变废为宝巧探究——浅谈废物利用在初中化学探究实验中的应用和功能

陈沈华

（江苏省张家港市晨阳学校 江苏 张家港 215637）

新一轮基础教育课程改革大力倡导在各学科中开展探究式学习。 化学课程标准指出：“让学生有更多的机会主动地体验探究过程，……在‘做中学’的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。 ”而实验探究是化学学习的最重要形式。 但化学实验需要仪器药品才能实现，且新课程中每两节新授课就有一节课是通过学生动手实验来完成。这对实验室的要求提高，而目前学生人数多，班级多，实验室配备跟不上，由于学校经费有限，仪器、药品相当缺乏。指导学生利用生活中常见物品和废弃物制成简单的实验仪器或替代实验药品正是对学校器材不足的有效弥补，同时又可摆脱时间和空间的限制。

一、废物利用具体应用举例

1.药品的收集与准备

（1）常见金属制品

在生活中，铁制品最丰富，比如探究铁生锈的条件实验可以收集各类铁钉、铁丝；铜的收集主要是废电线中的铜芯，利用铜片可用来探究燃烧的条件；探究氢气的实验室制法的锌可以收集废电池的锌片；铝可以用电话线或电线中的铝芯来准备等。

（2）金属氧化物

初中化学中涉及金属氧化物的实验主要是探究冶炼生铁的实验和探究酸的性质中酸与金属氧化物的反应，都可利用锈蚀的铁制品来完成；氧化铜只需要将铜丝加热一下就能得到。 作催化剂的二氧化锰可用红砖屑等来代替。

（3）酸类

酸类经常会用到， 比如探究二氧化碳的制法和探究酸的性质，一般可以用家里的食醋来代替，也可用一些废酸来实验。

（4）碱类

熟石灰在生活中比较常见，也比较容易收集，可以用来探究碱的性质以及石灰水的配制；碱性物质除了熟石灰还可以肥皂水和面碱等物质代替。

（5）盐类

初中化学探究实验中常用盐类有食盐、 碳酸钙、小苏打、碳铵、硝酸钾等。 食盐家家有；碳酸钙可以收集一些废大理石或石灰石来代替；小苏打可用蒸馒头多余的发酵粉代替；碳铵是生活中常见化肥，农村家中都有；硝酸钾可用草木灰来提取。

（6）其他药品

家里的白酒、蔗糖、发酵粉、酱油，还有井水、自然水、纯净水都是实验药品的来源。

2.仪器的收集与准备

（1）玻璃器皿

盛放青霉素的小药瓶，因为体积小，且透明，一方面可用来盛放药品，作为试剂瓶，另一方面还可以作为反应容器，由于橡皮塞密封性能好，还可以作密闭容器使用。 当然需要盛放的量或反应的量多一些，可选择大一些的玻璃瓶。 另外利用废弃的墨水瓶可改装成酒精灯。

（2）塑料制品

眼药水瓶可用来代替滴管。 矿泉水瓶可用来探究气体（如二氧化碳）的溶解性或代替集气瓶，剪下上半部分还可作漏斗，用来倾倒液体或做过滤操作。 大号饮料瓶还可代替烧瓶。 饮料吸管可代替玻璃管，用于仪器的连接和探究人呼出的气体中存在二氧化碳等。 另外塑料面盆还可作水槽用。 身边的塑料袋也有很多妙用，如收集气体，做爆炸实验，取用一些有腐蚀性的药品作防护用等。 一次性针筒更是经常用到，如代替量筒、试管，探究气体和液体的微粒间空隙对比，自制净水装置，简易电解水装置等。 一次性塑料杯可用于探究气体密度（如二氧化碳）。

（3）其他器具

检验氧气的小木条可收集一些木条或废香来准备，另外小木条或旧筷子可代替玻璃棒。 破碗可代替蒸发皿、白瓷板和点滴板。 探究溶液的导电性时所需要的电极可以从废电池中得到。 探究粉尘爆炸可用旧茶叶罐来做

二、废物利用的教学功能

1.废物利用引导学生形成节约意识

我国幅员辽阔，资源丰富，这一直是国人引以为自豪的。 而由于我国人口居世界第一，人均资源却排名靠后。党中央、国务院对资源节约工作非常重视。胡锦涛总书记在2010 年5 月视察江苏时指出，“要在全社会大力宣传节约资源的重大意义，促进全民牢固树立节约资源观念，培育人人节约资源的社会风尚，坚决遏制浪费资源、破坏资源的现象。 ”在2010 年召开的中央人口资源环境工作座谈会上，温家宝总理强调指出：要重点抓好节约利用资源，大力发展循环经济。 坚持开发与节约并举，把节约使用资源放在优先位置，建设资源节约型社会。 在教学中引导学生废物利用目的之一就是培养学生形成节约意识，从小做起，从我做起，从身边做起。

