NaOH与CO2的创新实验设计论文

NaOH与CO2的创新实验设计论文（共8篇）

篇1：NaOH与CO2的创新实验设计论文

摘要：为提高学生的探究能力，可设计NaOH与CO2反应的探究实验。该探究实验有助于学生树立实验设计理念，开阔思路，提高学生设计实验的能力。该探究实验设计遵循实验改进的科学性、实用性、简约性、安全性原则；有利于学生借助对比实验来增加实验设计的严谨性。

关键词：二氧化碳；氢氧化钠；现象；环保

人教版化学九年级下册（2012版）第十单元课题1（第56页）涉及有关碱的化学性质探究的内容。因为NaOH溶液与CO2反应无现象［1］，所以教师一般是引导学生设计实验装置，并从以下两个角度探究NaOH溶液与CO2确实发生了化学反应。其一，利用反应物CO2是气体，而生成物中没有气体的现实，让NaOH溶液与CO2在一密闭容器内（如软的纯净水塑料瓶）接触，即发生反应；又因其压强发生变化，从而使软的纯净水塑料瓶发生形变。教师应引导学生发现以下问题：既然CO2能溶解在NaOH溶液的溶剂—水中并与之反应，为了证明溶质NaOH与CO2反应，就要做一个CO2与水在密闭容器中接触的对比实验，以增强实验设计的严谨性。其二，利用化学反应的本质特征———有新物质生成的现实，教师应引导学生设计以下实验：利用稀盐酸和BaCl2溶液来验证NaOH溶液与CO2反应的生成物为碳酸钠。

1实验仪器及试剂

1.1实验仪器

两个软的纯净水塑料瓶（500mL、带盖）、两根输液管、注射器若干、小试管。

1.2实验试剂

浓氢氧化钠溶液、稀盐酸、石灰水、BaCl2溶液等。

2实验装置

其组成说明为：取两个500mL相同的软质纯净水塑料瓶，用热的铁钉在瓶盖上打孔（内连有输液管）且用AB胶密封。

3实验步骤

（1）用塑料瓶收集两瓶（500mL）CO2并验满。（2）分别盖好瓶盖，一瓶盖上的注射器里盛有20mL氢氧化钠饱和溶液，另一瓶盖上的注射器里盛有等量的水。（3）同时挤压两注射器后振荡两塑料瓶，观察两者变瘪的程度。学生通过观察和分析后得出：NaOH与CO2发生了化学反应。（4）用注射器抽取更瘪塑料瓶中的液体，将其注入盛有BaCl2溶液的试管中，立即有白色沉淀生成，从而证明NaOH与CO2发生了化学反应。（5）用注射器向更瘪的塑料瓶中加入适量的浓盐酸，振荡；待塑料瓶恢复原状后用注射器抽取瓶内气体，并将气体注入盛有石灰水的小烧杯中，观察现象；石灰水变浑浊，说明NaOH溶液与CO2在一密闭容器内接触并有碳酸盐生成，则进一步证明了NaOH与CO2发生了化学反应。

4改进意义

（1）利用日常生活中的废旧用品设计实验，既达到实验目的，又遵循了实验改进的科学性、实用性、简约性、安全性原则。（2）可引导学生根据反应物、生成物的性质或状态的变化来设计实验方案。（3）利用对比实验增加了实验设计的严谨性。（4）从多个角度让学生认识到，尽管CO2通入NaOH溶液中无现象，但确实发生了反应。由此出发，引导学生进行实验设计，从而提高其实验设计能力。

参考文献

［1］张金华.验证NaOH与CO2的反应[J].农村青少年科学探究，2010(3):24.

