革命。而要抓住第三次工业革命的机会,要从教育改革抓起,抓教育改革,要从课堂教学改革抓起,抓课堂教学改革,离不开现代教学技术手段,因为数字显示技术使得一些难于理解的科学概念和原理可以变得容易认知,而且在实验结果上,仪器会自动显示给学生清晰的实验结果而不需进行复杂的数据处理工作。
2、使用数字显示器,能使实验进行定量化
一些传统的实验往往只能让学生明白“有什么”,而不清楚“有多少”,学生也只能对化学现象有一个肤浅的认识 (定性研究 ),而不能在量上有一个清晰的认识 (定量研究)。数字显示技术的实验研究结果会给学生直观的数据显示,更加体现了科学的准确性。例如在做二氧化碳的密度比空气大的实验时,如果利用电子台秤来称量二氧化碳气体,则可立即获得定量数据。
3、使用数字显示器,能使课外探究丰富多彩
数字显示技术使得化学实验并不只在实验室中才能进行,学生可以利用数字显示器随时随地研究生活中遇到的化学问题,有利于学生将化学学科知识应用于生活,体验化学对于生活的重要价值,进而建立更为完善的化学价值观。如用数字pH计测量日常生活中不同物质溶液的pH等。
1、物质溶解过程中的能量变化
在物质溶解过程中,除了物质在水中的分散外,还伴随着能量变化,对于能量变化,除用手触摸获得感觉外,还可以借助温度计进行测量。但用温度计来做此演示实验,可视范围很小,教室后面大部分学生看不到温度计上的读数,如果用数字测温计代替温度计做此演示实验,则效果大不相同。在此基础上,我自制了一套“物质溶解过程中能量变化演示仪”,教师使用后反响很好。现将这套仪器及使用方法简介如下:
仪器图如(1):
     图(1
制作材料:便携式数字温度计3个、100ml烧杯3个、有机塑料架1套(自己粘贴而成)
使用方法:先在三只小烧杯中各注入约70ml蒸馏水,用数字测温计测量蒸馏水的温度,数字测温计的显示屏上立即显示出各种溶液的温度,图(2);

图(2
再分别将二药匙硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠加入上述3个烧杯中,用玻璃棒搅拌至固体完全溶解,用数字测温计测量溶液的温度,数字测温计的显示屏上立即显示出各种溶液的温度,图(3),

 图(3
这样,即使是最后排的学生也能看清显示屏上的数字。
   物质溶解时的温度变化
 
测量的温度℃
温度的变化(与蒸馏水相比)
结论
蒸馏
24.5
24.5
 
溶解硝酸铵
24.5
21.4
吸热
溶解氯化钠
24.4
24.2
变化不大
溶解氢氧化钠
24.5
28.0
放热
2、盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应
传统的实验做法是在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,滴加2-3滴酚酞试液,插入一支温度计,测量溶液的温度。用胶头滴管吸取盐酸逐滴加入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,边滴边用玻璃棒搅拌,当烧杯中溶液刚好变成无色时,停止加入盐酸。以此来说明:氢氧化钠溶液能与盐酸反应,反应时放出热量。当滴入的盐酸量较少时,溶液中氢氧化钠有剩余,溶液呈碱性;当滴入的盐酸与氢氧化钠完全反应时,溶液呈中性;当滴入的盐酸过量时,盐酸有剩余,溶液呈酸性。
而采用数字显示器做此实验,可以使学生对改变溶液酸碱性有更深的理解,并且可以完成从宏观到微观的建构过程。具体是实验时将数字pH计的探针放入氢氧化钠溶液中,随着盐酸的滴入,数字pH计的显示屏上会不断出现变化着的数字,从而也使学生从“酸碱性”到“酸碱度”的认识得到进一步加深。在做此实验时,教师常反映在向氢氧化钠溶液中滴加盐酸时溶液温度的变化不明显,用温度计不太容易测出来,那么,我们可以用电子数字测温计代替温度计,这样些微的温度变化就可以从电子数字测温计的显示屏上反映出来了。
3、用电子天平称量二氧化碳气体的质量
课本上用一米长的轻制杠杆在等臂位置悬挂相同纸袋。向纸袋中倒入二氧化碳气体的方法来得出二氧化碳比空气重的结论。由于天平的倾斜不明显,坐在教室后面的学生较难观察,且空气流动也能引起天平倾斜,故实验不易成功。现改为用迷你电子天平称量二氧化碳气体的质量,具体方法是:先称量空瓶(150ml集气瓶)及玻片的质量为95.66克(图4),然后小心地充空气,电子天平上的读数不变(对比实验),再小心地充二氧化碳气体,并检验直至充满,与玻片一起称出质量为95.75克(图5),

