創新實驗教學：一種中學化學實驗專用手套箱的發明

摘 要：化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗是化學教學的靈魂和支柱，是認識物質變化和變化規律的重要手段，是培養學生探究能力和創新思維的重要途經。由于當前化學課堂上的實驗教學時間分配不足、試劑設備等限制，不能達到應有的教學效果。本文作者設計了一種新型中學化學實驗專用手套箱，詳細描述了手套箱的組成與使用方法，總結了其在化學課堂上的應用優勢，為解決目前實驗教學存在的問題帶來新思路。

關鍵詞：化學教學;實驗教學;新技術設備;手套箱

隨著教學改革的不斷深入，新時代下教育部門對學生的實踐、創新能力等綜合素質提出了更高的要求。當前大多數化學課堂僅滿足了基礎知識的講授、概念模型的建立，不能真正有效開發和鍛煉學生的能力。化學實驗教學是實現素質教育、激發學生創新思維的重要手段，對于中學化學課程目標的實現，也具有十分重要的意義[1]。著名化學家戴安邦先生也提出要想更好地發揮化學的作用，最有效地方法就是通過化學實驗對受教育者進行教育[2]。基于此，化學實驗于當代化學課堂尤為重要。

一、化學實驗教學現狀

（1）實驗教學時間緊張：絕大部分學校沒有單設實驗課，教師們考慮到教學進度的問題，將學生實驗的時間改為集中觀看實驗視頻、背誦實驗現象[3]。沒有了實際的實驗操作，學生只能在腦中幻想實驗，而這樣學生就無法發現實驗中可能會出現的問題，更不能通過探究這些問題來加深對知識的理解、鍛煉自身的探究能力。

（2）實驗教學設計不合理：很多化學實驗的設計僅依據于考試大綱，實驗目的停滯在掌握知識層面，缺乏針對學生實踐、創新能力進行鍛煉和考察的設計。多數實驗方案、步驟套路化，失去探索的本質;部分實驗脫離實際，存在缺陷：如在人教版必修1的第四章第三節《硫和氮的氧化物》中的“驗證二氧化硫是否具有漂白性”這一實驗，將二氧化硫通入品紅溶液中，品紅溶液褪色則證明二氧化硫具有漂白性。已知二氧化硫與水反應生成亞硫酸是一個可逆反應，學生會產生質疑：為什么是二氧化硫具有漂白性而不是亞硫酸具有漂白性。

（3）實驗教學條件受限：一些化學實驗存在危險性和毒性，為了學生和教師的自身安全，教師們往往會跳過一些實驗。而且有些化學實驗對學校設備和教師操作能力都有較高的要求。由于上述條件的限制，很多老師會通過“講實驗”代替“做實驗”。老師的講授和標準答案替代了充滿未知和可能的實驗，澆熄了學生實驗探究的熱情，扼殺了學生深度思考的機會。

實際上，可以利用一些新技術設備改善化學實驗教學現狀，將化學課堂的靈魂——實驗還給學生和教師們。本文作者在調查了解到中學化學實驗中的一些不便之處后，設計了一種中學化學實驗專用的手套箱。

二、中學化學實驗專用手套箱

（一）手套箱的組成與使用

整個箱體長約為70-80cm，寬約為35-45cm，高約為60-65cm。箱體采用透明的密封性材質制成，既便于觀察，又能防止有害氣體逸出，對人體和環境造成危害。

箱體頂部開有兩個孔洞，孔洞內部固定一雙手套，便于實驗人員將胳膊伸入箱體。箱體頂部有一個矩形上面板，可向上打開，實驗人員可根據實驗需要，替換實驗藥品和儀器。上面板底部安裝抗高溫耐腐蝕且具有高密封性的透明膜層，可覆蓋上面板的左右邊緣，保證箱體密封性。箱體上面板左右兩端固定有鎖扣，用于肩帶扣鎖，便于實驗人員走動。

箱體靠上1/3處設有大橫板，橫板一側與箱體內側固定，橫板上安裝多個具一定高度且可調節大小的圓柱形底座，用于放置實驗藥瓶，底座采用透明材質，不遮擋藥品標簽。箱體兩側靠下1/4處向內設置小橫板，小橫板上可放置吸附性物品，用以吸收有毒有害氣體。

箱體的底面為裝置區，放置常用的實驗裝置：如酒精燈、鐵架臺、燒杯等。裝置區分為兩排，其中一排為滑行軌道，便于雙手快捷布置實驗裝置;在滑行軌道上設置可調節大小的固定圈層，將要使用的實驗儀器按照順序放置于圈層上。另一排既可以被設計成同樣的固定圈層，放置備用的儀器;也可以規劃為與箱體內前后面或者左右面相接的固定結構板，結構板上安裝一定數量的格子間，以放置備用儀器。

箱體兩側靠下位置開有通風孔，并在箱體外側與通風孔對應的位置設置可旋轉的封閉面板，對需加熱的化學實驗，可旋轉封閉面板，開啟通風孔，使箱體空氣充足，利于燃燒發生;當加熱步驟結束，為防止生成的氣體泄露，可將封閉面板旋轉，即密閉通風孔。同時在靠近通風孔的位置安裝小風扇，當產生有毒氣體時，可打開風扇使其快速擴散，再經吸附性物品，如活性炭等進行吸附。

（二）手套箱的應用優勢

（1）小巧便攜，節約時間。該手套箱可以移動，能在多個教學場景中使用。學校不必另設實驗課，同學們就能用手套箱在課上邊聽講邊做實驗。這樣既能鍛煉學生實驗操作能力，還能減小老師兼顧實驗課和講授課帶來的學習進度的壓力。

（2）靈活設計，消除限制。整個手套箱箱體采用透明的密封性材質制成，既便于教師與學生觀察，又能防止有害氣體逸出。而且箱體兩側安裝有通氣孔，可自主打開或關閉，具備燃燒需要的實驗條件。

（3）儲備豐富，方便探索。手套箱中實驗儀器儲備豐富，學生可在課外時間使用手套箱，進行興趣實驗（在教師指導下）。借助手套箱，既能擴大學生進行實驗探究的空間，又延長了實驗時間，可以發揮學生的創造力，有利于教師個性培養、因材施教。

三、結論

面對化學實驗教學在實際教學環境中所產生的一系列問題，引用新的技術設備——中學化學實驗專用手套箱是十分必要的。借助新設備的優勢，教師們壓縮了實驗課的時間成本，使更多實驗能夠在課堂上得以演示，為學生動手實踐創造了機會，最終發揮出實驗教學在化學課堂中應有的教學效果。

參考文獻：

[1]周丹玲.中學化學實驗教學存在的問題及對策[J].西部素質教育，2017，3（15）：233-234.

[2]沈芝，吳章青，趙強.中學化學實驗在學生素質教育中的重要性[J].山東化工，2019，48（18）：178-180.

[3]董進文.初中化學實驗教學現狀與思考[J].發展，2020（01）：91-92.

作者簡介：劉穎（1999-），女，漢族，河南鄭州人，本科，河南師范大學在讀生，研究方向：化學師范。