在我校实验室，学生收集的材料整整有几柜，比如电线、铁钉、废电池、饮料瓶、一次性针筒等。 学生回家做探究实验时，有些须实验室提供的药品，学生都很好保管在自己的小试剂瓶中。 在做一些探究实验时，如探究实验室制氧气时，都能将废液自觉的倒入老师指定的地方，等到探究如何分离混合物时再将这些废弃物重新利用，分离出二氧化锰，回收再利用。

通过这种教育，实践，再实践，使学生的节约意识能够再升华。

2．渗透环保教育

人类以其科学技术改造自然，推动社会进步，但同时却给自身带来环境污染的不幸。 近代屡屡发生的公害事件终于使人们承认了这一事实，并发现化学品造成的对环境污染最为严重。 治理已发生的污染固然重要，而根本大计还在防患于未然，要使人们在建设的同时考虑到环境的影响，树立“环境意识”。 而新课程标准中也要求在教学中渗透环保意识等可持续发展观点。 在教学中引导学生回收废弃物重新利用目的之二就是让学生养成环保意识，促进社会的可持续发展。

如今， 我校初三学生不再将用过的旧电池随手扔掉，因为他们知道废电池有用，更主要的他们知道废电池会污染环境。 平时吃剩的饮料瓶及其他塑料制品不再焚烧，因为那样有害。 实验的废弃物也注意回收，不再随手倒入下水道。 通过对废弃物的收集，学生的环保意识得到明显加强。

3．废物利用为学生提供了更多的动手的机会

陶行知曾说过：“解放学生的大脑， 让他们多想一想；解放学生的双手，让他们多做一做；解放学生的嘴巴，让他们多说一说；解放学生的眼睛，让他们多看一看；解放学生的空间，让他们多动一动。 ”

以前由于受到药品和实验室的限制，老师演示实验多，学生动手实验少。 而如今，有些实验不再需要在实验室做，因为学生自己已将所需要的材料准备好了，在教室就能进行，同时学生可以摆脱时空的束缚，在家利用平时收集的材料自己动手进行探究。

4．促进科学探究实验的开展

新课程标准将科学探究作为突破口。 科学探究不仅是一种重要形式， 同时也是初中化学课程的重要内容，它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。 而化学实验是科学探究的重要形式。 化学实验又分为课堂实验和家庭实验。 很多探究实验在一堂课上是完不成的，这就造成很多探究实验需要利用课后在家里完成。 而老师不可能将仪器和药品分发给每一位同学回家做实验，很多仪器和药品就必须利用身边的物品和废弃物来替代，帮助同学完成这些探究实验。

比如探究铁生锈的条件，需要一周的观察，正是利用已经收集的药品和器具， 学生能在家自由的探究，同时学生不仅考虑氧气、水、酸、盐的因素，还增加了酱油、黄酒等其他条件的影响。 正是通过平时这些废弃物的收集，学生动手的机会大大增加，从而促进探究实验的开展。

5．培养学生创新意识和创造能力

美国自1985 年以来， 荣获诺贝尔化学奖的有22位，生理医学奖的有23 位，物理学奖的有23 位，经济学奖的有17 人。诺贝尔奖为何特别垂青美国人？美国国家科学基金会主任科尔韦尔说：“一个重要因素，是鼓励创新精神和向各种假设提出挑战。 ” 而我国长期以来，以“应试教育” 为特征的传统教育压制和扼制了人的个性和与生俱来的创造性。 而通过利用身边的物品和废弃物自己设计实验仪器开展探究实验，充分发挥了学生的主动性和创造性， 切实培养了学生的创新意识和创造能力。

由于很多实验需要更多的时间和空间，同学们大部分是在家完成这些探究。 正由于利用身边的物品和废弃物做实验，学生怀着极大的兴趣去寻找合适的器材。 另外没有老师的限制，学生思维活跃，极易摆脱课堂和书本的束缚， 摸索出自己独具匠心的实验装置和实验方法。 比如：回家探究氢气的制取时，学生所选原料多种多样，金属用锌粒、铝线、铁钉、硬币、铜丝等多种材料进行探究，所选器具也是五化八门，有用小的酸奶瓶，有用针筒的，还有同学用眼药水瓶代替滴管滴加醋酸，用透明胶布做密封等。 由于完全的自由设计，既避免了雷同，又体现了个性，虽然很多学生的设计不很成熟且不够严密，但他们的创造性得到发挥，创新意识得到了加强。

三、后记

我校虽是一所农村学校，但初三有13 个平行班，每年仅化学实验就耗资上万元，但实验药品和实验仪器还不能满足所有实验的开展。 通过学生利用平时收集的药品和器具进行探究实验， 为我校节约了一大笔开支，同时许多书上没有的探究也能得以开展，学生的探究意识也逐渐增强，探究能力大大提高，创新精神高涨，整个教学也得到了加强。