实验器材演示装置

① “实验室制取二氧化碳” 实验步骤

大理石与稀盐酸反应制取

1、实验用品：

锥形瓶、集气瓶、烧杯、量筒、带导管得弹孔橡皮塞、镊子、钥匙、玻璃片、火柴、碳酸钙（大理石）、稀盐酸

2、实验步骤：

①“查”：检查装置的气密性。

3、反应原理

反应方程式：

CaCO3＋2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

(1)实验器材演示装置扩展阅读

注意事项

①反应时可能挥发出的氯化氢（HCl）气体，可通过饱和碳酸氢钠（NaHCO3）溶液除去生成气体中的氯化氢气体。

②必要时可用装有浓硫酸的洗气瓶除去生成气体中水蒸气。

③不能用碳酸钙和浓盐酸反应，原因：浓盐酸易挥发出大量氯化氢气体，使碳酸氢钠无法完全去除，制得的二氧化碳纯度会下降。

④在实验室中是用大理石（CaCO₃）和稀盐酸反应来制取二氧化碳。

⑤不能用Na₂CO₃（苏打）和NaHCO₃代替CaCO₃（小苏打）跟盐酸反应来制取二氧化碳，

⑥不能用稀硫酸代替盐酸，原因：稀硫酸跟大理石（CaCO₃）反应会生成了微溶入水的硫酸钙（CaSO₄）沉淀覆盖在大理石的表面上，阻碍了反应的继续进行，而使反应非常缓慢。

⑦不能用MgCO₃（镁盐）代CaCO₃（钙盐），原因：虽然MgCO₃跟盐酸与CaCO₃跟盐酸反应相似，但由于MgCO₃的来源较少，不如CaCO₃廉价易得。

⑧不能用硝酸代替盐酸，若用硝酸代替盐酸，则制得的CO₂中就会有少量的NO₂和O₂。此外，硝酸的价格较盐酸贵，故通常不用硝酸代替盐酸。

网络-二氧化碳

② 求一个物理小发明（初高中阶段），要求能解决生活中的小问题。

一、最简单的抽水机

实验素材无时不有，
无处不在，
只要我们处处留心、
善于发现，
日常生活中很多信手拈
来的物品，都可以成为我们开发实验的好资源。

有一次我患重感冒，
躺在病床上，
当我看到护土拿着一支注射器和打吊针用的一次性塑
料软管走过来时，
我突发其想：
要是能利用这些材料制作一件物理教具就好了，
我苦思冥想
了两天，结果出院时诞生了一件获得省二等奖的教具。

如图
1
，
将打吊针用的一次性塑料软管较粗的那两段剪下来
（在图中标注为
A
和
B
）
，
A
两端各有一个口，上端口是出水口，下端口是进水口，
B
上端有现成的两个口，下端有一个
口。
将
B
上端的一个口与
A
下端进水口连接，
另一个口与注射器相连接，
再将
B
下端进水口
放入水中，并事先分别在
A
．
B
内放进一颗小钢珠，这样就做成了一只最简单的活塞式抽水
机。

反复抽动注射器的活塞，
水就会从
A
出水口中源源不断地流出来。
因
A
．
B
都是透明的，
学生可以很清楚地看到抽水过程中软管内小钢珠的运动情况（即活塞阀门的开闭情况）。

由这件教具的制作材料，
笔者明白了一个道理：
我们身边可以用来做实验的物品比比皆
是，
可以利用的实验资源十分丰富，
我们缺少的并不是资源，
而是发现资源的慧眼和设计实
验的智慧。
尽管实验资源开发的途径、
开发的方法多种多样，
但最具价值的还应该是有创新
的意识和思想。

二、十分神奇的光学仪器

身边司空见惯的物品摇身一变，
可以演变出趣味无穷的科学实验：
两个纸筒魔术般地组
合，可以制成照相机、幻灯机、望远镜、显微镜等模型，并能生动地揭示这
4
种光学仪器的
原理。

1
．照相机。
如图
2
，事先发给学生一只凸透镜（也可用放大镜或远视眼镜片代替），
让他们准备两本
16
开的杂志，卷成两个大小不同的空心圆筒，在较小圆筒的一个端口蒙上
一块半透明的塑料薄膜，
在较大圆筒的一端口用胶纸固定上凸透镜，
使小筒蒙有塑料薄膜的
一端的能自如地套进大筒里，这样就制成了照相机。

