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時(shí)間：2022-11-10 04:42:29
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化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)則是化學(xué)學(xué)科的靈魂，化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是學(xué)生獲取直觀信息、認(rèn)識(shí)化學(xué)世界的窗口，而且是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)規(guī)律、形成化學(xué)概念、理解和鞏固化學(xué)知識(shí)、提高各種能力的重要途徑，化學(xué)實(shí)驗(yàn)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上發(fā)揮著重要的作用。
1.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通過學(xué)生自己思考、設(shè)計(jì)，既可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦解決問題的能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。在組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生閱讀、查找一些實(shí)驗(yàn)小竅門、實(shí)驗(yàn)藥品及儀器的代用品、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)等有關(guān)資料，以開闊學(xué)生的視野，拓展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。同時(shí)，提出一些能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造興趣的問題，然后讓學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，盡量給學(xué)生一些動(dòng)手的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在手腦并用的活動(dòng)中迸發(fā)出創(chuàng)造的火花。
學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，大腦中必須運(yùn)用與這個(gè)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的全部舊知識(shí)，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(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)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(shí)發(fā)生了反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，根據(jù)學(xué)生提出的多個(gè)方案，讓大家進(jìn)行討論、比較，激起學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)更大的熱情。又如要求學(xué)生利用氫氣還原氧化銅生成水的反應(yīng)來設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定水分子的組成。學(xué)生利用已學(xué)過的氫氣實(shí)驗(yàn)室制法來設(shè)計(jì)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法，設(shè)計(jì)好后立即付諸實(shí)驗(yàn)，并一舉成功。
通過以上學(xué)生自己思考設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，不僅鞏固強(qiáng)化了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，還有效拓展了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
2.挖掘探究性實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新精神
探究性實(shí)驗(yàn)是先做實(shí)驗(yàn)，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(zhì)及變化的根源，把感性的認(rèn)識(shí)上升到理性。它是在“問題——實(shí)驗(yàn)——科學(xué)抽象——結(jié)論——應(yīng)用”這樣一個(gè)過程中體現(xiàn)的。能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)興趣，長(zhǎng)期訓(xùn)練，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的基本技能，更重要的是幫助學(xué)生建立創(chuàng)新思路、創(chuàng)新觀念，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
如有關(guān)硫酸根離子的檢驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)只是驗(yàn)證這種方法能檢驗(yàn)硫酸根離子，效果并不太好。在教學(xué)中，我先讓學(xué)生看書，初步總結(jié)硫酸根離子的檢驗(yàn)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(shí)，學(xué)生必然疑問頓生：為什么教材中方法不行？進(jìn)而講解硫酸根離子的檢驗(yàn)方法。最簡(jiǎn)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(jié)論的探索性實(shí)驗(yàn)，活躍了學(xué)生的思維，激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)積極探索的熱情，增強(qiáng)了自信，激活了創(chuàng)新能力，其創(chuàng)新精神得到了升化。
3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師必須以自己的創(chuàng)造性勞動(dòng)去影響學(xué)生，為學(xué)生起表率作用，讓學(xué)生對(duì)一些演示實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)裝置、操作也作合理的改革，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。
1直接拔出試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài)
加載初期，鋼筋應(yīng)變和加載端鋼筋滑移量均勻增長(zhǎng)，自由端無滑移。荷載繼續(xù)增加，裂縫在加載端出現(xiàn)且迅速向自由端擴(kuò)展，自由端鋼筋開始產(chǎn)生滑移，但其滑移增長(zhǎng)速度比加載端慢，鋼筋應(yīng)變快速增大。當(dāng)接近破壞荷載時(shí)，加載端和自由端鋼筋滑移增長(zhǎng)速度均較大;鋼筋應(yīng)變急速增大，甚至加載端鋼筋應(yīng)變超出測(cè)試范圍。試件最終發(fā)生兩種黏結(jié)破壞形式(圖5):1)試件C的黏結(jié)破壞形式為鋼筋拔出破壞(破壞時(shí)荷載開始緩慢減小，自由端和加載端滑移量急速增長(zhǎng));2)其余試件黏結(jié)破壞形式為混凝土劈裂破壞(破壞時(shí)混凝土出現(xiàn)裂縫且裂縫迅速發(fā)展，荷載急劇減小，混凝土喪失對(duì)鋼筋的環(huán)向約束作用)。
2梁式試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài)
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(xiàn)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(shí)，梁底面開始出現(xiàn)微小的橫向裂縫，逐漸從底面向上發(fā)展，梁底面出現(xiàn)少量的混凝土剝落。荷載增加至(0.4～0.5)Pu時(shí)，自由端鋼筋開始出現(xiàn)滑移，梁底中部出現(xiàn)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(dāng)荷載達(dá)到Pu時(shí)，底面縱向裂縫急劇增寬，周圍出現(xiàn)大量的分支裂縫，加載端在測(cè)試筋上表面，從試件剝落出一個(gè)扇面形混凝土凹坑。各試件的破壞形態(tài)基本類似，圖6給出了各試件的黏結(jié)破壞形態(tài)。
試驗(yàn)結(jié)果及分析
1直接拔出試件試驗(yàn)結(jié)果
1）平均黏結(jié)應(yīng)力-滑移曲線
圖7給出了直接拔出試件平均黏結(jié)應(yīng)力-滑移曲線。其中，平均黏結(jié)應(yīng)力σ可用式(1)求得。從圖7中可以看出:1)各試件平均黏結(jié)應(yīng)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(chǎn)生滑移;荷載繼續(xù)增加，自由端鋼筋開始滑移，但自由端鋼筋滑移增長(zhǎng)速度慢于加載端鋼筋滑移;達(dá)到破壞荷載時(shí)，加載端和自由端鋼筋滑移值均急劇增大。2)對(duì)比圖7a～7d可知，粉煤灰摻量越大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下產(chǎn)生的加載端和自由端鋼筋滑移量越小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力為5MPa時(shí)，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(jié)性能。3)對(duì)比圖7c、7e和7f可知，混凝土強(qiáng)度越高，自由端鋼筋開始滑移時(shí)的荷載越大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下加載端和自由端鋼筋滑移量越小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力分別為5MPa、1MPa、7MPa時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30、C40、C50直接拔出試件的自由端鋼筋開始滑移。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力為5MPa時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(duì)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(zhǎng)更快，破壞時(shí)加載端和自由端鋼筋滑移量更小。5)對(duì)比圖7c、7h可知，與配置HRB335級(jí)鋼筋的試件A2-16Ⅱ相比，配置HRB400級(jí)鋼筋的試件A2-16Ⅲ的自由端鋼筋開始滑移時(shí)的荷載更大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下加載端和自由端鋼筋滑移更小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力分別為5MPa、9MPa時(shí)，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ的自由端鋼筋開始滑移;當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力為5MPa時(shí)，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(jí)鋼的黏結(jié)性能優(yōu)于HRB335級(jí)鋼。
2）鋼筋應(yīng)變隨黏結(jié)長(zhǎng)度的分布