篇2：NaOH与CO2的创新实验设计论文

我们学习了碱与酸性氧化物反应时，做co2与naoh溶液反应，是看不到现象的。为了使实验现象明显，可采用以下方法来实验。  1.将充满co2的试管倒放在水中，将另一支充满co2的试管倒扣在naoh溶液中，过一段时间，将观察到放入水中的试管内液面略有上升，放入naoh溶液中的试管内液面上升较明显。说明co2 少量与naoh溶液中的水反应，大量的co2 与naoh反应。      2.让naoh溶液与co2气体反应，然后看水中导管内液面上升情况。实验后观察到水槽中导管内液面明显上升，且会吸入烧瓶内。原因是co2 与naoh溶液反应，使瓶内压强减小，使水槽内的水倒吸入烧瓶内。      3.将naoh 溶液放入锥形瓶中与co2反应，使其压强减小，这时观察到广口瓶内长导管不断冒气泡。      4.将胶头滴管中的naoh溶液挤入烧瓶，naoh溶液与co2反应，一会儿，我们会看到喷泉现象，原因是开始挤出的naoh溶液与co2反应后，使烧瓶中的压强减小，下面的naoh溶液又会吸上来继续与co2发生化学反应。      5.向一个充满co2的塑料瓶内倒入naoh溶液，盖上盖子振荡，你会看到塑料瓶很快变瘪。         6.将分液漏斗中naoh溶液放入广口瓶内，naoh溶液与co2反应，使瓶内压强减小，你会看到瓶内小气球迅速膨胀起来了。        8.在装有naoh溶液的烧杯中通入co2气体，过一会儿，倒入cacl2溶液会出现沉淀物，因为co2气体与naoh溶液反应生成了na2co3，na2co3又与cacl2溶液反应，生成caco3沉淀物。     9.先在广口瓶内充入co2气体，再倒入naoh溶液，然后在广口瓶上放一个去壳的熟鸡蛋。振荡，co2 与naoh溶液反应，过一会儿，你会看到熟鸡蛋被吸入瓶内。

10.在两个容器中装满naoh溶液，向a中充入co2 气体，会看到a中有气泡产生，且a中会有部分溶液流入b瓶中，但b瓶中长导管不会冒气泡。因为co2 与a中naoh 溶液反应后，没有co2 进入b瓶，若co2 不与naoh 溶液反应，则b中长导管一定会冒气泡。

篇3：NaOH与CO2的创新实验设计论文

在选择设计制取二氧化碳的装置所需的仪器时, 除了熟悉的常规实验仪器, “也可以另选或自制仪器, 还可以利用代用品”。我们利用微型气体实验仪设计的实验装置不仅可以制取二氧化碳, 而且可以同时试验二氧化碳的多方面性质, 同时具有节省药品, 实验容易控制, 成功率高, 二氧化碳排放量少等优点, 有利于对学生进行创新精神和环境保护教育。

一、仪器和药品

微型气体实验器、微型集气瓶、胶头滴管、塑料滴管、带导管的单孔橡皮塞、T形管、胶皮管、橡皮塞、小烧杯、酒精灯。

石灰石 (或大理石) 、稀盐酸 (1∶2) 、紫色石蕊溶液、澄清石灰水、细镁条、稀氢氧化钠溶液。

二、实验装置

如图3所示。在连接组装仪器时, T形管和微型集气瓶的导管、带橡皮塞的导管之间要紧密接触, 使微型集气瓶能够向上直立起来。

三、操作步骤

1. 组装仪器

把一只塑料滴管从中间剪开, 将一只玻璃管塞进带有细径的一半, 制成套有去底塑料滴管的玻璃管, 将细径部分插入T形管内并用胶皮管连接密封好。按图3所示连接组装仪器。

2. 检查装置的气密性

在微型集气瓶的瓶口塞紧一只橡皮塞, 将套有去底塑料滴管的玻璃管的下端插入盛有少量水的小烧杯中。挤压胶头, 导管口有气泡产生, 松开手, 导管内形成一小段水柱, 过一会儿, 液面不下降, 说明装置不漏气。