上课时，
让学生把上述装置带来，
用大筒上的凸透镜对准教室里或窗外的明亮景物，
前
后移动小筒，
使像距发生改变，
这时，
学生就可以观察远近不同的景物，
并且可以在小筒塑
料薄膜上得到一幅清晰的彩色图像。

此处，“要使图像放大或缩小时，相机应靠近或远离景物？”“暗箱应拉长或缩短？”
这些历来教学中的难点，
可在学生亲自动手操作、
观察中被轻松突破，
亲身感受所学得的物
理知识，比用任何语言描述都更生动可信和印象深刻。

2
．幻灯机。
上述装置，还能被巧妙地改装成幻灯机：只要将小筒上半透明的塑料薄膜
换成透明的塑料纸，
并在塑料纸上画上景物
（或直接换成印有图案的透明塑料包装纸，
其实
这就是现成的幻灯片）
。
用手电筒去照小筒开口端，
则可在白墙上或在竖直放置书本的封底
中出现一幅放大的彩色的景物像。

同样，

“要使像放大或缩小该怎么办？”“幻灯片为什么应倒插”等问题，学生在观
察中很容易掌握，学生在玩中学到了物理知识。

3
．望远镜。
在上述幻灯机装置中，学生只要将小筒上的塑料纸换成焦距比大筒上凸透
镜（物镜）焦距短的凸透镜（当目镜用），便能改装成望远镜，通过前后移动小筒在大筒里
的位置，可以看到远处的物体明显变近。

4
．显微镜。
将上述望远镜装置中的目镜与物镜位置调换，即可当显微镜用。

多数初中校的实验室中没有“正规”的演示照相机、幻灯机、望远镜、显微镜原理的模
型，
也就谈不上让全班学生亲自操作、
观察和理解上述教学难点，
而利用两个纸筒组合成的
模型却能做到这一点。

利用上述日常用品做实验，
还有以下优点：
首先能减轻教师的工作负担，
因为即便是条
件较好的城市学校，
教师也不可能做到每一节课的课前都为学生准备人人动手的教具。
其次，
学生课外也可以利用自制的学具反复动手操作，
而不必担心损坏仪器，
这样他们能够充分地
动手、动脑，观察物理现象的发生、发展的全过程，反复品味其中的物理原理。

因此笔者认为，
因陋就简做实验是利用
“正规”
仪器做实验的补充和延伸，
对条件较好
的学校也同样适宜，具有很强的生命力。

三、趣味横生的静电实验

静电实验历来很难做成功，
如何巧妙设计实验、
寻找容易带电材料，
是实验成功的关键。

1
．静电感应实验。
如图
3
，取一根用过的圆珠笔芯，取下铜笔头，将残留的笔油洗净，
用钳子把笔芯的正中央部分夹扁，在夹扁的部位扎个小孔，让铜笔头尖端恰好能插紧小孔，
另取一根缝衣针，将有针眼一端固定在软木塞上（热水瓶塞），针尖朝上，将固定在圆珠笔
芯上的铜笔头套针尖上，使它能在针尖上灵活转动。

由于上述装置中针尖恰好顶在铜笔头的小圆珠上，
所以转动十分灵活。
让学生用普通纸
去摩擦支架上圆珠笔芯的一端使之带电，
另取一根不带电的圆珠笔芯
（或其他不带电的物体）

去靠近支架上笔芯的带电端，
会看到它们将立即吸住，
这就是奇妙的静电感应现象，
十分有
趣。

2
．电荷相互作用实验。
将两根笔芯用纸摩擦，一根笔芯架在上述针尖上的铜笔头中，
另一根拿在手上，
让它们带电端相互靠近，
这时针尖上的笔芯就会被手中的笔芯推开，
调换
两根笔芯的位置，可以得到同样的结果，说明它们之间的作用是相互的。

3
．
同种电荷相互排斥实验。
让学生取一段长
20
厘米的普通塑料包扎绳
（包扎教材用的）
，
在一端打个结，
从另一端往打结端方向用手反复撕成许多条细塑料丝，
然后将这束塑料丝平
铺在桌面上，用手指使劲摩擦塑料丝（这是迅速带电的摩擦窍门），待手指发热时，提起塑
料丝的打结端，
这时可以惊奇地看到塑料丝像
“着魔”
似地自动散开，
这个实验生动地说明
了“同种电荷相互排斥”。