圖8給出了試件在不同鋼筋應(yīng)力下的鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布曲線。其中，鋼筋應(yīng)力σs可按式(2)計(jì)算。從圖8可以看出:1)各試件鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布曲線形狀相似。隨著荷載增大，黏結(jié)區(qū)各測(cè)點(diǎn)鋼筋應(yīng)變均相應(yīng)增大;加載端的鋼筋應(yīng)變?cè)龃笏俣容^快，而自由端鋼筋應(yīng)變變化不大。2)對(duì)比圖8a～8d可知，隨著粉煤灰摻量的增加，相同鋼筋應(yīng)力下加載端鋼筋應(yīng)變值減小。當(dāng)鋼筋應(yīng)力約為100MPa時(shí)，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%試件加載端鋼筋應(yīng)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(yīng)變沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布曲線更均勻平滑，近似線性關(guān)系。3)對(duì)比圖8c、8e和圖8f可知，隨著混凝土強(qiáng)度的增大，鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布曲線由直線向凸向曲線轉(zhuǎn)變，相同鋼筋應(yīng)力下加載端鋼筋應(yīng)變值增大。當(dāng)鋼筋應(yīng)力約為100MPa時(shí)，混凝土強(qiáng)度C30、C40、C50試件加載端鋼筋應(yīng)變值為1380×10－6(σs=101.2MPa)、1490×10－6(σs=105MPa)、1510×10－6(σs=105MPa)。4)對(duì)比圖8c、8g可知，與鋼筋直徑16mm的試件A2-16Ⅱ相比，相同鋼筋應(yīng)力下鋼筋直徑為25mm的試件A2-25加載端鋼筋應(yīng)變更小。當(dāng)鋼筋應(yīng)力約為45MPa時(shí)，試件A2-16Ⅱ、A2-25加載端鋼筋應(yīng)變分別為750×10－6(σs=44.4MPa)、736×10－6(σs=44.9MPa)。5)對(duì)比圖8c、8h可知，配置HRB335級(jí)鋼筋試件A2-16Ⅱ鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布曲線接近直線，而配置HRB400級(jí)鋼筋試件A2-16Ⅲ鋼筋應(yīng)變分布曲線呈現(xiàn)凸向。與試件A2-16Ⅱ相比，相同鋼筋應(yīng)力下試件A2-16Ⅲ加載端和自由端鋼筋應(yīng)變更小;試件A2-16Ⅲ的鋼筋應(yīng)變分布曲線在測(cè)點(diǎn)1～4黏結(jié)區(qū)間內(nèi)增長(zhǎng)較大，其余黏結(jié)長(zhǎng)度內(nèi)應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)較小，可見HRB400級(jí)鋼筋所需的黏結(jié)長(zhǎng)度小于HRB335級(jí)筋鋼。
3）黏結(jié)應(yīng)力隨黏結(jié)長(zhǎng)度的分布
根據(jù)圖8鋼筋應(yīng)變沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布情況，參考文獻(xiàn)［6］黏結(jié)應(yīng)力計(jì)算方法，可求出直接拔出試件不同平均黏結(jié)應(yīng)力下黏結(jié)應(yīng)力σ沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布曲線，結(jié)果見圖9。從圖9可以看出:各試件黏結(jié)應(yīng)力沿黏結(jié)長(zhǎng)度的分布曲線形狀相似，均呈單峰形。隨著荷載增大，黏結(jié)區(qū)各測(cè)點(diǎn)黏結(jié)應(yīng)力均有增長(zhǎng)，黏結(jié)區(qū)中部應(yīng)力增長(zhǎng)最快。2)對(duì)比圖9a～9d可知，隨著粉煤灰摻量的增加，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下黏結(jié)應(yīng)力峰值減小。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為5.0MPa時(shí)，粉煤灰摻量0%、10%、20%和30%試件黏結(jié)應(yīng)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(duì)比圖9c、9e和9f可知，隨著混凝土強(qiáng)度的增大，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下黏結(jié)應(yīng)力峰值增大。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為4.0MPa時(shí)，混凝土強(qiáng)度C30、C40、C50試件黏結(jié)應(yīng)力峰值分別為12MPa(σ=9MPa)、15.1MPa(σ=9MPa)、15.3MPa(σ=4.0MPa)。4)對(duì)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(jié)應(yīng)力下鋼筋直徑為25mm的拉拔試件A2-25的黏結(jié)應(yīng)力峰值更大。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為0MPa時(shí)，試件A2-16Ⅱ、A2-25黏結(jié)應(yīng)力峰值分別為10.2MPa(σ=0MPa)、12MPa(σ=1MPa)。5)對(duì)比圖9c、9h可知，與配置HRB335級(jí)鋼筋試件A2-16Ⅱ相比，相同平均黏結(jié)應(yīng)力下配置HRB400級(jí)鋼筋試件A2-16Ⅲ黏結(jié)應(yīng)力峰值更大。當(dāng)平均黏結(jié)應(yīng)力約為0MPa時(shí)，試件A2-16Ⅱ、A2-16Ⅲ黏結(jié)應(yīng)力峰值為10.2MPa(σ=0MPa)、15.2MPa(σ=1MPa)。
2梁式試件試驗(yàn)結(jié)果
1）鋼筋應(yīng)力-跨中撓度關(guān)系曲線
圖10給出了梁式試件測(cè)試鋼筋應(yīng)力σs-跨中撓度δ關(guān)系曲線。從圖10可以看出:3個(gè)梁式試件測(cè)試鋼筋應(yīng)力-跨中撓度關(guān)系曲線接近;加載初期由于試驗(yàn)裝置空隙的存在，在較小的荷載作用下可能產(chǎn)生較大的跨中撓度;待試驗(yàn)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(zhǎng);當(dāng)自由端鋼筋發(fā)生滑移后，鋼筋應(yīng)力增長(zhǎng)速度減慢，而跨中撓度快速增大;加載至破壞荷載后，鋼筋應(yīng)力減小而跨中撓度繼續(xù)增大。
2）平均黏結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系曲線
乙酸乙酯是一種重要的有機(jī)化合物，可作為溶劑和香料。乙酸乙酯的制備實(shí)驗(yàn)也是高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容之一，并且在實(shí)驗(yàn)教材中目前仍然采用硫酸催化酯化法來合成。操作步驟復(fù)雜，教學(xué)實(shí)驗(yàn)用時(shí)長(zhǎng)，此實(shí)驗(yàn)后的廢液酸性太強(qiáng)，易引起腐蝕，并且硫酸易引起炭化。所以，反應(yīng)瓶不易洗滌，基于以上缺點(diǎn)，文獻(xiàn)上也有許多有關(guān)乙酸乙酯合成實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的報(bào)道，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們從綠色環(huán)保，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟縮短教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，節(jié)約能源和實(shí)驗(yàn)試劑的角度出發(fā)，采取改裝實(shí)驗(yàn)儀器和加入無機(jī)化合物做催化劑來合成乙酸乙酯，取得了較好的效果。
一、實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)原理
乙酸酯化法是傳統(tǒng)的乙酸乙酯生產(chǎn)方法，在催化劑濃硫酸的存在下，由乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)而得。
主反應(yīng)：
反應(yīng)除去生成水，可得到高收率。該法生產(chǎn)乙酸乙酯屬于傳統(tǒng)的方法。
2.實(shí)驗(yàn)儀器和藥品
ZWA-J阿貝折光儀：上海光學(xué)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(xué)試劑廠購(gòu)得。
3.實(shí)驗(yàn)方法
(1)用硫酸作催化劑合成乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)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(cè)口放一支2000C溫度計(jì)，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(jì)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(cè)口連接回流冷凝管、接液管和錐形瓶。由滴液漏斗中滴入瓶?jī)?nèi)約3-4mL后將蒸餾瓶隔石棉網(wǎng)小火空氣浴加熱，使瓶中溫度控制在1100C-1250C，當(dāng)蒸餾瓶口有液體蒸出時(shí)再?gòu)牡我郝┒分新稳肫浠旌弦?，調(diào)節(jié)加料速度，使蒸出酯的速度大致相等，時(shí)間約需90min。反應(yīng)溫度維持在1100C-1250C之間。滴加完畢，繼續(xù)加熱數(shù)分鐘，直到反應(yīng)液的溫度升到1300C時(shí)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?xì)怏w產(chǎn)生，放置片刻。然后，轉(zhuǎn)入分液漏斗中，放出水層，再經(jīng)飽和食鹽水飽和氯化鈣溶液各洗一次。有機(jī)層經(jīng)無水硫酸鈉干燥后進(jìn)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(shí)驗(yàn)方法及裝置
對(duì)乙酸乙酯合成實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
參考并查閱文獻(xiàn)上的有關(guān)資料，我們認(rèn)為用硫酸氫鈉作催化劑比較適合學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)驗(yàn)。
反應(yīng)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(fā)現(xiàn)其最后產(chǎn)物的產(chǎn)率也可達(dá)80%以上，與H2SO4作催化劑一樣能產(chǎn)生較好的效果。
二、結(jié)果討論
1.儀器改進(jìn)
在圖1實(shí)驗(yàn)中制取乙酸乙酯用濃H2SO4作催化劑，發(fā)現(xiàn)存在如下缺點(diǎn)：(1)加料速度要慢，否則易使體系的溫度升高，使乙醇揮發(fā)，產(chǎn)率降低，使實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)。(2)由于濃硫酸同時(shí)具有酯化、氧化、脫水等作用，酯化的同時(shí)易導(dǎo)致乙醚、乙烯、二氧化硫、乙醛等副產(chǎn)物產(chǎn)生；另外若局部過熱，硫酸還可使有機(jī)溶劑局部碳化，不僅使產(chǎn)率降低，也給產(chǎn)品精制帶來許多麻煩。(3)因濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性，學(xué)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(jì)、儀器較麻煩。(5)加料時(shí)間約90min。優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)過程用溫度計(jì)控溫，邊滴加，邊反應(yīng)、邊蒸餾，平衡是動(dòng)態(tài)的，有利于反應(yīng)物有效接觸，反應(yīng)速率較快。但在實(shí)驗(yàn)中由于學(xué)生操作水平的原因，滴加較快時(shí)，反應(yīng)體系溫度降低，滴加的乙醇來不及參加反應(yīng)就被蒸了出來，造成乙醇轉(zhuǎn)化率降低，使產(chǎn)率偏低；滴加較慢時(shí)，反應(yīng)溫度升高，副反應(yīng)增加，無色的反應(yīng)液中由棕色變?yōu)楹谏?。溫度的控制與滴加速度控制較難統(tǒng)一，造成反應(yīng)的不穩(wěn)定，而使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低。
在圖2改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)是圓底燒瓶上直接連接冷凝管，裝置簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)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(jié)約時(shí)間2小時(shí)。整個(gè)裝置防止了硫酸的碳化，另外先回流后蒸餾有利于反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，回流裝置改為蒸餾裝置后，隨著粗產(chǎn)物乙酸乙酯的不斷蒸出，其反應(yīng)混合物中的乙醇和乙酸還要進(jìn)行酯化反應(yīng)，促使反應(yīng)繼續(xù)向平衡右移，使乙酸基本上完全轉(zhuǎn)化，防止了反應(yīng)物來不及反應(yīng)而被蒸出。此法存在的缺點(diǎn)是：(1)反應(yīng)瓶中無溫度計(jì)，在加熱過程中反應(yīng)物溫度的波動(dòng)不能直觀觀察。(2)由于是一次性加入反應(yīng)物，在加熱狀況下有較多的乙醇處于蒸汽狀態(tài)下乙醇的轉(zhuǎn)化率可能降低。
2.催化劑的改進(jìn)
