医学注射器在科学实验中的应用Word下载.docx
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在科学实验中可作“量筒”、“滴管”、“集气瓶”、“分液漏斗”“试管”等,能模拟“气筒”、“汽油机”、“潜水艇”、“液压千斤顶”等,代替“真空罩”、“抽气机”、“气压计”等,不胜例举。
下面笔者择取其中几个实验作简要概述。
一、测量二氧化碳溶于水的体积比。
图1
此实验在华师大版科学教材七(下)第二章第4节《二氧化碳》一节中有说明,但不够详实。
笔者对实验进行了如下改进:
在一只注射器中抽取20mL的水,在另一只注射器中抽取30mL二氧化碳。
然后用一只单孔橡皮塞紧密连接(如图1所示)。
将水全部注入到二氧化碳的注射器内,用手握紧三者用力振荡10s左右,读出活塞所对应的刻度,即可得到溶解的二氧化碳的体积。
实验改进后的优点有:
操作简便,可充分振荡混合,实验结果准确,节约时间。
二、汽油机模型实验演示仪。
此实验是对华师大版科学教材九(上)第五章第3节《热机》中原有实验的改进。
实验用途是演示汽油机模型的一个主要工作过程——做功冲程。
原有的实验有以下缺点:
大多实验室中缺少起电机;
软木塞类比于活塞差强人意;
汽油不太方便获取。
图2
基于以上考虑,笔者设计了一套汽油机模型实验演示仪(如图2所示)。
制作材料:
电子打火机一只,50mL注射器(带活塞的针筒)一只,小针(缝衣针)一枚,铁架台一只。
制作方法:
1.拆开电子打火机,取出电子打火器,剩余部分让其能在按下按钮时排出打火机燃料气体即可。
2.取下注射器的针头,在针头附近的注射器壁上插入一根缝衣针。
3.将打火器的引线通过注射器上连接针头的小孔,调节引线顶端与缝衣针的距离,再用棉花(小纸片也可)将引线固定。
4.一只手按住缝衣针,另一只手按下打火器,观察此时是否有火花打在缝衣针上。
若有火花打出,则装置制作完成。
如果没有,则可通过更换较新的打火器或再调整引线与缝衣针的位置达到目的。
使用方法:
1.将本教具放置在水平桌面上,不得在装置的上方有日光灯或电风扇的位置进行实验,以免弹出的活塞损坏公物。
实验时确保装置稳固,针筒竖直放置。
2.缓慢拔出注射器的活塞,往针筒管口处注入适量的打火机燃气。
打火机燃气的密度大于空气的密度,故能顺利地进入针筒。
如果打火机出气的快慢相当于点火时中等火焰大小时,则注气时间为5秒左右即可。
由于丁烷的爆炸极限为1.9%-8.4%,注入气体不可太少,也不宜过多。
注入燃气后,插入活塞。
3.左手接触缝衣针,以便火花能顺利打出,右手按打火器。
如果气体的量合适且其他操作无误,则实验能够成功。
伴随着一声爆鸣声,活塞被高高弹起。
若两次打火失败,可向下推活塞再拉回,以适当减小燃气的含量,再进行实验。
所以,在前面注气时可注入略多一些的燃气,以保证实验的成功。
特点:
装置简易,可操作性强,成功率高,效果优良。
实验装置取材方便,避免了因实验器材不足而无法开展这个实验的弊端。
实验操作简易,安全可靠,并且利用活塞的可调节性大大增加了实验的成功率。
在课堂里进行演示教学能很好地吸引学生的注意力,激发学习的兴趣,帮助学生理解学习上的难点。
三、探究真空中能否传声。
此实验的传统做法是在玻璃罩内抽取空气,然后听闹铃的声音变化。
华师大版科学教材八(下)第一章第2节《声音的产生和传播》中,是用抽气筒抽取广口瓶内的空气,听音乐芯片发出的声音的变化。
可是实验效果相当差,并没有我们所期望的“听不到声音”或“几乎听不到声音”。
在此基础上老师再进行假想实验,引导学生理解假设抽成真空会听不到声音,就显得很乏力了。
而如果用注射器来提供“真空”,实验效果又会如何呢?