4
．不同物体摩擦后带异种电荷实验。
就利用上述这么一条随手可得的塑料包扎绳，还
可以生动地说明两个不同物体摩擦后带的是异种电荷，
而这一点是实验室的仪器没办法做到
的：
用学生有机塑料尺或三角板去跟装食品用的普通薄塑料袋摩擦，
让带电塑料尺靠近上述
带电塑料丝，
会看到散开的塑料丝立刻紧抱塑料尺，
而用上述带电薄塑料袋去靠近上述塑料
丝，却会看到带电散开的塑料丝散得更开，不肯与塑料袋接触，这个实验可以形象地说明：
有机塑料尺与塑料袋这两个不同物体摩擦后，带的是异种电荷。

若用实验室的绸子与玻璃棒摩擦后，
绸子上的电荷将马上消失，
而这里用塑料袋代替绸
子，用有机塑料尺代替玻璃棒，电荷都可以长时间保留，实验现象十分明显。可见，一条普
普通通的包扎绳，有了一个小小的创意，就能轻而易举地解决教学中的一个大难题。

这种利用随手可得的废弃学习用品、
身边之物，
精心设计的具有趣味性的实验极具创意：
第一，
利用一个并不起眼的小小铜笔头巧妙设计的灵敏支架装置和精心选择的极易带电的实
验材料，使得本来较难的实验能轻易地做成；第二，类似简单、方便、切实可行的实验，为
学生提供了更多的动手机会，
使得人人动手做随堂实验成为了可能，
为激发学生学习物理的
浓厚兴趣、培养学生的创造思维能力创造了有利的条件。

四、灵敏多用的小磁针

在日常生活中，
我们身边可以用来做实验的物品比比皆是，
大到电冰箱、
小到圆珠笔芯、
缝衣针，
都是可以利用的实验资源，
这些物品通过巧妙的设计，
就能发挥生活用品的实验功
能，启发学生思维，激发学生的学习主动性和积极性。

如图
4
，受到上述灵敏支架装置的启发，还是利用上述小小的铜笔头和圆珠笔芯，我与
学生一起发明了一根灵敏多用的小磁针：
将圆珠笔芯铜笔头的笔油洗净，
剪取一段
1
厘米长
的圆珠笔芯套在笔头尖上，将一支磁化的缝衣针用火烤热后，横穿过上述圆珠笔芯的顶部，
另取一根缝衣针，
把有针眼的一端固定在软木塞
（或泡沫塑料）
上

，
将铜笔头套在针尖上，
这就制成了一根极其灵敏的小磁针。

有了它，学生就可以动手做以下一系列实验：

1
．指南针。

在教科书、
参考书上介绍的指南针制作方法很多，
但我觉得利用这种方法制作的指南针
最简单、最灵敏，用手拨动小磁针，静止后，一端立即指向南，另一端立即指向北。

2
．磁极间相互作用实验。
取一根磁化的缝衣针，将其两端分别与上述小磁针的一端靠
近，可以看到相互吸引或排斥的现象。

3
．奥斯特实验。
由于上述小磁针转动十分灵敏，学生用一段旧干电池就可以做奥斯特
实验。

4
．判断螺线管的极性实验。
如图
5
所示的螺线管，是用学生作业本卷成圆筒在其上面
环绕导线制成，
让自制的通电螺线管两端分别与上述小磁针靠近，
学生根据相吸或相斥，
就
可以判断螺线管的两个磁极的极性，从而在操作中熟练地掌握右手定则。

5
．判断螺线管的磁性强弱实验。
让学生分别用不同匝数及在管中间插入铁钉的上述通
电螺线管，
与上述小磁针靠近，
根椐相互作用力的大小，
可以探究螺线管的磁性强弱跟哪些
因素有关。

这是一个颇具创新性的实验设计，
其突出的特点在于利用身边的物品缝衣针、
圆珠笔芯
和导线，
制作了这根十分灵敏的简易小磁针和螺线管。
制作方法极其简单，
每一位学生都可
以自制，
而且一物多用，
一套装置组合起来，
可以解决磁现象和电流磁场中这部分教学内容
中的一系列问题，很多节课学生上课时都可以带来亲自动手做随堂实验。