由于目前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中，反應(yīng)的硫酸用量普遍偏多，達(dá)到乙醇用量的20-25%，在實(shí)驗(yàn)中大量出現(xiàn)乙醇被氧化、碳化的現(xiàn)象。文獻(xiàn)上也有許多有關(guān)乙酸乙酯合成實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的報(bào)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(zhǔn)備工作復(fù)雜、時(shí)間長(zhǎng)、也不適于教學(xué)實(shí)驗(yàn)。綜合與查閱文獻(xiàn)上的有關(guān)資料后，我們認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)室中學(xué)生乙酸乙酯合成實(shí)驗(yàn)的催化劑改用硫酸氫鈉能產(chǎn)生較好的催化效果。由于硫酸氫鈉是強(qiáng)電解質(zhì)，硫酸氫根可以電離出來氫離子而使體系顯酸性。在反應(yīng)體系中，硫酸氫鈉自身的結(jié)晶水能夠在催化劑表面電離出氫離子來催化反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)的進(jìn)行。硫酸氫鈉價(jià)廉易得、使用方便、后處理簡(jiǎn)單，易分離，減少了設(shè)備的腐蝕和環(huán)境污染。通過實(shí)驗(yàn)在乙酸乙酯的合成反應(yīng)中，發(fā)現(xiàn)其最后產(chǎn)物的產(chǎn)率也可達(dá)80%以上，與H2SO4作催化劑一樣能產(chǎn)生較好的效果。
以下是兩種催化劑合成乙酸乙酯實(shí)驗(yàn)對(duì)比，列于表1。從表中可看出改進(jìn)儀器和催化劑后乙酸乙酯合成時(shí)間縮短50min，產(chǎn)量雖然減小而產(chǎn)率的轉(zhuǎn)化并沒有減少。
3.產(chǎn)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(dāng)改進(jìn)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(jié)論
實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)后，使學(xué)生在乙酸乙酯合成實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)時(shí)間縮短，防止了硫酸碳化現(xiàn)象，減少了設(shè)備的腐蝕和環(huán)境的污染，提高了實(shí)驗(yàn)合成的效率。目前本實(shí)驗(yàn)已在我校環(huán)保、染整、高分子等專業(yè)的同學(xué)中進(jìn)行乙酸乙酯合成改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)，得到了較滿意的實(shí)驗(yàn)效果。
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如何使學(xué)生切身感受到科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的妙趣橫生、樂趣無窮。這是科學(xué)老師的職責(zé)所在。科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是建立在充分利用學(xué)生的好奇心、求知欲和與生俱來的實(shí)驗(yàn)探究天性的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。當(dāng)教師把學(xué)生感興趣的問題提出來時(shí)，他們會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心，并且會(huì)產(chǎn)生一種搞清楚是怎么回事的科學(xué)探究的本能，這就激起了學(xué)生的探究欲望。如《玩轉(zhuǎn)電磁鐵》這一課，對(duì)學(xué)生而言，磁鐵并不陌生，也知道磁鐵的一些性質(zhì)。我教學(xué)時(shí)，他們看到的只是電池、導(dǎo)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(shí)驗(yàn)探究的情趣。于是各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組開始行動(dòng)。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(jī)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(guān)？”學(xué)生們齊刷刷舉起了手，答得很對(duì)。我用同樣方法，演示了電磁鐵磁極的實(shí)驗(yàn)。由于學(xué)生做到了仔細(xì)觀察，很快就總結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)論。
一、充分利用和發(fā)掘教材資源，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)
1、在實(shí)驗(yàn)中探索新知識(shí)
創(chuàng)新意識(shí)是使學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新、創(chuàng)造行為的心理動(dòng)機(jī)。作為智力正常的學(xué)生，一般都具有創(chuàng)新和創(chuàng)造的潛能。教師應(yīng)具有保護(hù)學(xué)生創(chuàng)新心理和創(chuàng)新精神的意識(shí)。如在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，因材施教，拓寬實(shí)驗(yàn)思路，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)更具有趣味性、探索性和綜合性，以滿足學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、求新的心理特點(diǎn)，支持學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中萌發(fā)的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)他們?nèi)ヌ骄渴挛锏谋举|(zhì)。例如：在學(xué)習(xí)了O2氣體的實(shí)驗(yàn)室制取的方法之后，我們?cè)趯W(xué)習(xí)制取CO2的實(shí)驗(yàn)中，可以對(duì)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下的設(shè)問：（1）制取O2的裝置有什么特點(diǎn)？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(shí)？（3）如果實(shí)驗(yàn)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(jīng)過動(dòng)手、動(dòng)腦，不僅提高了學(xué)習(xí)興趣，鞏固了所學(xué)知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)了獨(dú)立思維能力。
2、變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
為了提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力，在演示實(shí)驗(yàn)中，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，使之變?yōu)樘骄啃?、設(shè)計(jì)型、科研型的實(shí)驗(yàn)。例如：在關(guān)于溶液的導(dǎo)電性演示實(shí)驗(yàn)中，教師可以給出所需的藥品和儀器，然后讓學(xué)生自擬一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證物質(zhì)的導(dǎo)電性。教學(xué)中我們可以這樣安排：（1）學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)方案。（2）學(xué)生詳細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作過程。（3）師生討論、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，獨(dú)立探索、研究，雖然時(shí)間可能長(zhǎng)一些，但在操作中提高了他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，通過解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的疑難問題，提高了學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的能力。
二、注重對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)新
探究的目的是使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)樘骄啃缘闹鲃?dòng)求知，這是學(xué)習(xí)過程的一種質(zhì)的突破與飛躍。探究式教學(xué)要體現(xiàn)以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給學(xué)生主動(dòng)探究、自主學(xué)習(xí)的空間，為學(xué)生提供動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，促使學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑、探索求解的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，并將化學(xué)學(xué)科的各部分知識(shí)、技能、技巧相互滲透、融會(huì)貫通。
以教材“燃燒的條件”為例，在教學(xué)中我們可以按以下步驟進(jìn)行：
1、提出問題
燃燒是日常生活中最為常見的一種現(xiàn)象。那么應(yīng)具備哪些條件才能燃燒呢？
2、提出假設(shè)
由于學(xué)生對(duì)燃燒這一現(xiàn)象非常熟悉，聯(lián)系到學(xué)生的實(shí)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(zhì)（可燃物）。
猜想2：要有氧氣。
猜想3：要達(dá)到一定的溫度。
在學(xué)生提出各種猜想后，教師再引導(dǎo)學(xué)生在猜想的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下合理的假設(shè)。
假設(shè)1：三個(gè)條件只需滿足其一就能燃燒。
假設(shè)2：三個(gè)條件要同時(shí)滿足才能燃燒。
假設(shè)3：滿足三個(gè)條件中的兩個(gè)就能燃燒。
3、制訂計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
讓學(xué)生制訂詳細(xì)的探究計(jì)劃，就上述的猜想與假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師在實(shí)驗(yàn)中給予一定的指導(dǎo)。
實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象。
現(xiàn)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(shí)驗(yàn)二：用導(dǎo)管對(duì)準(zhǔn)上述熱水中的白磷，通入少量的氧氣，觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象：熱水中的白磷燃燒起來。
4、解釋與結(jié)論
要求學(xué)生對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，從實(shí)驗(yàn)所得到的事實(shí)可以證明，燃燒的條件是：①氧氣（或空氣）。②溫度要達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)。③可燃物。這三個(gè)條件應(yīng)同時(shí)滿足，缺一不可。
三、注重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究性
通過實(shí)驗(yàn)探究不僅能讓學(xué)生獲得知識(shí)，學(xué)到技能，更重要的是讓學(xué)生學(xué)到科學(xué)方法和受到科學(xué)思維的訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)精神和良好品德，發(fā)展學(xué)習(xí)的興趣。這樣在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，盡量發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的探究本性，讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)的趣味，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；讓學(xué)生體驗(yàn)、理解科學(xué)探究的方法和過程，豐富學(xué)生探究活動(dòng)的親身經(jīng)歷，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