(图4

(图5
说明这瓶二氧化碳比空气重,因为体积相同,所以二氧化碳的密度比空气大,实验现象明显,实验效果显著。
三、数字显示器在应用中存在的问题、反思与展望
1、加强数字显示器的配套
开展实验探究,除了要让学生感兴趣之外,还要求数字显示器便于探究。因为有的数字显示器没有配套的装置,导致实验无法或难以进行。
2、仪器的稳定性和精确度问题
应用数字显示器进行中学化学实验探究,有很多的优点。但这些优点是建立在数字显示器的精确和稳定的基础上的。有的数字显示器存在着性能不稳定及由此导致的结果不精确等问题,这对开展有效的实验探究是非常不利的。在学生进行自主—探究阶段,大多数在小组选择课题时,竭力选择避开那些稳定性不高,精确度差的数字显示器,要求厂商提高仪器的稳定性和精确度的同时,还应开展技术支持与培训工作。
3数字显示器与课堂教学的融合
数字显示器开创了一种崭新的实验教学模式,学生对这样的仪器充满新鲜感,而实验过程的新颖、独特,也有极大的吸引力,很大程度激发了学生的好奇心和探究欲望。此外,数字显示器的实时、准确、定量等特点提高了学生科学探究的水平,也降低了实验和学习的难度,学生通过数字显示器可以解决更多关于化学学科的问题,逐渐认识到化学实验在化学学科中的重要功能,增进学生利用化学实验来解决问题的动力。在一线教学中如能找到更多的融合点会更能发挥数字显示器的作用。