所以，
并不是所有的物理实验都需要专门的实验仪器来完成，
我们身边的许多日常生活
用品也能很好完成随堂实验，而且也能达到十分满意的效果。

五、精彩绝伦的光学实验

一个巧妙的实验设计除了器材上的合理应用以外，
还应该包含精彩的实验方法，
不仅要
能够释疑解难，
而且要能够透过具体的实验给人以解决其他问题所需的智慧方法的启迪，
下
面这个装置就是一个很好的例证，
利用它可以成功地解决长期以来光学实验难做的困惑，
巧
妙地完成以下系列实验。

如图
6
，取一只圆柱形的平底透明塑料盒，将其密封，在侧面打个圆孔，把盒子侧放在
支架上
（即让外底面面向读者）
，
往盒子上侧面的圆孔中注入半盒水至水平直径处，
如图
7
。
再往水中滴入两滴牛奶，
并向圆孔中注入适量的淡烟雾，
使烟雾充满水面上方空间
（可用废
报纸卷成细空心纸筒，
点燃纸筒一端，
将另一端冒出的烟雾用注射器将烟吸入针筒里，
然后
往盒子上的圆孔中注入即可）
，
用橡皮塞堵紧圆孔，
在盒子外底面画出水面和法线，
并在盒
子外底边沿处标上角度，
用玩具激光笔从透明盒子外往盒内照射，
可以看到清晰明亮的红色
光线。