四、精心設(shè)計(jì)探究性習(xí)題，提高學(xué)生探究思維能力
選擇好的探究性習(xí)題，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生探究性思維能力可以說具有十分重要的作用，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方面的探究性學(xué)習(xí)會(huì)占據(jù)大量的時(shí)間，而且會(huì)受到一些客觀條件的限制，而習(xí)題只需要利用大腦的思維，避開實(shí)驗(yàn)條件，利用已有的知識(shí)，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(jié)論。
例如：某課外活動(dòng)小組在一次探究實(shí)驗(yàn)中，將一種金屬投入盛有水的容器中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)劇烈并有大量氣體生成。請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探討下列問題：
1試件設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)計(jì)了5個(gè)國(guó)產(chǎn)Q460高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊接箱形截面受壓柱，其實(shí)測(cè)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(zhǎng)度，Lt為試件兩端鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng)中心的間距，且Lt=L+500。試件所用的鋼板為國(guó)產(chǎn)Q460C低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，每種厚度(包括10mm、12mm和14mm三種)鋼板各準(zhǔn)備了3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)材性試件并通過靜力拉伸試驗(yàn)獲取了材料的基本力學(xué)性能，試驗(yàn)結(jié)果的平均值如表2所示，包括彈性模量E、屈服強(qiáng)度fy、抗拉強(qiáng)度fu、屈強(qiáng)比fy/fu、屈服平臺(tái)末端應(yīng)變?chǔ)舠t、抗拉強(qiáng)度對(duì)應(yīng)極限應(yīng)變?chǔ)舥及斷后伸長(zhǎng)率A。從表2可以看出，該批國(guó)產(chǎn)Q460高強(qiáng)度鋼材的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)，包括斷后伸長(zhǎng)率、屈服平臺(tái)長(zhǎng)度、屈強(qiáng)比等均滿足我國(guó)相關(guān)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)［14］和建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［15］中對(duì)鋼材力學(xué)性能指標(biāo)的要求。箱形截面試件采用單坡口全熔透對(duì)接焊縫，并通過了焊接工藝評(píng)定，對(duì)每種試件截面的焊接殘余應(yīng)力采用分割法進(jìn)行了測(cè)量，具體見文獻(xiàn)［16］。
2試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)采用500t液壓式長(zhǎng)柱壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行豎向加載，如圖2所示。試件兩端各布置一個(gè)圓柱鉸以實(shí)現(xiàn)柱端單向鉸接。柱腳轉(zhuǎn)動(dòng)中心至柱端面距離為250mm，因此，試件的鉸接長(zhǎng)度Lt為其幾何長(zhǎng)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(zhǎng)為400mm。在柱跨中設(shè)置了3個(gè)水平方向的位移計(jì)，用于測(cè)量鋼柱在失穩(wěn)平面內(nèi)(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(duì)稱布置了位移計(jì)(圖2中DT6、DT7以及DT8、DT9)，通過二者的讀數(shù)差及間距測(cè)量柱端轉(zhuǎn)角，如圖4所示。柱底端千斤頂?shù)募虞d點(diǎn)位移通過豎向位移計(jì)DT4、DT5進(jìn)行測(cè)量。每個(gè)試件的柱跨中(圖2中應(yīng)變測(cè)量截面1)和端部(圖2中應(yīng)變測(cè)量截面2、3)均布置了應(yīng)變片，如圖5所示。柱跨中截面的應(yīng)變片用于分析試件失穩(wěn)前后臨界截面(即柱中)的截面應(yīng)變分布，因而布置了較多的應(yīng)變片，見圖5a;端部的應(yīng)變片主要用于計(jì)算柱端荷載偏心距，僅在截面角部設(shè)置了4個(gè)應(yīng)變片，見圖5b。
3試件初始缺陷
除采用分割法測(cè)量截面殘余應(yīng)力(見文獻(xiàn)［16］)、采用柱端應(yīng)變片讀數(shù)計(jì)算柱端荷載偏心距外，試驗(yàn)還對(duì)每個(gè)試件的幾何初彎曲進(jìn)行了測(cè)量，如圖6所示，采用光學(xué)測(cè)量設(shè)備測(cè)量了沿柱長(zhǎng)度方向四分點(diǎn)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?qū)嶋H操作過程中無法直接測(cè)量截面中心軸線的幾何初彎曲值，量測(cè)時(shí)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(gè)試件沿截面兩個(gè)主軸方向的初彎曲值均進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)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(jù)柱端應(yīng)變片讀數(shù)和豎向荷載反算得到，根據(jù)柱端應(yīng)變片讀數(shù)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(duì)應(yīng)的軸向荷載即為柱端荷載偏心距，失穩(wěn)平面內(nèi)的柱端偏心距具體計(jì)算式為（略）。
試驗(yàn)結(jié)果及分析
1失穩(wěn)模態(tài)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(fā)生極值點(diǎn)失穩(wěn)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(fā)展，臨界截面(柱跨中截面)的邊緣纖維開始屈服，材料進(jìn)入塑性，但豎向荷載仍繼續(xù)增大;隨著截面的塑性發(fā)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(dá)到峰值點(diǎn)，試件發(fā)生整體失穩(wěn)，豎向荷載開始下降。圖7為所有試件的失穩(wěn)破壞照片，均呈現(xiàn)典型的彎曲失穩(wěn)模態(tài)，所不同的是，對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比大的試件，其失穩(wěn)時(shí)彈性變形越大，卸載后不可恢復(fù)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(cè)點(diǎn)DT1和DT2(圖3)分別為在失穩(wěn)平面內(nèi)布置在柱跨中位置的水平位移計(jì);圖中縱坐標(biāo)為軸向荷載P，橫坐標(biāo)為柱跨中水平位移Δ。從圖中可以看出，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)位移基本相同，表明沒有發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。試件B1-460的端部彎矩-轉(zhuǎn)角(M-θ)曲線如圖9所示，可以看出，試驗(yàn)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(zhuǎn)動(dòng)剛度r較大;試驗(yàn)結(jié)果表明，轉(zhuǎn)動(dòng)剛度r在2×104～10×104kN•m/rad范圍內(nèi);當(dāng)轉(zhuǎn)角超過某一值后，轉(zhuǎn)動(dòng)剛度迅速變?yōu)?;試驗(yàn)表明，臨界轉(zhuǎn)角為0.010°～0.014°。由于柱端鉸支座的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度較大，為此采用轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧支座以模擬受壓柱的邊界條件，如圖10所示。轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧的本構(gòu)關(guān)系如圖11所示，其中彈簧的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度r和臨界轉(zhuǎn)角θu均取為試驗(yàn)結(jié)果的平均值。
2穩(wěn)定承載力
表5為受壓柱的整體穩(wěn)定承載力Pu，t及整體穩(wěn)定系數(shù)φt的實(shí)測(cè)結(jié)果，其中，整體穩(wěn)定系數(shù)φt計(jì)算式為（略）。為了便于和設(shè)計(jì)規(guī)范［9］中柱子曲線進(jìn)行對(duì)比，依據(jù)圖10所示的兩端帶有轉(zhuǎn)動(dòng)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(guān)系式，對(duì)每個(gè)試件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μ、計(jì)算長(zhǎng)度L0及計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比λ0進(jìn)行了計(jì)算。試件B2-460由于試驗(yàn)加載裝置設(shè)置的問題(鉸支座轉(zhuǎn)動(dòng))發(fā)生了平面外的整體失穩(wěn)破壞，因而該試件按兩端剛接計(jì)算，即計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取為0.5。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算得到的試件穩(wěn)定系數(shù)φt與我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017—2003［9］采用的柱子曲線進(jìn)行對(duì)比，如圖12所示。由于所有試件的板件寬厚比均小于20，根據(jù)GB50017—2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》［9］的規(guī)定采用c類柱子曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(shù)值e明顯大于柱幾何長(zhǎng)度L的1‰(表3)，但試件B1-460～B4-460的整體穩(wěn)定系數(shù)φt仍高于c類柱子曲線，僅試件B5-460的試驗(yàn)值低于設(shè)計(jì)曲線，原因主要包括:1)幾何初始缺陷偏大(柱長(zhǎng)的96‰);2)柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的求解結(jié)果偏小，這是因?yàn)樵谟?jì)算兩端帶有轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧約束的軸壓桿彈性屈曲臨界力時(shí)，假定彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)剛度恒定不變，但試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)轉(zhuǎn)角超過臨界值后彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)剛度迅速減小為0，即計(jì)算假定高估了彈簧的約束作用(對(duì)長(zhǎng)細(xì)比較大的試件影響更顯著)，得到的計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比偏小，試驗(yàn)結(jié)果低于設(shè)計(jì)曲線。
有限元分析模型及驗(yàn)證
1有限元分析模型
