變廢為寶巧探究——淺談廢物利用在初中化學探究實驗中的應用和功能

陳沈華

（江蘇省張家港市晨陽學校 江蘇 張家港 215637）

新一輪基礎教育課程改革大力倡導在各學科中開展探究式學習。 化學課程標準指出：“讓學生有更多的機會主動地體驗探究過程，……在‘做中學’的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。 ”而實驗探究是化學學習的最重要形式。 但化學實驗需要儀器藥品才能實現(xiàn)，且新課程中每兩節(jié)新授課就有一節(jié)課是通過學生動手實驗來完成。這對實驗室的要求提高，而目前學生人數(shù)多，班級多，實驗室配備跟不上，由于學校經(jīng)費有限，儀器、藥品相當缺乏。指導學生利用生活中常見物品和廢棄物制成簡單的實驗儀器或替代實驗藥品正是對學校器材不足的有效彌補，同時又可擺脫時間和空間的限制。

一、廢物利用具體應用舉例

1.藥品的收集與準備

（1）常見金屬制品

在生活中，鐵制品最豐富，比如探究鐵生銹的條件實驗可以收集各類鐵釘、鐵絲；銅的收集主要是廢電線中的銅芯，利用銅片可用來探究燃燒的條件；探究氫氣的實驗室制法的鋅可以收集廢電池的鋅片；鋁可以用電話線或電線中的鋁芯來準備等。

（2）金屬氧化物

初中化學中涉及金屬氧化物的實驗主要是探究冶煉生鐵的實驗和探究酸的性質中酸與金屬氧化物的反應，都可利用銹蝕的鐵制品來完成；氧化銅只需要將銅絲加熱一下就能得到。 作催化劑的二氧化錳可用紅磚屑等來代替。

（3）酸類

酸類經(jīng)常會用到， 比如探究二氧化碳的制法和探究酸的性質，一般可以用家里的食醋來代替，也可用一些廢酸來實驗。

（4）堿類

熟石灰在生活中比較常見，也比較容易收集，可以用來探究堿的性質以及石灰水的配制；堿性物質除了熟石灰還可以肥皂水和面堿等物質代替。

（5）鹽類

初中化學探究實驗中常用鹽類有食鹽、 碳酸鈣、小蘇打、碳銨、硝酸鉀等。 食鹽家家有；碳酸鈣可以收集一些廢大理石或石灰石來代替；小蘇打可用蒸饅頭多余的發(fā)酵粉代替；碳銨是生活中常見化肥，農(nóng)村家中都有；硝酸鉀可用草木灰來提取。

（6）其他藥品

家里的白酒、蔗糖、發(fā)酵粉、醬油，還有井水、自然水、純凈水都是實驗藥品的來源。

2.儀器的收集與準備

（1）玻璃器皿

盛放青霉素的小藥瓶，因為體積小，且透明，一方面可用來盛放藥品，作為試劑瓶，另一方面還可以作為反應容器，由于橡皮塞密封性能好，還可以作密閉容器使用。 當然需要盛放的量或反應的量多一些，可選擇大一些的玻璃瓶。 另外利用廢棄的墨水瓶可改裝成酒精燈。

（2）塑料制品

眼藥水瓶可用來代替滴管。 礦泉水瓶可用來探究氣體（如二氧化碳）的溶解性或代替集氣瓶，剪下上半部分還可作漏斗，用來傾倒液體或做過濾操作。 大號飲料瓶還可代替燒瓶。 飲料吸管可代替玻璃管，用于儀器的連接和探究人呼出的氣體中存在二氧化碳等。 另外塑料面盆還可作水槽用。 身邊的塑料袋也有很多妙用，如收集氣體，做爆炸實驗，取用一些有腐蝕性的藥品作防護用等。 一次性針筒更是經(jīng)常用到，如代替量筒、試管，探究氣體和液體的微粒間空隙對比，自制凈水裝置，簡易電解水裝置等。 一次性塑料杯可用于探究氣體密度（如二氧化碳）。

（3）其他器具

檢驗氧氣的小木條可收集一些木條或廢香來準備，另外小木條或舊筷子可代替玻璃棒。 破碗可代替蒸發(fā)皿、白瓷板和點滴板。 探究溶液的導電性時所需要的電極可以從廢電池中得到。 探究粉塵爆炸可用舊茶葉罐來做

二、廢物利用的教學功能

1.廢物利用引導學生形成節(jié)約意識

我國幅員遼闊，資源豐富，這一直是國人引以為自豪的。 而由于我國人口居世界第一，人均資源卻排名靠后。黨中央、國務院對資源節(jié)約工作非常重視。胡錦濤總書記在2010 年5 月視察江蘇時指出，“要在全社會大力宣傳節(jié)約資源的重大意義，促進全民牢固樹立節(jié)約資源觀念，培育人人節(jié)約資源的社會風尚，堅決遏制浪費資源、破壞資源的現(xiàn)象。 ”在2010 年召開的中央人口資源環(huán)境工作座談會上，溫家寶總理強調指出：要重點抓好節(jié)約利用資源，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。 堅持開發(fā)與節(jié)約并舉，把節(jié)約使用資源放在優(yōu)先位置，建設資源節(jié)約型社會。 在教學中引導學生廢物利用目的之一就是培養(yǎng)學生形成節(jié)約意識，從小做起，從我做起，從身邊做起。