③ 如何利用自制教具完善小学科学的教学

随着科技的发展,教学设备的更新,实验仪器也逐渐丰富和完善起来.这些一站式的实验器材为我们农村小学科学教学提供了便利.可在专业实验仪器的使用过程中,基于小学生安全意识薄弱、动手能力弱的特点,教学中存在着安全隐患.而自制实验仪器则可以很好地补救这个缺陷.[关键 词]：变废为宝 突破教材中的重点和难点 提高教学质量
随着科技的发展,教学设备的更新,实验仪器也逐渐丰富和完善起来.在实际的教学过程之中,教师们会感叹这些一站式的实验器材给实验教学提供便利,可在专业实验仪器的使用过程中,基于小学生安全意识薄弱、动手能力弱的特点,教学中存在着安全隐患.而自制实验仪器则可以很好地补救这个缺陷.在这种情况下我凭着对教育事业的满腔热情,为了使科学课教学走到科学的轨道上来,我探索出了一条用自制教具提高、创新科学教学的改革之路,取得了很好的效果.俗话说得好,耳听十遍,不如手过一遍,在科学教学中我非常重视对学生研究科学的兴趣和实际操作能力的培养.为了培养学生思维、想象、观察和推理能力,增强学生利用自然现象来分析和解决实际问题的能力,激发他们学习科学课的兴趣,就想方设法和动手制作了大量构思新颖、设计巧妙、简便实用、有效的教具,让学生通过亲身体验、动手操作、积极思考探索大自然的奥妙,用生活中的小常识去认识自然规律,去理解掌握科学知识.1、变废为宝破损、丢失零部件以及老化的实验仪器,他们总被遗弃在实验仪器室柜底或被废品收购站接收.其实这些看似废品的实验仪器都可转废化为宝.如有裂痕的烧杯,虽不能装水,但可盛装仪器的固体零散部件；生锈的砝码可作为不需要进行定量测量的工具使用,如在四年级下车《小车运动》一课中就可作为小车承载的重物.2、生活物品替代专业实验仪器
以课本中《神奇的水》所设计的会托举的水这个实验为例说明.根据书本所提供的实验设计,学生要使用到烧杯、砝码等实验仪器.在实际的操作过程中,学生发现烧杯、砝码这样的专用仪器并不是实验仪器的最佳选择,并在课后对我提出了自己的看法,如用废弃的塑料瓶代替烧杯来装水；用小石块来取代砝码,从而避免砝码生锈的可能.在实际的教学中,这些看似普通的建议,不但保护了专业仪器,甚至还消除了实验中的安全隐患.这样的例子在实际的教学过程中不胜枚举.3、师生动手自制教具有很强的参与性和实践性,培养了学生克服困难,与科学探索精神.如：讲固体热胀冷缩实验时,传统的教具是铜球过圈,实验中费时费力,为了改变这个实验,研制了一件偏转式指针实验器,用一根火柴就完成了实验.学生设计的实验装置有偏转轴式,滚动式、电路组合式,还有用新材料启辉器的元器件制作的.
只这一件教具就有十几种做法,教具的研制过程培养了学生勇于探索的精神,并与教材和实验教学内容紧密结合.4、自制教具有利于突破教材中的重点和难点.如：在讲空气占据空间一课时,空气看不见摸不着很难讲清,有的老师研制了即看的见又摸得着的实验装置.在传统的实验装置上,又加了一个导管,插入烧杯的水中,当向漏斗注水时,水不入瓶.当打开插入烧杯中的导管开关时,同学们看到了水入瓶,空气跑出.看不见的空气,看得见了,说不清的道理讲明了.5、自制教具活动使学生更加珍爱自己的作品,精心使用,养成了尊重自己和他人的劳动成果.有些学校虽已配备了足够的仪器,但学生且不知珍惜,所以造成仪器耗损严重.通过开展自制教具活动,即培养学生爱护实验器材的良好行为习惯,又为实验教学贡献了自己的力量.
6、自制教具在教学中的应用
（一）激趣新课的导入在教学中,爱因斯坦曾说过：我们的思想和发展在某中意义上常常来源于好奇心.小学生好奇心强,求知欲望浓,好学、好问、好动手是他们天生的心理品质,他们对周围事物有强烈的敏感性和认识上的积极性,而这正是主动观察事物、思索问题的内在动力,因此要依据这些特点,抓住时机,积极扶植,把他们引到爱科学,学科学,用科学的轨道上来.利用自制教具适时适度地进行演示,有意识的创设好奇情景,激发学生的求知欲,导入新课.比如我在教学《磁铁的磁性》一课时,利用磁铁的磁性为学生表演了一个小魔术用自制的教具神奇的钓钩钓起一条条小鱼,学生感到奇怪,注意力完全被吸引了.我接着钓起一个个红的绿的辣椒、一颗颗晶莹剔透的葡萄,孩子们新奇地看着这一切禁不住小声赞叹起来哇!太神了!真是不可思议!一下子就激发了学生强烈的好奇心,学习兴趣来了.我相机提问：小小的铁勾居然能钓起这些东西,你们知道是怎么回事吗?孩子们一个个兴致勃勃,争先恐后的举手发言,气氛十分活跃,有的说：钓竿上可能有吸铁石.有的说：小鱼上、葡萄辣椒上可能有吸铁石.还有的说：也许是小鱼等里面藏有铁,钓钩上有吸铁石,鱼竿一动小鱼就被吸上来了.有了猜测,当然要去弄个明白了,然后就是揭谜,自然而然地促使学生自主参与到下面的学习中去.（二）扩大视野变演示实验、小实验为探究活动培养学生良好的实验习惯是培养学生科学素养的基础.有资料显示：有半数以上的学生乐于接受老师采用实验的方法上课,并且也想做老师做的实验,但没有合适的器材,只好作罢.可见中学生具有好奇、好动的特点,这需要的是老师的指导和帮助.例如,我在液化演示实验的改进教学课后,鼓励学生课外收集材料,主动制作学具,共同探究液体的汽化以及气体的液化等实验,从而理解液化石油气在生活中的应用.这样,在教学中利用自制教具鼓励学生模仿、创新制作学具,注重科学探究精神的培养,扩大了学生活动的视野.（三）突破教材中的重点和难点.如：在讲空气占据空间一课时,空气看不见摸不着很难讲清,有的老师研制了即看的见又摸得着的实验装置.在传统的实验装置上,又加了一个导管,插入烧杯的水中,当向漏斗注水时,水不入瓶.当打开插入烧杯中的导管开关时,同学们看到了水入瓶,空气跑出.看不见的空气,看得见了,说不清的道理讲明了.
总之,自制教具既经济实用,又直观形象,对师生素质的提高都有促进作用.有助于教师改进教学方法,提高教育教学的质量.学生既提高了动手、动脑的能力,也加深了对基础知识的理解和运用.对教好学好科学有着重要的促进作用和极为显著的效果.而自制教具往往不是一帆风顺的,常常会遇到种种困难.因此,我们要有百折不挠的精神,反复仔细地实验研究,把理论和实践结合起来,用理论来指导实践,用实践来证明理论、巩固理论.这样,自制教具中所遇到的许多困难都会迎刃而解,教具才会越做越多,越做越精.自制教具时要相互学习,取长补短,对行之有效的优秀教具,只要对自己的教学有利,仿制照搬也无妨；自己有一些心得,有一些成就,也应把其公开出来,给大家模仿学习,使人家少走弯路.当然,在制作的过程中,要根据自己的实践经验,尽可能使教具具有自己的特色,甚至创新,做到务实争先,使教具尽可能填补教学仪器配备上的空白.