采用ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行建模并對(duì)試件進(jìn)行模擬計(jì)算。鋼柱采用BEAM188單元，柱兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧采用非線性彈簧單元COMBIN39;在柱頂端施加豎向荷載進(jìn)行非線性求解。鋼柱的截面網(wǎng)格劃分如圖13所示:沿板件厚度方向只有一個(gè)網(wǎng)格，板件中部等分為20個(gè)網(wǎng)格，已有的研究表明該網(wǎng)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(gòu)模型采用vonMises屈服準(zhǔn)則下的多線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如圖14所示，具體的應(yīng)力、應(yīng)變參數(shù)(fy、fu、εy、εst、εu以及E)根據(jù)表2所列的材性試驗(yàn)結(jié)果取值，材料泊松比取0.3。柱端轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧的本構(gòu)關(guān)系如圖11所示。模型中考慮了截面殘余應(yīng)力和幾何初始缺陷。其中施加的殘余應(yīng)力由試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果確定，分布模型如圖15所示，焊縫附近最大殘余拉應(yīng)力σrt取為鋼材的名義屈服強(qiáng)度，板件中部的殘余壓應(yīng)力σrc與截面尺寸相關(guān)，殘余應(yīng)力及其分布范圍詳見文獻(xiàn)［16］。通過在截面網(wǎng)格的積分點(diǎn)上設(shè)置初始應(yīng)力施加殘余應(yīng)力。對(duì)于幾何初始缺陷，本文采用兩種方法進(jìn)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(tài)以及試驗(yàn)實(shí)測(cè)得到的幾何初始缺陷數(shù)值(e，見表3和表4)來更新有限元分析模型的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo);模型II(圖16b)是按照試驗(yàn)測(cè)量到的柱長(zhǎng)四分點(diǎn)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(shè)置短梁以考慮兩端的荷載偏心(e0b、e0t)，最后再對(duì)樣條曲線進(jìn)行網(wǎng)格劃分。上述所有幾何缺陷值均考慮了試件失穩(wěn)平面內(nèi)、外的缺陷值。有限元分析模型采用弧長(zhǎng)法進(jìn)行非線性求解以得到模型的整體穩(wěn)定承載力Pu，c。
2模型驗(yàn)證
圖17給出了有限元分析結(jié)果Pu，c與試驗(yàn)結(jié)果Pu，t的比較，從圖中可以看出，有限元分析值與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好:對(duì)于模型I，有限元分析結(jié)果比試驗(yàn)值平均小2%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.076;模型II的有限元分析結(jié)果比試驗(yàn)值平均小3%，標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確模擬試驗(yàn)研究的國(guó)產(chǎn)Q460高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊接箱形截面軸壓桿的整體穩(wěn)定承載力，建立的有限元分析模型可用于進(jìn)一步參數(shù)分析。
參數(shù)分析
1計(jì)算參數(shù)
—、“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式”的優(yōu)點(diǎn)
所謂“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式”，是指學(xué)生在教師的引發(fā)下，運(yùn)用已有的知識(shí)和技能，充當(dāng)新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色，通過自己設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)，去探索問題和解決問題的一種教學(xué)模式。其基本結(jié)構(gòu)為“問題——實(shí)驗(yàn)事實(shí)——結(jié)論——應(yīng)用”。這一教學(xué)模式具有下述三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1.有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用
時(shí)代呼喚主體精神?！皩?shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式最大的不同，就在于學(xué)生不再是一味聽教師講、看教師做，而是在足夠的時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由自己來確定時(shí)間的分配，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)的事實(shí)加以分析并做出結(jié)論。在這樣的學(xué)習(xí)氛圍中，學(xué)生就能真正感受到自己是學(xué)習(xí)的主人。是課堂教學(xué)活動(dòng)的主體，由此激發(fā)其主動(dòng)參與的熱情、變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。
2.有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)教學(xué)大綱》就明確指出：“初三化學(xué)的首要任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣”。而實(shí)施“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式乃是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的有效途徑。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身就能引發(fā)學(xué)生濃厚的認(rèn)知興趣和強(qiáng)烈的求知欲望。實(shí)驗(yàn)興趣是認(rèn)知興趣中重要的一種。只有當(dāng)學(xué)生通過親自探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和規(guī)律時(shí)所形成的興趣，才具有一定的穩(wěn)定性和持久性。實(shí)踐證明，實(shí)施“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式既可促使學(xué)生形成對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的持久興趣，同時(shí)又可激發(fā)學(xué)生的求知欲。
3．將利于充分挖掘?qū)W生的潛力，培養(yǎng)其創(chuàng)造思維能力
傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往是教師牽著學(xué)生鼻子走，致使學(xué)生一味死記硬背而無暇顧及“創(chuàng)造思維”?！皩?shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式卻能給學(xué)生提供主動(dòng)探求知識(shí)的寬松環(huán)境，讓他們?cè)诔晒Φ脑O(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作的愉悅情緒下，潛力得到充分發(fā)揮，思維更加活躍。在對(duì)未知領(lǐng)域的探索過程中，通過自己的實(shí)驗(yàn)操作和驗(yàn)證，積極地去思考去探索，從中就會(huì)迸發(fā)出更多的智慧和靈感。如果堅(jiān)持不斷地加以訓(xùn)練，就十分有益于學(xué)生創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)。
二、“酸、堿、鹽”一章“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式的設(shè)計(jì)
采用“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式進(jìn)行教學(xué)時(shí)，首先教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際，精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程。在每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的安排上，都應(yīng)充分考慮如何讓所有學(xué)生都能動(dòng)手動(dòng)腦，保證他們有足夠的思維空間。其次是對(duì)整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的安排要體現(xiàn)出層次性，要面對(duì)全體學(xué)生，充分挖掘每個(gè)學(xué)生的潛能，注重培養(yǎng)他們的創(chuàng)造思維能力。僅就“酸、堿、鹽”一章的教學(xué)而言，可打破現(xiàn)有教材的先后順序，針對(duì)初三學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知規(guī)律，分如下四個(gè)階段進(jìn)行教學(xué)，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(xué)習(xí)復(fù)分解反應(yīng)條件和無機(jī)物間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，其涉及的物質(zhì)種類多，且顏色狀態(tài)不一。因而在入門階段，為給后面的學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)，教學(xué)進(jìn)度宜求快?？梢越o學(xué)生準(zhǔn)備三酸、四堿、八鹽、三種金屬、兩種氧化物和指示劑，用兩個(gè)課時(shí)讓學(xué)生真實(shí)地“摸”到實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)識(shí)物質(zhì)的化學(xué)式(標(biāo)簽用化學(xué)式書寫)，感知固體物質(zhì)的顏色、溶解性及其對(duì)應(yīng)水溶液的顏色，從而掌握物質(zhì)分類的知識(shí)和技能。在這一階段，主要是使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)化學(xué)藥品的親近感，讓他們會(huì)認(rèn)并敢于接觸化學(xué)藥品，為下一步實(shí)施“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”做好心理準(zhǔn)備和基礎(chǔ)知識(shí)的鋪墊。
第二階段：直觀感知階段?！八帷A、鹽”一章，主要是通過學(xué)習(xí)兩種重要的酸推導(dǎo)出酸的通性；通過兩種重要的堿推導(dǎo)出堿的通性；又通過三種重要的鹽推導(dǎo)出鹽的通性。然后，再總結(jié)出無機(jī)物間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。因此，在這一階段，應(yīng)組織學(xué)生探討具體物質(zhì)的性質(zhì)，引導(dǎo)他們?nèi)ジ兄恳环N重要物質(zhì)的性質(zhì)。例如：學(xué)習(xí)稀H2SO4的性質(zhì)時(shí)，就可做如下設(shè)計(jì)：
模式結(jié)構(gòu)：
具體操作：通過上述一系列的實(shí)驗(yàn)探究，不僅可培養(yǎng)學(xué)生的探求精神和實(shí)驗(yàn)操作能力，而且還可幫助學(xué)生輕松地掌握重要的酸、堿、鹽的性質(zhì)。
第三階段：理論感知階段。經(jīng)過第二階段的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，學(xué)生就對(duì)單一的酸、堿、鹽的性質(zhì)獲得清晰的認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，就應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自己去歸納并總結(jié)酸、堿、鹽的通
性及其復(fù)分解反應(yīng)的條件。例如：當(dāng)探討酸的通性時(shí)，可設(shè)計(jì)為：
模式結(jié)構(gòu)：
具體操作：在以上訓(xùn)練過程中，學(xué)生不僅通過知識(shí)的內(nèi)化，很好地理解了酸、堿、鹽的性質(zhì)及其反應(yīng)規(guī)律，掌握了復(fù)分解反應(yīng)的條件，而且還學(xué)會(huì)了探索化學(xué)知識(shí)的一般方法，這就為今后的學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)。
第四階段：應(yīng)用和創(chuàng)造階段。通過前三個(gè)階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)酸、堿、鹽的認(rèn)識(shí)已較為深刻了。此時(shí)，就可引導(dǎo)學(xué)生將內(nèi)化的知識(shí)轉(zhuǎn)化為外化的實(shí)踐、即對(duì)物質(zhì)進(jìn)行鑒別和除雜。還可讓學(xué)生做一些具有創(chuàng)造性的工作，如探尋一些物質(zhì)的制備方法等。通過這一訓(xùn)練途徑，進(jìn)一步挖掘?qū)W生的潛能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。例如：當(dāng)鑒別H2SO4和NaOH時(shí)，就可讓學(xué)生設(shè)計(jì)多種方案，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。有個(gè)班的學(xué)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(xué)生中蘊(yùn)藏著巨大的智力潛能，需要教師不斷地去挖掘。