发表在《实验教学与仪器》
2014年第6

缓慢氧化(铁生锈)创新实验
江苏省常熟市大义中学 王建平 215000
摘要:近年的初中化学课本中,没有对缓慢氧化现象给予应有的展示与讨论,这不仅使学生对缓慢氧化概念的认识模糊,而且从对立统一规律角度看,也不利于学生掌握燃烧(剧烈的氧化反应)概念。怎样使学生切实认识缓慢氧化,特别是能在课堂上演示这一实验呢?解决的方法是:借助铁粉缓慢氧化的实验,为学生展示其清晰的现象。
关键词 铁生锈 缓慢氧化   声光演示仪
一、缓慢氧化(铁生锈)声光演示仪介绍
(一)制作背景:近年来,初中化学课本中对氧气的化学性质的描述是:氧气的化学性质比较活泼,能与许多物质发生氧化反应,在某些条件下,氧气与物质的反应比较剧烈,并伴有发光、放热的现象;而在另外一些条件下,氧气与物质只发生很缓慢、甚至不容易被察觉的氧化反应。如动植物的新陈代谢、金属器皿的锈蚀、食物的腐烂、酒和醋的酿造、有机肥的腐熟等变化,都包含有缓慢氧化作用在内。但在现有课本中,只对氧气与物质的剧烈氧化反应安排了三个实验,分别是氧气与木炭反应、氧气与铁丝反应、氧气与蜡烛反应,而对氧气与物质的缓慢氧化却没有安排实验,这不仅使学生对缓慢氧化概念的认识模糊,而且从对立统一规律角度看,也不利于学生掌握燃烧(剧烈氧化反应)的概念。因此有必要增加缓慢氧化的实验。
(二)仪器简介
1、仪器结构:(1)有机玻璃板1块(2)细玻璃管1根(3)声光集成块1块(4)导线若干(5)广口瓶1只(6)小烧杯1只(7)铁粉适量(8)食盐水少量
仪器图如右:
本实验中,当铁粉生锈时消耗氧气将使广口瓶内气体体积减少,压强下降,外界大气压把小烧杯内的食盐水压入细玻璃管内,液体的流动使电路闭合,从而带动声光集成块发声、发光,这样可清晰连续地感知缓慢氧化的过程。使铁粉生锈现象清晰连续地“显示”出来。
因此本实验的创新亮点是:(1)首创装置,立意新颖,(2)安全可靠,易于推广,(3)声、光并现趣味性强。
3、使用方法:(1)按图示装配好电路(2)在小烧杯中注入适量食盐水(同时滴入1—2滴红墨水,便于观察液体的流动)(3)在广口瓶内加入少量食盐水(4)再在广口瓶内加入适量铁粉(5)连接好细玻璃管(6)观察现象
4、注意事项:(1玻璃管一定要细,这样可以缩短反应时间,(2)用铁粉比用铁丝或铁钉效果要好,因为用铁粉可以增大与广口瓶内氧气的积触面积,缩短反应时间。
5、仪器优点:实验用时短,取材方便,制作容易,操作简单,贴近教学
二、缓慢氧化(铁粉生锈)实验创新
沪教版九年级化学上册P5观察与思考]中有这样一个实验:取一块废旧的铁丝石棉网,将铁又不网剪成几小片,用稀盐酸除去铁锈,放入锥形瓶中,向锥形瓶中加入3ml_4ml浓食盐水润湿铁又不,塞紧带导管的单孔塞,导管的另一端伸入红色的水中,几分钟后,观察实验现象。安照课本上的装置进行实验时,化学教师都反映:这个实验很难做成功,有时偶尔即使成功,化费的时间也很长,所以化学教师都不愿意做此实验。
我通过研究,设计了这套缓慢氧化(铁粉生锈)实验装置,解决了此问题。
1、 实验用品与实验装置:
实验用品:无色有机玻璃板1块;内径很细的玻璃管1根;声光集成块1块;导线若干;60ML广口瓶1只;50ML小烧杯1只;还原性铁粉适量;食盐水少量;红墨水少量。
实验装置:
2、 实验步骤与实验现象:
实验步骤:装置图示装配好,燃后在小烧杯中注入适量食盐水(同时滴入1—2滴红墨水,再在广口瓶内加入少量食盐水,同时加入适量铁粉,振荡,迅速连接到细玻璃管上。
实验现象:2-3分钟时间,我们就可以清晰地看到小烧杯内的红色食盐水沿细玻璃管的内壁上升,当液体接触到细玻璃管内的导线时,电路接通,声光集成块上的LED灯发光、音乐奏响。
3、 实验结论:说明广口瓶内的还原性铁粉与瓶内的氧气发生了缓慢氧化。
通过实验,学生明确了“缓慢氧化”,也更好地掌握了燃烧概念,进而具体地认识了对立统一规律。
发表在《实验教学与仪器》2015年第1

自制氧气制取和性质演示实验装置
王建平 江苏省常熟市大义中学 (215550)
一、      氧气制取原理
利用过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下分解制得氧气。
氧气性质实验:木炭、铁丝、蜡烛等能在氧气中燃烧。
二、自制教具背景
讲解沪教版化学九年级上册第31页“认识氧气的性质”一节内容时,通常预先要制备34瓶氧气,以供在讲氧气的化学性质时做演示实验用。但是,往往在同轨班比较多的情况下,一下子要制备许许多多瓶氧气,比较麻烦,而且很多时候当把集气瓶拿到教室准备做实验时发现瓶内的氧气已经不多了,从而导致实验现象不明显,教学效果不好。那么,能否设计出一套边制取氧气,边试验氧气化学性质的教具呢?据此,通过不断摸索,不断试验,设计出了这套氧气制取和性质实验的创新教具。
三、装置图片
 

