電解質水溶液導電性實驗教具的改進

周勇英

摘 要：化學作為初中階段一門重要的課程，重在培養學生的動手能力及實踐操作能力。電解質溶液的強度判斷，教材中主要是通過觀察燈泡的明暗程度及是否發亮來進行，但是在實際的實驗過程中受諸多因素影響，人的肉眼一般無法有效區分燈泡的明暗程度，導致課堂教學效果不好。為了確保能夠從實驗中培養學生的自主學習能力，強化學生對科學現象的進一步理解，需要對電解質水溶液導電性實驗教具進行改進，研發出新的實驗教具。

關鍵詞：電解質；水溶液；導電性；實驗教具

前言：新課程改革的實施，促進了教育改革的實施及發展，自制實驗教具活動自身具有較高的價值，并且被各級領導及廣大師生所認可。本文將電解質水溶液導電性實驗作為研究對象，不斷改進實驗教具制作方法，以激發學生的實驗教具熱情，希望能夠為化學實驗的實施及開展提供幫助。

一、電解質水溶液導電性實驗教具制作方法

開展實驗過程中，應充分利用溶液導電性實驗裝置中存在的缺陷，對生活中的廢棄物、低成本材料、簡易材料進行充分的利用，改進導電性實驗教具，進而制作成“溶液導電性檢測儀”。在實驗中使用自制教具，能夠清晰的看到發光二極管從左到右的喇叭聲大小及個數，進而來判斷和了解弱電解質及強弱電解質的電離過程[1]。

二、電解質水溶液導電性實驗教具制作原理

電源是由交流電和低壓直流電共同來構成，開關由2支圓珠筆筒構成，當溶液導電時，開關會出現閉合狀態，進而形成電路通路，通過對靈敏度調整期進行控制，直流電源會通過檢測儀的聲、中樞、光檢測器同時將兩路電路輸出。其中，一路輸出到生日卡的音樂芯片上，喇叭會發出蜂鳴聲。另外一路會輸入到發光二極管上，使發光二極管發亮。在溶液中插入圓珠筆筒的銅絲，將其串聯在總電路中，能夠將開關的作用發揮出來。當將生日卡的芯片與喇叭進行串聯后，需要在電路中并聯發光二極管。在實驗在實施及開展過程中，需要在待測溶液中插入檢測儀的2根銅絲，當溶液能夠進行導電時，會將整個電路接通，喇叭會發出蜂鳴聲，發光二極管會再次發亮，該種實驗現象較為明顯。若溶液不導電時，電路會形成電路，喇叭一般不會出現無聲，并且發光二極管也不會發光[2]。

三、電解質水溶液導電性實驗改進方法

電解質水溶液導電性實驗的制作材料包括發光二極管、生日卡芯片、直流穩壓電源、粗銅絲、圓珠筆筒、導線及模板等。在制作時，需要在木板上對各個器件的位置進行合理的規劃，在木板的適當位置上進行鉆孔，對發光二極管控制電路的器件進行制作，在圓珠筆筒內放入粗銅線，在木板上固定圓珠筆筒、發光二極管、喇叭、生日卡芯片、直接穩壓電源。在對導線進行連接時，需按照圓珠筆筒、發光二極管控制電路、發光二極管、電源負極的順序，對電路和元器件的連接情況進行檢查，并包裝成型。在開展實驗過程中，使用的電源為3V直流穩壓電源，電流不可過大，為500mA，以防止實驗在實施及開展過程中，受電解作用影響較大。電解質水溶液導電性實驗在實施及開展過程中，所使用的原材料為日常生活中廢棄的喇叭、生日卡中的發光二極管、粗銅絲、芯片等，由于以上材料在日常生活中較為常見，取材容易，并且造價較為低廉，使用起來便利，可將其廣泛應用于教學實驗中[3]。

溶液導電性實驗試筆儀在制作時，需要在裝置上添加粗銅絲、生日卡、圓珠筆筒等原材料。導電實驗筆在工作過程中，需要在同一電源下進行工作，在開展實驗操作期間，需要在待測溶液中插入2根銅絲，使用溶液進行導電，當發光二極管發亮后，喇叭會發出蜂鳴一樣的響聲。在對兩組溶液是否能夠導電，及導電的大小進行判斷時，可根據發光二極管能夠發光，喇叭中有無聲音來進行判定。例如，可在導電溶液中插入圓珠筆筒，另外一個溶液中插入不導電的溶液，前者會出現聲音，并且二極管發光，后者無明顯現象出現。

四、自制電解質水溶液導電性實驗教具體會

結合電解質水溶液導電性實驗的實際使用情況進行不斷的改進，取得了良好的實驗效果。以上實驗改進工作，符合新課程教學理念的要求，與新課程的課程標準相一致，實現了對生活中的廢棄物及低成本材料的使用，原材料包括電子元件、發光二極管、生日卡芯片、粗銅絲、圓珠筆筒等作為實驗的教具，為化學實踐活動及探究活動的實施及開展提供了渠道。實驗教具展現出了構思巧妙、立意新穎、易于推廣及使用方便等優勢，符合現階段的化學實驗教學要求，為教師更好的參與到創造性的教學中提供了機會，激發了學生的學習興趣，培養了學生的創作精神，強化了學生的動手實踐能力，實現了對廢棄物的再利用[4]。

結論：電解質水溶液導電性實驗教具進行不斷的改進，滿足了課程實驗教學的要求，促進了學生動手能力及實踐操作能力的提升，為學生能夠更好的參與到創造性的教學活動中提供了渠道，提升了課堂教學效果及質量，確保了電解質水溶液導電性實驗的有效開展。

參考文獻：

[1]劉吉利，謝宏偉，王錦霞等.電解質水溶液中鈷、鎳分離、提純研究進展[J].有色金屬科學與工程，2019，10（01）：1-7.

[2]解慕宗，林建芬.化學核心素養引領下的單元教學設計——以“電解質在水溶液中的行為”為例[J].中學化學教學參考，2018，11（13）：27-29.

[3]崔宏恩，姚紹衛，封志明等.電解質分析儀檢定過程中的基質效應變化規律研究[J].計量學報，2018，39（01）：130-134.

[4]岳慶先.基于概念建構的化學教學設計——以電解質在水溶液中的反應為例[J].化學教與學，2017，12（11）：78-82.

基金項目：

本文系福建省寧德市中學教育科學研究“十三五”規劃2019年度課題“改進實驗教具，提升中學生化學學習能力FJNDKT19-401”的部分成果。