在學(xué)習(xí)了這一章的基礎(chǔ)知識(shí)之后，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下一個(gè)問題：
請(qǐng)利用給你的藥品(同上)，自行設(shè)計(jì)并進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)后寫出化學(xué)方程式，并請(qǐng)注明為哪一種級(jí)別反應(yīng)(其中，直接利用藥品反應(yīng)的為A級(jí)；利用一種制得的藥品反應(yīng)的為B級(jí)；利用兩種制得的藥品反應(yīng)的為C級(jí))。
在練習(xí)過程中，要求每人能夠做出并寫出A、B、C級(jí)的反應(yīng)各8個(gè)，如多做則多給分。對(duì)此訓(xùn)練學(xué)生異常興奮，決心大展宏圖。他們緊張地操作著，記錄著。結(jié)果，令人吃驚的是，他們兩兩合作，在不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，有些學(xué)生竟操作了三四十個(gè)實(shí)驗(yàn)，書寫了近六十個(gè)化學(xué)方程式，制備了大量原先沒見過或沒用過的物質(zhì)。實(shí)踐證明，“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式有利于發(fā)揮學(xué)生的潛能和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
三、實(shí)施“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式的效果
我們認(rèn)為，在“酸、堿、鹽”一章教學(xué)中實(shí)施“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式，是寓科學(xué)方法教育于化學(xué)教學(xué)之中的體現(xiàn)。它充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)了獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)造思維的能力，促進(jìn)了學(xué)生智力與非智力因素的同步發(fā)展。為檢測(cè)其效果，我們對(duì)實(shí)施這一教學(xué)模式的四個(gè)實(shí)驗(yàn)班的132名學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查。結(jié)果顯示：(1)在掌握知識(shí)方面，有87％的學(xué)生認(rèn)為，學(xué)習(xí)酸、堿、鹽的性質(zhì)時(shí)，由自己或師生交替操作實(shí)驗(yàn)，更有利于掌握實(shí)驗(yàn)技能。有98％的學(xué)生感受到通過“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式學(xué)習(xí)，更有助于對(duì)酸堿鹽性質(zhì)及其相互關(guān)系的理解；(2)在培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣方面，95％以上的學(xué)生都喜歡上“實(shí)驗(yàn)探究”化學(xué)課；(3)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)品質(zhì)方面效果明顯。過去，能夠鎮(zhèn)定沉著地操作實(shí)驗(yàn)的學(xué)生僅占18％，而在實(shí)施“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式之后，已有66％的學(xué)生能夠熟練地獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；(4)在發(fā)揮自身潛力和培養(yǎng)能力方面，有98％的學(xué)生認(rèn)為，通過參與“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”的鍛煉，實(shí)驗(yàn)操作能力有了顯著的提高，60％的學(xué)生能夠自己帶著問題，目的明確地去做實(shí)驗(yàn)。93％的學(xué)生對(duì)物質(zhì)進(jìn)行鑒別或除雜時(shí)，能夠積極開動(dòng)腦筋，設(shè)計(jì)出多種實(shí)驗(yàn)方案。更有60％的學(xué)生產(chǎn)生了對(duì)生活中的化學(xué)問題進(jìn)行檢驗(yàn)或鑒別的想法，其中有20％的學(xué)生曾主動(dòng)做過這類化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
調(diào)查表明，“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”模式受到學(xué)生的普遍喜愛和認(rèn)可。其實(shí)際效果還可從實(shí)驗(yàn)班與對(duì)比班第一次化學(xué)統(tǒng)練成績(jī)比較看出(表1)：
表Ⅰ第一次化學(xué)統(tǒng)練成績(jī)對(duì)比統(tǒng)計(jì)表
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)各類實(shí)驗(yàn)室的需求越來越多，各學(xué)科的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、各學(xué)校、各系統(tǒng)內(nèi)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室層出不窮。從實(shí)驗(yàn)室的分布來看，主要集中在學(xué)校（包括各高等院校和中學(xué)學(xué)校）、科研機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)中的檢驗(yàn)研究部門。企業(yè)實(shí)驗(yàn)室的污染問題可歸納為企業(yè)的環(huán)保問題，易于被各級(jí)部門重視，企業(yè)在處理自身的環(huán)保問題時(shí)，污染問題也得到相應(yīng)的處理。而各類實(shí)驗(yàn)室多為相對(duì)獨(dú)立的行政單位，區(qū)域分散，單個(gè)污染少，易于被忽視。
我國(guó)目前擁有各類高等院校1100所（1999年統(tǒng)計(jì)數(shù)字），普通高中1.5萬所，初中6.3所?？蒲性核①|(zhì)檢、衛(wèi)生防疫、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)林等各級(jí)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)近20000余個(gè)，已成為一個(gè)龐大的系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)際上是一類典型的小型污染源，建設(shè)的越多，污染的越大。這些實(shí)驗(yàn)室，尤其是在城區(qū)和居民區(qū)的實(shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境的危害特別大，因?yàn)楹芏鄬?shí)驗(yàn)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(xué)工作者或者未來的科學(xué)工作者成了環(huán)境的污染者，令人十分遺憾。環(huán)境保護(hù)是事關(guān)可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的大戰(zhàn)略。在環(huán)保面前人人平等，必須本著“誰污染環(huán)境，誰負(fù)責(zé)處理”的原則貫徹執(zhí)行。實(shí)驗(yàn)室的成本核算和對(duì)外收費(fèi)都應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)室的環(huán)保費(fèi)用在內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)室的污染源種類復(fù)雜，品種多，毒害大，應(yīng)根據(jù)具體情況，分別制訂處理方案。
1實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染種類及危害[1]
1.1按污染性質(zhì)分
1.1.1化學(xué)污染
化學(xué)污染包括有機(jī)物污染和無機(jī)物污染。有機(jī)物污染主要是有機(jī)試劑污染和有機(jī)樣品污染。在大多數(shù)情況下，實(shí)驗(yàn)室中的有機(jī)試劑并不直接參與發(fā)生反應(yīng)，僅僅起溶劑作用，因此消耗的有機(jī)試劑以各種形式排放到周邊的環(huán)境中，排放總量大致就相當(dāng)于試劑的消耗量。日復(fù)一日，年復(fù)一年，排放量十分可觀。有機(jī)樣品污染包括一些劇毒的有機(jī)樣品，如農(nóng)藥、苯并(α)芘、黃曲霉毒素、亞硝胺等。無機(jī)物污染有強(qiáng)酸、強(qiáng)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(qiáng)，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(xì)菌毒素污染。生物廢棄物有檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)本，如血液、尿、糞便、痰液和嘔吐物等；檢驗(yàn)用品，如實(shí)驗(yàn)器材、細(xì)菌培養(yǎng)基和細(xì)菌陽(yáng)性標(biāo)本等。開展生物性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室會(huì)產(chǎn)生大量高濃度含有害微生物的培養(yǎng)液、培養(yǎng)基，如未經(jīng)適當(dāng)?shù)臏缇幚矶苯油馀牛瑫?huì)造成嚴(yán)重后果。生物實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)設(shè)備設(shè)計(jì)不完善或?qū)嶒?yàn)過程個(gè)人安全保護(hù)漏洞，會(huì)使生物細(xì)菌毒素?cái)U(kuò)散傳播，帶來污染，甚至帶來嚴(yán)重不良后果。2003年非典流行肆虐后，許多生物實(shí)驗(yàn)室加強(qiáng)對(duì)SAS病毒的研究，之后報(bào)道的非典感染者，多是科研工作者在實(shí)驗(yàn)室研究時(shí)被感染的。
1.1.3放射性污染物
放射性物質(zhì)廢棄物有放射性標(biāo)記物、放射性標(biāo)準(zhǔn)溶液等。
1.3按污染物形態(tài)分
1.3.1廢水
實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢水包括多余的樣品、標(biāo)準(zhǔn)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(guī)分析項(xiàng)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(jī)物、重金屬離子和有害微生物等及相對(duì)少見的氰化物、細(xì)菌毒素、各種農(nóng)藥殘留、藥物殘留等。
1.3.2廢氣
實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢氣包括試劑和樣品的揮發(fā)物、分析過程中間產(chǎn)物、泄漏和排空的標(biāo)準(zhǔn)氣和載氣等。通常實(shí)驗(yàn)室中直接產(chǎn)生有毒、有害氣體的實(shí)驗(yàn)都要求在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，這固然是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量、保護(hù)分析人員健康安全的有效辦法，但也直接污染了環(huán)境空氣。實(shí)驗(yàn)室廢氣包括酸霧、甲醛、苯系物、各種有機(jī)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(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的固體廢物包括多余樣品、分析產(chǎn)物、消耗或破損的實(shí)驗(yàn)用品（如玻璃器皿、紗布）、殘留或失效的化學(xué)試劑等。這些固體廢物成分復(fù)雜，涵蓋各類化學(xué)、生物污染物，尤其是不少過期失效的化學(xué)試劑，處理稍有不慎，很容易導(dǎo)致嚴(yán)重的污染事故。
2對(duì)實(shí)驗(yàn)室污染物的處理辦法
為防止實(shí)驗(yàn)室的污染擴(kuò)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(shí)際工作中選擇合適的方法進(jìn)行檢測(cè)，盡可能減少?gòu)U物量、減少污染。廢棄物排放應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.1化學(xué)類廢物