四、教具特点
氧气制取实验的特点:现在我们所能搜索到的氧气制取的改进装置都是把过氧化氢溶液放在注射器内,而把二氧化锰放在反应器中,这样做的话,假如从注射器内注下去的过氧化氢溶液太少,则收集装置中氧气收不满,假如从注射器内注下去的过氧化氢溶液太多,则浪费药品(过氧化氢溶液)。采用我设计的这套装置后就不会再出现这种情况,我把气体分析用活性颗粒二氧化锰放在注射器的下端,而把过氧化氢溶液放在反应器中,制取氧气时只要推注射器的活塞,使注射器的下端的二氧化锰与过氧化氢溶液接触反应,待收集装置中收集满氧气,关闭导气管上的活塞,继续反应生成的氧气增大了反应器内的压强,从而把注射器内的活塞向上推,使二氧化锰与过氧化氢溶液脱离接触,反应立即停止。如果再次需要制取氧气,则可以重复上述操作。这样既节省了约品,又可以使反应随时进行随时停止。
氧气性质实验的特点
在这套性质实验装置中,我采用了有机玻璃盒作为反应器(可以准备2—3套),在有机玻璃盒的底部开有一进气孔,而且在进气孔上装有一段管子,这样在做完木炭在氧气中燃烧实验后,可以倒入澄清石灰水,振荡观察实验现象;在做铁丝在氧气中燃烧实验前在机玻璃盒内放入少量水或细砂,方便操作。同时这套装置密闭性好,实验现象更明显。
五、教具使用说明
 
  (1)    氧气的制取实验
在注射器的下端容器内加入颗粒状的二氧化锰,在反应器中加入适量6%的过氧化氢溶液,塞紧橡皮塞,打开开关,在氧气性质实验装置的大容器内加入适量水,在小容器上盖上玻璃片(打开一条缝),然后往下推注射器活塞,使二氧化锰与过氧化氢溶液接触发生反应,产生氧气。通过导气管进入氧气性质实验装置内,氧气把大小容器内的空气排出,在小容器内收集满氧气,以供下面的性质实验用。
(2)    氧气的性质实验
用带火星的木条在小容器口试验,若木条复燃,则小容器内充满氧气。夹取一小块木炭在酒精灯火焰上灼烧到发红,由上向下缓慢插入充满氧气的小容器内。观察木炭在氧气里燃烧的现象。燃烧停止后,往小容器里加少量的澄清石灰水(液面低于底部的管口),振荡,观察现象。
另用一只小容器,在底部放适量水(或细砂),用上法制取氧气,再用带火星的木条在小容器口试验,若木条复燃,则小容器内充满氧气。取几根纱窗细铁丝,擦去表面的铁锈或油漆,拧成一束呈螺旋形绕在一根火柴上。点燃火柴,待临近烧完时由上向下缓慢插入充满氧气的小容器内。观察细铁丝在氧气里燃烧的现象。
六、教具的创新点:
(1)这套装置中,把二氧化锰放在注射器的下端,而把过氧化氢溶液放在反应器中,制取氧气时只要推注射器的活塞,使注射器的下端的二氧化锰与过氧化氢溶液接触反应,就可以收集氧气,而关闭导气管上的活塞,继续反应生成的氧气增大反应器内的压强,从而把注射器内的活塞向上推,使二氧化锰与过氧化氢溶液脱离接触,反应就会立即停止,这样既可以节省约品,又可以使用反应随时进行随时停止。
(2)这套氧气性质实验装置密闭性好,实验现象更明显。
七、教学中教具使用效果说明:
利用有机玻璃容器、注射器、导气管等装配气体发生装置和性质实验装置,制作简便;经济实用;装置简单;操作方便;能反复使用,连续演示或实验。
另外,假如这套装置在模具厂压模生产,则装置更好看,而且能全面推广开。
发表在《实验教学与仪器》2015年第12
 
 

 
 

 


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