且看操作过程。
图3
在一张废弃的音乐贺卡的卡片上拆下电子小喇叭,用细铜丝(漆包线)连接后,将铜丝从拔掉活塞的注射器的尾端向前穿出注射器口,再穿过一个单孔橡皮塞。
将注射器内的活塞都推至底部,然后再将两个注射器用橡皮塞连接(如图3所示)。
先让学生听没有抽拉活塞时,小喇叭的声音大小。
再将一侧活塞拉开,声音会逐渐减小。
为使效果更好,可再拉开另一只活塞至最大位置处。
笔者试验过后,效果很理想,可以达到“几乎听不到声音”的效果。
该装置组装很方便,可多次循环使用。
如果能获得教材上所出示的“音乐芯片”,实验装置则就更简便了。
遗憾的是,笔者未能获得音乐芯片,有条件者可以试一试。
四、测量空气中氧气的含量。
图4
原实验在华师大版科学教材七(下)第二章第2节《空气的成分》中有说明,是比较传统的做法。
它具有容器大、可视性强等优点,是老师教学上作为演示实验的首选。
但它的缺点又是非常明显的,诸如:
引燃时污染物会外泄;
盖上橡皮塞的过程中,空气发生反应或流动对实验结果有影响;
液面上升后,容器内外气压不一致,会造成偏差;
容器内氧气未充分耗完,仍有少量氧气残存时燃烧就停止了;
划刻度线,点燃红磷,塞紧橡皮塞等操作比较麻烦;
等等。
因此老师在教学这一知识点时,常常会对实验加以改进。
笔者作了这样的尝试:
在大试管中装入足量的红磷,用铁架台固定,用橡皮塞塞紧(需要足够紧)试管口,橡皮塞带玻璃导管。
取一根同样规格的试管装满水后,将水全部倒入烧杯中,然后注射器将倒出的水全部抽到注射器中(若考虑红磷体积德影响,可略微少抽一点),并排出注射器内的空气,再用橡皮导管连接,橡皮导管上夹有止水夹(如图4所示)。
先读出注射器的刻度示数,读数代表试管的容积,即试管内气体的总体积。
点燃酒精灯,持续加热,直至红磷和氧气充分反应,再停止加热,冷却至室温,打开止水夹,待注射器内的水流入试管稳定后,读出注射器内剩余水的容积。
改进后的实验优点有:
污染物质不外泄;
氧气充分被反应,内外气压保持平衡,使测量结果较准确,且做到了定量的测量。
本实验也可以用注射器抽取一段空气柱代替上述的水进行实验。
但综合对比来看,还是抽取与试管等容积的水做实验更有实际意义,能让学生在感性上有量的对比的认识。
五、注射器在教材中的使用和常见的其它用法。
注射器作为教具是很受青睐的。
华师大科学教材上直接使用注射器的实验也有很多处。
如:
华师大版科学教材八(上)第四章第4节《物体浮沉条件及其应用》中的活动“探究潜艇沉浮的道理”;
华师大版科学教材八(上)第六章第4节《植物体内有机物的制造和分解、利用》中的活动“沉入水底的叶圆片为什么会浮上水面”;
华师大版科学教材八(上)第三章第3节《大气压强》中的活动“气体压强对液体沸点的影响”和“气体压强和体积的关系”等。
在一些资料中,包括学生经常做的一些练习中,也经常会出现使用“注射器”的题目。
老师在教学时可以灵活加以选用。
下面笔者选择其中具有代表性的,以简图的方式作些说明。
如下图。
图5:
演示气体分子间的引力和斥力。
图6:
测大气压强。
图7:
作“气筒”,向装置不断提供气体。
图8:
检测装置气密性。
图9:
注射器充当“分液漏斗”。
图10:
演示“千斤顶”、“液压机”的设计原理——帕斯卡定律。
图6
图5
图7
图10
图8
图9
注射器物美价廉,作为科学实验的器材,还有很多用途待我们去发现。
只要我们细心钻研教学、合理整合教材,生活中很多物品可以供我们使用。
用简易的自制教具进行有效的课堂教学,教师可以体会到教学至真至纯的乐趣,学生可以感受到科学至高至美的魅力。
这不正是“轻负高质”的美好教学场景吗?
自制教具,掀起你的盖头来。
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作者:
徐荣军
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更新时间:
2012-10-29
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