3. 制取并收集、检验二氧化碳

在微型气体实验器底部的凹坑内加入适量细小的石灰石, 再用塑料滴管分别在直管部分的小凹坑内滴入一二滴紫色石蕊溶液和一二滴澄清石灰水, 然后按图3组装好仪器。

在胶头滴管内吸入稀盐酸, 插入微型气体实验器的支管内, 在微型集气瓶的瓶口塞一团棉花, 挤压胶头, 滴入稀盐酸, 制取二氧化碳, 在微型集气瓶内用向上排气法收集二氧化碳。过一会儿用燃着的木条检验二氧化碳。

4. 试验二氧化碳的性质

(1) 二氧化碳和紫色石蕊溶液、澄清石灰水的反应

生成的二氧化碳在装置内直接和小凹坑内的紫色石蕊溶液、澄清石灰水的反应, 要注意观察实验现象, 比较反应前后的变化。

(2) 镁条在二氧化碳中的燃烧

用砂纸把镁条表面的氧化膜擦净, 剪成细条, 再绕成螺旋状, 点燃后立即插入充满二氧化碳的微型集气瓶内, 同时挤压塑料滴管的吸泡, 滴入稀盐酸, 补充二氧化碳的量, 观察镁条在二氧化碳中的燃烧现象。

(3) 二氧化碳溶于稀氢氧化钠溶液的喷泉实验

用橡皮塞塞紧微型集气瓶的瓶口, 再制取少量二氧化碳, 排除细径内的空气。然后再反复挤压几次胶头 (滴管内少量的稀盐酸已经消耗完) , 促使二氧化碳的溶解。稍微等一小会儿, 可以看到氢氧化钠溶液通过细径被吸进微型集气瓶中, 形成喷泉。最后整个微型气体实验器和微型集气瓶内都有大量液体。

用澄清石灰水代替稀氢氧化钠溶液, 也可形成喷泉, 同时也能观察到澄清石灰水变浑浊的现象。

四、小结

篇4：NaOH与CO2的创新实验设计论文

关键词：CO₂ ；NaOH；实验改进；实验教学

文章编号：1005–6629（2014）2–0040–01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

CO₂ 与NaOH溶液的反应在初中化学中十分重要。它们之间虽然发生反应，但观察不到明显的实验现象，为此对实验装置进行了改进。改进的目的：凸显CO₂ 与NaOH的反应现象；改进运用的原理：沸点与压强的关系，即气体压强小、沸点低，气压大、沸点高[1]。实验的现象：当加入的NaOH溶液与CO₂ 气体反应时，CO₂ 气体减小得越多则瓶内气体压强减小得越厉害，从而会大大降低水的沸点，因此能使接近沸腾的热水沸腾起来。

1 实验仪器及用品

锥形瓶（2个）、烧杯、玻璃导气管、橡胶管、橡胶塞、注射器（2个）、热水、CO₂ 气体、蒸馏水、浓NaOH溶液（质量分数约40%）等。

2 实验装置图

改进的实验装置如图1所示。

3 实验操作和现象

如图1，将装置按图连接好，并检查装置的气密性。取A瓶盛满CO₂ 气体，取B瓶倒入96℃以上但未沸腾的热水，同时烧杯中也加入同样的热水（起到水浴保温的作用），然后将两个锥形瓶用带橡胶塞的导气管连接起来。接下来取两个注射器，分别抽取20 mL的水和20 mL的浓NaOH溶液。

（1）先将20 mL的水注入到A锥形瓶中，振荡后观察，B锥形瓶中的热水并没有沸腾；该现象说明了水与CO₂ 气体反应，CO₂ 气体消耗得少，容器内气体压强减小的幅度不大，沸点降低较小，不足以使热水沸腾。

（2）取下盛水的注射器，再将另一支盛有20 mL浓NaOH溶液注射器迅速连接到A锥形瓶上，紧接着注入该溶液并振荡，可以观察到B锥形瓶中的水剧烈沸腾起来。通过对比实验，有力地说明了CO₂ 与NaOH发生反应使瓶中气体明显减少，导致瓶中的压强也大幅度地减小，水的沸点明显降低，从而使热水沸腾起来，实验现象明显，效果良好。