在我校實驗室，學生收集的材料整整有幾柜，比如電線、鐵釘、廢電池、飲料瓶、一次性針筒等。 學生回家做探究實驗時，有些須實驗室提供的藥品，學生都很好保管在自己的小試劑瓶中。 在做一些探究實驗時，如探究實驗室制氧氣時，都能將廢液自覺的倒入老師指定的地方，等到探究如何分離混合物時再將這些廢棄物重新利用，分離出二氧化錳，回收再利用。

通過這種教育，實踐，再實踐，使學生的節(jié)約意識能夠再升華。

2．滲透環(huán)保教育

人類以其科學技術改造自然，推動社會進步，但同時卻給自身帶來環(huán)境污染的不幸。 近代屢屢發(fā)生的公害事件終于使人們承認了這一事實，并發(fā)現(xiàn)化學品造成的對環(huán)境污染最為嚴重。 治理已發(fā)生的污染固然重要，而根本大計還在防患于未然，要使人們在建設的同時考慮到環(huán)境的影響，樹立“環(huán)境意識”。 而新課程標準中也要求在教學中滲透環(huán)保意識等可持續(xù)發(fā)展觀點。 在教學中引導學生回收廢棄物重新利用目的之二就是讓學生養(yǎng)成環(huán)保意識，促進社會的可持續(xù)發(fā)展。

如今， 我校初三學生不再將用過的舊電池隨手扔掉，因為他們知道廢電池有用，更主要的他們知道廢電池會污染環(huán)境。 平時吃剩的飲料瓶及其他塑料制品不再焚燒，因為那樣有害。 實驗的廢棄物也注意回收，不再隨手倒入下水道。 通過對廢棄物的收集，學生的環(huán)保意識得到明顯加強。

3．廢物利用為學生提供了更多的動手的機會

陶行知曾說過：“解放學生的大腦， 讓他們多想一想；解放學生的雙手，讓他們多做一做；解放學生的嘴巴，讓他們多說一說；解放學生的眼睛，讓他們多看一看；解放學生的空間，讓他們多動一動。 ”

以前由于受到藥品和實驗室的限制，老師演示實驗多，學生動手實驗少。 而如今，有些實驗不再需要在實驗室做，因為學生自己已將所需要的材料準備好了，在教室就能進行，同時學生可以擺脫時空的束縛，在家利用平時收集的材料自己動手進行探究。

4．促進科學探究實驗的開展

新課程標準將科學探究作為突破口。 科學探究不僅是一種重要形式， 同時也是初中化學課程的重要內容，它對發(fā)展學生的科學素養(yǎng)具有不可替代的作用。 而化學實驗是科學探究的重要形式。 化學實驗又分為課堂實驗和家庭實驗。 很多探究實驗在一堂課上是完不成的，這就造成很多探究實驗需要利用課后在家里完成。 而老師不可能將儀器和藥品分發(fā)給每一位同學回家做實驗，很多儀器和藥品就必須利用身邊的物品和廢棄物來替代，幫助同學完成這些探究實驗。

比如探究鐵生銹的條件，需要一周的觀察，正是利用已經(jīng)收集的藥品和器具， 學生能在家自由的探究，同時學生不僅考慮氧氣、水、酸、鹽的因素，還增加了醬油、黃酒等其他條件的影響。 正是通過平時這些廢棄物的收集，學生動手的機會大大增加，從而促進探究實驗的開展。

5．培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力

美國自1985 年以來， 榮獲諾貝爾化學獎的有22位，生理醫(yī)學獎的有23 位，物理學獎的有23 位，經(jīng)濟學獎的有17 人。諾貝爾獎為何特別垂青美國人？美國國家科學基金會主任科爾韋爾說：“一個重要因素，是鼓勵創(chuàng)新精神和向各種假設提出挑戰(zhàn)。 ” 而我國長期以來，以“應試教育” 為特征的傳統(tǒng)教育壓制和扼制了人的個性和與生俱來的創(chuàng)造性。 而通過利用身邊的物品和廢棄物自己設計實驗儀器開展探究實驗，充分發(fā)揮了學生的主動性和創(chuàng)造性， 切實培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

由于很多實驗需要更多的時間和空間，同學們大部分是在家完成這些探究。 正由于利用身邊的物品和廢棄物做實驗，學生懷著極大的興趣去尋找合適的器材。 另外沒有老師的限制，學生思維活躍，極易擺脫課堂和書本的束縛， 摸索出自己獨具匠心的實驗裝置和實驗方法。 比如：回家探究氫氣的制取時，學生所選原料多種多樣，金屬用鋅粒、鋁線、鐵釘、硬幣、銅絲等多種材料進行探究，所選器具也是五化八門，有用小的酸奶瓶，有用針筒的，還有同學用眼藥水瓶代替滴管滴加醋酸，用透明膠布做密封等。 由于完全的自由設計，既避免了雷同，又體現(xiàn)了個性，雖然很多學生的設計不很成熟且不夠嚴密，但他們的創(chuàng)造性得到發(fā)揮，創(chuàng)新意識得到了加強。

三、后記

我校雖是一所農(nóng)村學校，但初三有13 個平行班，每年僅化學實驗就耗資上萬元，但實驗藥品和實驗儀器還不能滿足所有實驗的開展。 通過學生利用平時收集的藥品和器具進行探究實驗， 為我校節(jié)約了一大筆開支，同時許多書上沒有的探究也能得以開展，學生的探究意識也逐漸增強，探究能力大大提高，創(chuàng)新精神高漲，整個教學也得到了加強。