一般的有毒氣體可通過通風(fēng)櫥或通風(fēng)管道，經(jīng)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(yīng)根據(jù)其化學(xué)特性選擇合適的容器和存放地點(diǎn)，通過密閉容器存放，不可混合貯存，容器標(biāo)簽必須標(biāo)明廢物種類、貯存時(shí)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(jī)溶劑廢液應(yīng)根據(jù)性質(zhì)進(jìn)行回收。
2.1.1含汞廢液的處理
排放標(biāo)準(zhǔn)3：廢液中汞的最高容許排放濃度為0.05mg/L(以Hg計(jì))。
處理方法：①硫化物共沉淀法：先將含汞鹽的廢液的pH值調(diào)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(jīng)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(diào)節(jié)pH值至10.5以上，充分?jǐn)嚢韬蠓胖?，使鎘離子變?yōu)殡y溶的Cd(OH)2沉淀．分離沉淀，用雙硫腙分光光度法檢測(cè)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(yáng)離子交換樹脂有更強(qiáng)的結(jié)合力，優(yōu)先交換．
2.1.3含鉛廢液的處理
在廢液中加入消石灰，調(diào)節(jié)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(dá)標(biāo)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(dá)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(dá)標(biāo)后，排放廢液。
2.1.5含酚廢液的處理
二、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究性培養(yǎng)學(xué)生的探究方法
初中化學(xué)教材中雖然安排了一些探究性實(shí)驗(yàn)，但鑒于是起始學(xué)科，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例較大，在這些實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生一般都是被動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，按部就班操作、觀察、回答問題、填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，很少有機(jī)會(huì)能夠進(jìn)行自主探究和思考．雖然在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，操作技能得到了進(jìn)一步規(guī)范，知識(shí)掌握得到進(jìn)一步強(qiáng)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(xué)探究方法．探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)初中生來說有著很強(qiáng)的吸引力，安排探究性的實(shí)驗(yàn)既能有效地激起學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，讓他們變被動(dòng)為主動(dòng)，還能鍛煉他們的動(dòng)手能力，豐富他們的思維，使他們更積極的參與到課堂學(xué)習(xí)中來，更有利于探究精神的培養(yǎng)和探究能力的提高．比如，在《常見的酸和堿》的教學(xué)中，教師可以有意識(shí)創(chuàng)設(shè)將白醋和石灰水不小心沾到牽?；ɑ蜃细仕{(lán)葉的情境，有意讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)其變色的現(xiàn)象，通過這樣的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生感受其“發(fā)現(xiàn)”，牢牢抓住學(xué)生的注意力，激發(fā)其強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)．然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的探究性實(shí)驗(yàn)，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(huì)出現(xiàn)什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，比較兩種物質(zhì)與兩種指示劑作用現(xiàn)象的不同，得到初步結(jié)論，然后再完善探究性實(shí)驗(yàn)，分別取不同的酸與兩種指示劑反應(yīng)，不同的堿與兩種指示劑反應(yīng)，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(xiàn)象的異同，最后歸納出酸、堿與常見指示劑作用的一般規(guī)律．通過對(duì)教材驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，讓學(xué)生在這樣的探究過程中，學(xué)會(huì)比較分析、歸納總結(jié)的一般性探究方法．
三、增加探究性課外實(shí)驗(yàn)密切化學(xué)與生活聯(lián)系
學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐能力不強(qiáng)，是當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)存在的主要問題之一。為了達(dá)到預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)和結(jié)果，很多學(xué)生都會(huì)進(jìn)一步弱化自己動(dòng)手實(shí)踐的能力，導(dǎo)致了實(shí)踐操作能力不強(qiáng)。比如在很多物理實(shí)驗(yàn)中，很多學(xué)生往往弱化了自己的實(shí)際操作能力，很多學(xué)生都不會(huì)自己動(dòng)手去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，一般都表現(xiàn)出畏首畏足的現(xiàn)象，實(shí)踐能力也不夠強(qiáng)，都是你推我我推你的讓別人去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。一般情況下，初中物理實(shí)驗(yàn)課都是由二名學(xué)生組成協(xié)作小組而進(jìn)行的。這樣，由于受到好奇心理的驅(qū)使，一些學(xué)生雖然都表現(xiàn)為搶著去完成實(shí)驗(yàn)，但是對(duì)于實(shí)驗(yàn)的每一過程和步驟，都出現(xiàn)了很多不良的狀況，諸如用錯(cuò)儀器、稱量不夠規(guī)范、打碎實(shí)驗(yàn)器材等等，進(jìn)而導(dǎo)致了初中物理實(shí)驗(yàn)課程的效果不夠理想。這樣一來，時(shí)間長(zhǎng)了，很多學(xué)生就會(huì)不約而同地弱化自己動(dòng)手操作的能力，進(jìn)而產(chǎn)生推舉他人來完成整個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，直到達(dá)到教學(xué)老師以及教學(xué)任務(wù)的要求為止。
1．2存在消極應(yīng)付實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)象
消極應(yīng)付，是當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中最為普遍的現(xiàn)象之一。諸如有的學(xué)生害怕參與物理實(shí)驗(yàn)課，甚至有的持消極應(yīng)付態(tài)度等等。這樣，就在一定程度上影響了初中物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。我們清楚，初中學(xué)生的知識(shí)并不是很完備，因而老師在指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中起到很大的作用。但是，從當(dāng)前開展初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)活動(dòng)的情況來看，一般都是老師在講實(shí)驗(yàn)和做實(shí)驗(yàn)，而學(xué)生卻在觀看實(shí)驗(yàn)，根本不去主動(dòng)參與和直接操作實(shí)驗(yàn)。如此一來，很多學(xué)生就會(huì)認(rèn)為老師遲早會(huì)詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)每個(gè)操作步驟的，自己不用積極主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)與操作。
1．3運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題不夠
運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題不夠，是當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)存在的重要問題。一般而言，當(dāng)遇到一些實(shí)際問題的時(shí)候，很多學(xué)生不能靈活運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)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(shí)驗(yàn)課都是經(jīng)過專家反復(fù)實(shí)驗(yàn)操作以后的比較成熟的實(shí)驗(yàn)。例如在“光的折射”實(shí)驗(yàn)中，如果引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用自己生活中的實(shí)際，就能夠取到很好的效果。但是，很多學(xué)生往往不主動(dòng)聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)。因此，在開展實(shí)驗(yàn)操作具體環(huán)節(jié)過程中，許多問題都曾經(jīng)有過例子的。所以初中學(xué)生在進(jìn)程實(shí)驗(yàn)具體操作過程中，同樣會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題。但是，很多學(xué)生往往會(huì)在出現(xiàn)問題以后被動(dòng)的詢問老師該怎么辦，甚至有的學(xué)生還比較慌張得不知如何從下手。實(shí)際上，只要我們認(rèn)真加以思考，并聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過的有關(guān)知識(shí)，就不難解決所出現(xiàn)的問題，而且這樣對(duì)于學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的印象會(huì)更為深刻。但如果是教學(xué)老師幫忙的話，可能學(xué)生很快就不記得該實(shí)驗(yàn)了，就根本談不上培養(yǎng)他們解決處理問題的能力了。
1．4教學(xué)老師缺乏全面正確認(rèn)識(shí)
教學(xué)老師缺乏全面正確認(rèn)識(shí)，是初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)存在的問題之一。由于教學(xué)老師缺乏全面系統(tǒng)和正確的認(rèn)識(shí)，必然對(duì)對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)起到一定程度的阻礙作用。但是，我們都知道，初中物理實(shí)驗(yàn)課能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與技能。這樣，必然就會(huì)極大地影響了初中物理實(shí)驗(yàn)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(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，而根本不是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高。
2 優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的策略探究
2．1明確教學(xué)目標(biāo)，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式