4 实验创新点及其意义

（1）实验现象十分明显且有趣味性。使原本没有明显现象的实验，变得更直观，更有说服力。

（2）学以致用。充分利用所学的物理知识解决化学中的问题，培养学生跨学科思考问题、解决问题的能力。

（3）取材生活。实验中利用了注射器等替代品，这些用品在生活中都容易找到，且安全无污染，使化学实验探究活动由课内延伸到课外，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的动手能力和创新能力。

参考文献：

篇5：NaOH与CO2的创新实验设计论文

从破坏形态方面,激光对光学材料的损伤主要有面损伤与体损伤2种,2种损伤均会对光电传感器的性能产生很大的影响.其中面损伤是一种轻度损伤,只对光学材料表面造成损伤或炸裂.体损伤是一种重度损伤,可以将光学材料熔蚀出较大的孔洞或粉碎性炸裂[2,3].

当光学材料受到轻度损伤时,会导致表面受损,由于这种表面损伤不可能是完全均匀的,在受到激光辐照的范围内会形成烧蚀不均匀的粗糙表面,在某些局部,面损伤比较重,甚至形成穿孔.这会使透过光学材料的光束发生弥散、偏转及波束的畸变等,将改变光学材料原来的透光性能,最终影响光电传感器的性能.而当光学材料受到重度损伤时,光学材料会被炸裂,一旦发生这种破坏,对于光电传感器是致命的.

1 相关实验及现象

利用如图1所示的实验装置开展光学材料损伤效应研究.实验装置由大功率激光器、能量控制装置、激光参数检测单元、光闸、光束控制系统、激光屏蔽室、损伤实时监测装置和实验样片(靶标)等组成.其中实验样片包括K9、石英、MgF2、CaF2、CVD ZnS、多光谱ZnS和热压ZnS等多种材料.

大功率连续CO2激光器发出的激光,通过能量控制装置、光闸和光束控制系统后,照射到实验样片上,实验中激光参数监测单元对激光光束的特性进行了实时测试,损伤实时监测装置对实验样片的损伤形貌进行了实时测试.观察到了如下的实验现象:

(1)对于可见光工作波段的光学材料,其可见光透过率为98%以上,在激光辐照下,光斑中心处先出现了局部的薄膜脱落现象,逐渐扩大化,30 s后,扩大为表面损伤.

(2)当激光输出功率进一步提高时,光斑中心处先出现局部的表面裂纹现象,逐渐扩大为体裂纹,30 s后,出现体炸裂.

(3)激光辐照近/中红外工作波段的光学材料时,也相继出现了这样的现象,只是损伤面貌、辐照的功率值和转为体炸裂的时间不同.

(4)在辐照激光功率低于460 W、辐照驻留时间1 s的条件下,利用热像仪和显微镜可以观察到光学材料表面发生了变化,见图2.

(5)在辐照激光功率为460 W,驻留时间1 s的条件下,光学材料出现了轻度损伤(磨砂效应),其损伤面貌见图3.

(6)在辐照激光功率为550 W,驻留时间1 s的条件下,光学材料出现了轻度损伤和重度损伤的临界态(光学材料表面部分龟裂,部分发生体炸裂),其损伤面貌见图4.

(7)在辐照激光功率为620 W,驻留时间1 s的条件下,光学材料出现了重度损伤(体炸裂),其损伤面貌见图5.

2 分析与讨论

在不同参数的激光辐照下,出现了上述的磨砂效应、表面龟裂效应和体炸裂效应,下面对上述的一系列损伤效应进行分析和讨论.

(1)激光对光学材料的损伤主要源于光学材料的本征吸收,但“透明”材料对激光的本征吸收很小,不足以直接导致破坏.在连续CO2激光对光学材料的损伤中,光学材料对激光的吸收系数是最基本的参数,其中,表面吸收又占主导.

能量为J0的激光经过厚度为d、吸收系数为α0的光学元件后,光强就会降为

式中,J0为辐照激光的能量;R为光学材料的表面反射率;d为光学材料的厚度;α0为光学材料的吸收系数.

光学材料吸收激光后,引起的表面温升为

式中,M为光学材料克相对分子质量;ρ为光学材料密度;C为光学材料的克分子热容量.

因此,光学材料的吸收系数对激光损伤有着直接影响,一般是吸收系数越小,激光损伤阈值越高,吸收系数越大,损伤阈值越低.激光照射光学材料,由于吸收产生能量沉积,使得相当部分的光能转化为热能,形成对光学材料的热破坏源.当光学材料的表面温度达到材料的极限温度,就会发生损伤.

(2)当光学材料表面吸收激光能量,温度会升高.而连续CO2激光对光学材料的非均匀加热会产生热应力,随着驻留时间增加,热应力就会积累. 由热应力所引起的损伤,可以用光学元件的抗热冲击阻抗RH来表示:

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式中,S为机械强度;v为光学材料的泊松比;κ为光学材料的热导率;α为光学材料的热膨胀系数;E0为光学材料的弹性模量.

RH越大表示光学材料的激光损伤阈值越高,抗激光破坏的性能越好.

光学材料的热稳定性越好,激光损伤阈值越高,最终导致的损伤现象将是热熔融.影响光学材料热稳定性的具体因素有材料的抗拉强度、弹性模量、热导率、热容、密度及热膨胀系数,其中以热膨胀系数的影响为最大,热膨胀系数越小,热稳定性越好.

如果光学材料热稳定性差,激光产生的热应力达到材料断裂强度时就会产生宏观破坏,会使光学材料发生炸裂或解理,这时光学材料本身的温升尚未达到软化或熔融温度,最终导致的现象不是热熔融而是炸裂.另外,激光损伤阈值还与光学材料的熔点、密度等物理量有关,熔点越高,密度越大,则激光损伤阈值就越高.

(3)连续激光照射光学材料表面时,由于急剧加热或冷却使光学材料产生急剧的温度变化,也会产生热冲击应力.热冲击应力比正常热应力强,更容易造成光学材料的表面损伤.对于不同的光学材料,其表面损伤形貌会有些不同.

(4)在激光作用下,光学元件的介电常数ε(或折射率ν)与激光电场强度矢量Ε有关,即

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或

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式中,ε0为光学材料的线性介电系数;n0为光学材料的线性折射率;ε2为光学材料的非线性介电系数;n2为光学材料的非线性折射系数;E为激光电场强度矢量.

由于入射激光强度分布为高斯型光束,造成光学材料的折射率也有类似的分布,因此光束中心部分的相对速度变小,而在边缘部分则较大,这就会使光波的等相位面变成凹面,光束逐渐汇聚成很细的光丝,中心处功率密度可以很高,易导致光学材料的破坏.

(5)由于光学材料的热膨胀性能和温度折射率效应,光学材料在发生熔融前,其材料体内已产生了很强的应力,会对光学材料造成功能损伤.功能损伤会使光学材料发生表面形变、像场畸变、光学参数变化、热致伸缩变形、梯度折射率效应、光束偏转、透过率降低等.光学材料出现这些变化,将会严重影响光电传感器的成像质量.

(6)不同波段的光学材料其激光损伤阈值相差很大.由于长波红外光学材料对CO2激光束是“透明”的,其激光损伤阈值很高,不易受到CO2激光束的破坏.而对于其他波段的光学材料,其激光损伤阈值低,易受到破坏.

3 结 束 语

实验选取多套实验样片,综合分析了常用光学材料特性,并在宏观和微观上对实验现象进行了一些分析和讨论.