教學(xué)目標(biāo)作為教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和落角點(diǎn)，也是作為評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的重要依據(jù)之一。對(duì)此，老師必須進(jìn)一步明確教學(xué)目標(biāo)，在科學(xué)合理確定教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，又要處理好實(shí)驗(yàn)教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)同學(xué)生認(rèn)識(shí)水平之間的關(guān)系，更要從知識(shí)、技能、思考、解決、情感、協(xié)作等方面進(jìn)行統(tǒng)籌安排和考慮。此外，在初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，老師還應(yīng)當(dāng)致力于教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，積極倡導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐、自主探究學(xué)習(xí)以及團(tuán)結(jié)協(xié)作等方式，逐步建立發(fā)揮學(xué)生主體性的教學(xué)方式，促使學(xué)生在指導(dǎo)下積極主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。比如在教學(xué)焦耳定律的內(nèi)容時(shí)，我們可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)演示器材，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂設(shè)計(jì)時(shí)，做一些改進(jìn)，即先給學(xué)生一些時(shí)間，觀察后分組討論和發(fā)言，并對(duì)正確的給以表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。然后出示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的電路。最后讓學(xué)生按正確的電路圖進(jìn)行演示。這樣，就能很好地轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，而且學(xué)生的實(shí)踐操作能力也得到提高。
2．2培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生參與
興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力。因此，在初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中，我們必須積極培養(yǎng)學(xué)生興趣，著力激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與。無論學(xué)生個(gè)性差異怎樣，形象生動(dòng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)都會(huì)引起他們的濃厚興趣。比如在教學(xué)連通器有關(guān)內(nèi)容時(shí)，我們可以采取每一學(xué)生的課桌上都放一個(gè)由膠管連起的玻璃管，然后引導(dǎo)學(xué)生觀察其特點(diǎn)，進(jìn)一步指導(dǎo)其得出連通器的定義與特征，再讓學(xué)生聯(lián)想實(shí)際生中的例子，進(jìn)而說明研究連通器的目的和意義。這樣，不但極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且又使得他們感到實(shí)際生活中需要連通器，進(jìn)而積極主動(dòng)地探索和求知。
2．3增強(qiáng)學(xué)生自信，科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生
增強(qiáng)學(xué)生自信，科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生，是優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的有效策略。對(duì)此，我們要積極采取有效措施，著力增強(qiáng)學(xué)生的自信能力，科學(xué)合理引導(dǎo)學(xué)生。對(duì)此，我們可以采取以下方式進(jìn)行：一是給學(xué)生充分的時(shí)間和空間，讓他們自己探索和思考；二是積極為學(xué)生創(chuàng)造條件，讓他們自己去鍛煉與實(shí)踐；三是認(rèn)真給學(xué)生設(shè)計(jì)一些實(shí)際問題，讓他們自己去探尋和發(fā)現(xiàn)。比如在教學(xué)光的直線傳播內(nèi)容時(shí)，我們可以鼓勵(lì)學(xué)生自行查閱有關(guān)激光以及紅外線的書籍，進(jìn)而增加學(xué)生的自信。這樣，我們就可以從不斷增強(qiáng)學(xué)生的自信入手，真正讓學(xué)生體會(huì)到積極主動(dòng)參與初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的樂趣。
2．4完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備，有序開展教學(xué)
二、貼近生產(chǎn)生活，進(jìn)行實(shí)踐探究
在具體的化學(xué)教學(xué)過程中，可以利用生活中的化學(xué)現(xiàn)象、物質(zhì)引入所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！坝袡C(jī)物是大家在日常生活中接觸得很多的一類物質(zhì)，人類吃的和穿的基本上全是有機(jī)物”。學(xué)生立即就會(huì)聯(lián)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(jī)物？主要成分是什么？對(duì)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(huì)熟得快些，加深了學(xué)生對(duì)乙烯性質(zhì)、用途的理解；介紹松花皮蛋中的”松花”是堿與蛋白質(zhì)分解出的氨基酸反應(yīng)來的，讓學(xué)生有了對(duì)蛋白質(zhì)和氨基酸的了解；堿性物質(zhì)可降低農(nóng)藥的藥性、如何鑒別真假皮革、食品中的添加劑常識(shí)、高溫加熱煮沸和酒精消毒作用……引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的化學(xué)，使學(xué)生感到學(xué)化學(xué)生動(dòng)有趣，他們也愿意用所學(xué)化學(xué)知識(shí)解釋、解決生活中的實(shí)際問題。事實(shí)上，學(xué)生利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究是有限的，但化學(xué)就在我們身邊，它與我們的生活息息相關(guān)，許多探究實(shí)驗(yàn)都可以在家里完成，正確引導(dǎo)學(xué)生做好家庭實(shí)驗(yàn)，可以大大減輕學(xué)校的負(fù)擔(dān)。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生利用生活中的常見用品和廢棄物制成簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)器材，或替代實(shí)驗(yàn)用的化學(xué)藥品。這樣既有助于把“活動(dòng)與探究”延伸到校外，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、節(jié)約和環(huán)保意識(shí)。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(fā)操作？案例2：讓學(xué)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(chǔ)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(dǎo)學(xué)生用家中現(xiàn)有的用品，運(yùn)用所掌握的知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐探究：用醋酸除去水垢、鐵銹的反應(yīng)；食醋與雞蛋殼的反應(yīng)；土豆中的淀粉與碘酒的顯色反應(yīng)；水果電池；SO2和氯氣的漂白性（用鮮花）；分子的立體構(gòu)型；晶胞的分析可以用不同大小的球形組裝。家庭小實(shí)驗(yàn)不僅增長(zhǎng)知識(shí)，培養(yǎng)能力，而且提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，讓學(xué)生從身邊熟悉的物質(zhì)和現(xiàn)象入手，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并展開探究，使學(xué)生自主地獲得有關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。新課程充分體現(xiàn)了STS（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）的教育思想，從真實(shí)問題入手展開學(xué)習(xí)活動(dòng)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
三、培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)觀察的興趣，創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)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(xué)。”這句話充分說明興趣對(duì)學(xué)習(xí)有重要意義，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。學(xué)生親自動(dòng)手不僅能培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力，而且能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。在享受實(shí)驗(yàn)樂趣的同時(shí)，更要注意實(shí)驗(yàn)的過程。例如：任何一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都包括實(shí)驗(yàn)裝置、試劑、操作和現(xiàn)象等幾個(gè)部分，在實(shí)驗(yàn)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(xiàng)等；在操作中則包括裝配拆卸順序、操作步驟、實(shí)驗(yàn)條件和注意事項(xiàng)；在試劑中，主要表現(xiàn)在顏色、狀態(tài)、氣味、規(guī)格、取量等方面；在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，則包含顏色、狀態(tài)、氣體、沉淀、分層、聲音、光、熱、溶解等。通過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和觀察，學(xué)生會(huì)逐步掌握有目的地選擇重點(diǎn)觀察的方法。特別是一些異?，F(xiàn)象，最后對(duì)觀察的各種現(xiàn)象進(jìn)行分析、總結(jié)，得出科學(xué)結(jié)論，甚至還會(huì)有新的收獲，這樣比課后去記效率高的多，既節(jié)省了時(shí)間，又減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。教師應(yīng)在日常教學(xué)中養(yǎng)成經(jīng)常設(shè)疑的習(xí)慣，應(yīng)在教學(xué)過程中的最佳處設(shè)疑。因?yàn)檫m當(dāng)?shù)哪繕?biāo)設(shè)置能喚起對(duì)象的多種需要。例如：在學(xué)到氫氧化鈉的性質(zhì)時(shí)，向?qū)W生介紹CO2能與NaOH溶液反應(yīng)，但生成的碳酸鈉是易溶于水的物質(zhì)（無渾濁出現(xiàn)），反應(yīng)前后沒有明顯的現(xiàn)象，難以使學(xué)生通過觀察現(xiàn)象確定發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。如何把這一難點(diǎn)分化，我想到了用塑料飲料瓶進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)，在課前用向上排氣法收集滿一塑料瓶二氧化碳?xì)怏w（瓶洗凈、干燥、透明），蓋好瓶蓋備用。實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開瓶蓋，倒入少量濃氫氧化鈉溶液，迅速旋緊瓶蓋，振蕩。可以看到塑料飲料瓶迅速變癟并伴隨著“咯，咯”的響聲（說明二氧化碳參與了反應(yīng)）。立即又提問能用什么方法讓塑料飲料瓶恢復(fù)原狀，并讓學(xué)生親自上來實(shí)驗(yàn)，一會(huì)兒塑料飲料瓶又鼓了起來，學(xué)生覺得很有趣。課堂教學(xué)不應(yīng)局限于書本知識(shí)，要結(jié)合每節(jié)課的具體特點(diǎn)集多種情境于一體，創(chuàng)造“發(fā)現(xiàn)情境”的機(jī)會(huì)，營(yíng)造可供學(xué)生積極探索的創(chuàng)造氛圍，讓學(xué)生評(píng)價(jià)、思考、解答。