参考文献

[1]袁永华,刘颂豪,孙承纬,等.激光对红外系统的失效机理和破坏效应研究[J].强激光与粒子束,2003,15(1):45-49.

[2]李华,成斌,王非,等.国外强激光武器试验技术[J].光电技术应用,2003,18(3):1-4.

[3]孙承伟.激光辐照效应[M].北京:国防工业出版社,2002.

篇6：NaOH与CO2的创新实验设计论文

关键词：初中化学；反应；实验探究

为了解决这个问题，笔者多年的做法如下：

1.提出问题：同学们，你们能设计一个实验证明，证明CO2与NaOH发生反应吗？

学生可能有多种方案：（1）取少量NaOH溶液于试管中，再滴加酚酞试剂，溶液变红，通入CO2一段时间，观察现象。（2）或将CO2收集到矿泉水瓶中，加入NaOH溶液后，迅速盖紧瓶盖。振荡瓶子，观察现象……

2.按学生的设计完成实验。

3.反思评价。对于“1”所设计的实验（1），学生发现，溶液始终为红色。学生产生了强烈的求知欲。在实验和思考无果的情况下，笔者适时补充实验：取Na2CO3溶液，滴加酚酞溶液，学生观察到溶液变红，十分不解。这时，再给学生讲解，Na2CO3溶液呈碱性，能与酚酞变红色。还可及时提问：与酚酞变红色的溶液一定是碱性溶液的说法对吗？

对于“1”所设计的实验（2），有学生提出了质疑，CO2溶于水也能使矿泉水瓶变瘪，不足以证明CO2与NaOH发生了反应。针对这一新问题。再次抛给学生。其间，教师可以适当点拨：前面我们是怎样检验石蜡中含有C和H的？至此，学生设计出以下方法：（1）收集同样多CO2加同样多水，进行对比实验。（2）取反应后的溶液少 许于试管，滴加稀盐酸，观察是否冒气泡。然后实验，得出结论。教师还可以增加实验：取反应后溶液少许于试管中，滴加CaCl2溶液，让学生观察现象。为后面碱和盐的反应埋下伏笔。

4.拓展提高。学生弄清上述问题之后，可以提出更深层次的问题：NaOH是逐步变质的，我们如何检验变质程度呢？

教师提示：上面我们已知道，Na2CO3溶液也能使酚酞变红色。显然，直接用酚酞检验NaOH是否还存在，Na2CO3有干扰作用，怎么办？

结合上述老师做的实验：Na2CO3与CaCl2的反应，你想到了什么？

学生根据这些提示，设计出实验方法。同学们可以交流、评价。对有兴趣的同学，可以在课外活动中进行实验。教师还可以提出以下问题供学生思考：（1）能用Ca（OH）2溶液除去Na2CO3吗？（2）怎样将变质的NaOH溶液中的Na2CO3除去？

以上是笔者对该内容的一种不成熟的处理。但学生确实在不断的矛盾冲突中思维得到了升华，兴趣得到了极大的激发。不过本人也知道，这样做，增大了教材难度，有过于拔高的嫌疑。至于到底怎么做？希望有志同仁给予指导。

（作者单位 湖北省房县大木初中）

篇7：NaOH与CO2的创新实验设计论文

随着计算机技术和数值计算方法的不断发展, 利用计算机模拟技术研究分子的性质已得到广泛的应用。在模拟的过程中, 首先要建立初始模型, 由于初始模型的构建通常是靠大量的实测数据的平均值, 所以构建出的初始模型不是分子的稳定结构。因此要应用最优化方法对初始模型进行结构优化。这一问题从数学模型建立、求解及最后的结果分析都不是很复杂, 可以应用到数学实验中。数学实验中常用的最优化方法有单纯形法、最速下降法、共轭梯度法和牛顿-拉森方法等[8,9]。共轭梯度法因其存储小, 收敛性好等优点可以用来解决结构优化问题。

一、实验目的及要求

(一) 实验目的。理解共轭梯度优化方法的基本原理及其优化特点。

(二) 实验要求。掌握共轭梯度方法编程技巧, 并能对分子模拟初始模型进行优化。

二、实验原理

共轭梯度法是1952年Hesteness和Stiefel为求解线性方程组提出的, 后来用于求解无约束极值问题[10]。它是一种重要的优化方法。共轭梯度法的基本思想是把最速下降法与二次函数共轭方向结合起来, 利用已知位置处的梯度构造一组共轭的方向, 并沿着这一组方向进行一维搜索, 求出目标函数的极小点。

(一) 共轭方向的构造。共轭方向可依据Gram-Schmidt正交化方法来构造。设Q是n×n阶对称正定矩阵, g0为任意向量。定义向量序列{gi}和{pi}如下:

取:{λii==gig iΤpgΤiiQΤgΤ+pi Q1ipQipi (2)

可使集合{gi}相互正交, 集合{pi}是相互Q共轭的。

(二) 共轭梯度方法。由式 (1) 和 (2) 构成的向量集{pi}是相互Q共轭的, {gi}是相互正交的。当令gi=-△楋 (xi) 时, 以下求极值的算法称为共轭梯度法。

初始值取x0, p0=g0, =-△楋 (x0) , 其中, gκ为κ点处函数△楋 (x) 的梯度, 共轭方向为从κ点开始维搜索的方向。

三、实验步骤

第二, 应用MATLAB软件编程实现共轭梯度算法。

第三, 用第二步中实现的共轭梯度算法对第一步中构筑的Fe原子初始模型进行结构优化。

第四, 实验数据处理与分析。

四、结果与讨论

图2给出的是应用共轭梯算对Fe原子初始结构进行结构优化过程中Fe原子的能量与晶格常数间的变化关系, 其中方块表示能量的数据点, 黑色的实线是拟合的曲线。由拟合曲线得到Fe原子的能量在晶常数为2.855时达到最小。因此晶格常数为3.0时的初始结构并不是稳定结构。体系处于稳定结构时的晶格常数应该是2.855。

五、结语

通过上述实验:可以使学生了解共轭梯度方法的基本原理, 掌握应用MATLAB编程的技巧, 对于分子模拟结构优化的科学研究问题也有了初步的认识, 为学生以后从事科学研究和生产活动打下一定的基础。同时通过该实验的实施可将自主创新的科学理念融入到学生的日常学习和实验中, 激发学生探索科学问题的热情, 培养学生的创新意识。

参考文献

[1]姜启源, 谢金星, 邢文训.大学数学实验[M].北京:清华大学出版社, 2005

[2]艾冬梅, 李艳晴, 张丽静.MATLAB与数学实验[M].北京:机械工业出版社, 2014

[3]李秀珍, 庞常词.数学实验[M].北京:机械工业出版社, 2008

[4]王向东, 戎海武, 文翰.数学实验[M].北京:高等教育出版社, 2004

[5]李继成, 朱旭, 王绵森, 武忠祥.《数学实验》课程建设及分层次教学与实践[J].大学数学, 2005, 21 (6) :29~31

[6]周锦兰, 王宏, 聂进.多层次大学生创新实验平台的构建与实践[J].实验技术与管理, 2011, 28 (4) :16~21

[7]赵冰, 阮晓青.新形势下高等数学分级教学模式的探索[J].高等数学研究, 2010, 13 (5) :7~9

[8]陈正隆, 徐为人, 汤立达.分子模拟的理论与实践[M].北京:化学工业出版社, 2007

[9]陈敏伯.计算化学-从理论化学到分子模拟[M].北京:科学出版社, 2009

篇8：NaOH与CO2的创新实验设计论文

(一) 演示实验的设计

演示实验是指以教师为主要实验操作者在课堂中对实验过程进行示范演示, 将要研究的物理现象通过实验生动地展现到学生眼前, 通过引导学生对实验过程的仔细观察, 对实验结果的认真思考, 之后配合讨论、讲解等形式, 让学生认识到自然的规律。

1. 把创新实验引入到课堂, 提高学生对物理规律的探索欲望

真实、生动和形象是创新实验的一大特点, 因此创新实验对学生有非常强的吸引力, 能够轻易唤起学生的物理学习兴趣。教师应把新奇、有趣的创新实验引入到课堂中来, 营造轻松、愉快的学习氛围, 激起学生对物理知识的求知欲望。

2. 依据演示实验开展思维训练, 并设置思维冲突, 以此巩固学生的物理知识

思维冲突指的是在演示实验过程中, 教师通过精心地设计使实验现象跟正常的物理现象相违背的现象, 以此引导学生思考为什么会出现这样的现象。这个过程能够开拓学生的视野, 优化他们的理性思维和提高他们的认知水平。

3. 在实验中提供感性素材, 帮助学生加深理解和认识规律, 同时建立起物理概念

通过演示实验帮助学生获得感性的知识, 使实验看起来更加生动、有趣, 这样能够激发学生的思维冲突, 并帮助他们正确认识物理规律和概念。尤其是那些由几代科学家们经过不懈努力探索出来的物理规律, 学生不可能在短时间内就能得到想要的实验结果跟物理规律, 因此教师可以通过演示实验来向学生展示。

(二) 分组实验的设计

分组实验设计是指在课堂中通过教师的指导, 学生亲自对实验进行设计、操作、观察和测量, 获得资料跟数据, 最后得出结论, 同时对实验过程进行交流、评估和分析。这种方法主要是为了提高学生的物理应用知识。学习科学的实验方法, 是对学生进行科研启蒙的教育途径。

1. 徒手进行分组“小实验”

在进行实验时不需任何实验材料, 主要是通过双手来进行实验, 这种实验的特点是适应性和亲近感强且突破了对实验材料要求的限制, 比如把双手食指同时伸出, 两食指的指肚正对用力进行挤压, 由此能够发现, 两根指头的弯曲程度相同, 而且手指间的接触面是平面, 因此可得出结论“力的作用是相互的”。又如将右手伸展, 五指并拢然后用左手调节右手手指间的缝隙距离, 使之满足单缝的条件, 以此观察光的衍射现象。

2. 巧妙运用日常器具或物件进行实验设计

对这类实验进行设计时, 尽量做到全员参与、操作方便、材料简单。例如, 针对平抛运动进行分组实验时, 可以引导学生依据身边的物件自行设计实验。如用左手在手指间轻轻夹住两块橡皮擦, 利用右手将其中一块橡皮擦弹出做平抛运动, 同时另外一块做自由落体运动, 依据实验现象来说明平抛运动的特征。这类实验特点是实验的材料来自身边, 容易取得, 只需要借助其物理特性, 不需要对材料进行加工。这种实验结构简单, 拓展性与启发性都较强。

3. 设计探究性强和充满趣味性的分组实验

这些实验主要是让学生探究整个实验过程, 从提出问题到假设猜想之后是设计实验、进行实验、分析实验数据直到得出实验结果, 最后是进行交流跟总结。

在教学“能量守恒”时, 大多数教师都会提到一个违背能量守恒定律的“怪坡现象”, 我们在教学中可以通过改变教学方法, 让学生观察实验“双椎体上滚”, 同时让学生进行分组实验对“怪坡现象”产生的原因进行探究。实验器材为:直径约为2.2厘米的玻璃球一个, 长度大概相差0.4厘米的橡皮两块, 长约30厘米的玻璃棒两根。思考应如何设计实验可以让玻璃球沿着静止的玻璃棒从比较低的橡皮往高的橡皮那边运动。学生经过思考、操作, 圆满完成了实验, 同时找到了原因, 这些看起来是向上的运动中, 玻璃球的重心一直是下降的, 是一种重力势能向动能转化的过程。

二、对创新实验的设计和实践的思考