銀秀菊 張鵬 謝婉瑩

摘 ?要：玻璃管的加工是化學(xué)專業(yè)本科生要做的第一個化學(xué)實驗，也是化學(xué)實驗室中常用的一項基礎(chǔ)而又重要的基本實驗技能。該實驗可能出現(xiàn)的安全隱患較多，比如容易割傷、燙傷，甚至引發(fā)火災(zāi)，實驗成功的關(guān)鍵點也不少。該文主要從實驗儀器的更新、臺套數(shù)的增加、課堂演示實驗及成功關(guān)鍵點、教學(xué)課時、成績的評定等幾個方面對該實驗的教學(xué)進(jìn)行改革探索。

關(guān)鍵詞：玻璃管加工 ?安全隱患 ?成功關(guān)鍵點 ?改革

中圖分類號：G633.8 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）05（c）-0088-02

化學(xué)專業(yè)本科新生做的第一個實驗就是玻璃管的加工。該實驗的目的：一是了解酒精噴燈的構(gòu)造及原理，并會正確使用;二是掌握玻管和玻棒的截斷、彎曲、熔光、拉制等基本操作。該實驗可以鍛煉學(xué)生的動手能力和實驗操作技能。學(xué)生掌握該技能后，可以自制一些市場上買不到而實驗又急需的一些玻璃儀器。很多高校化學(xué)系都設(shè)置有一個玻璃加工的工房，根據(jù)實驗的實際需要來定制所需要的玻璃儀器。此實驗因為涉及明火和易燃酒精，而且噴燈溫度較高，學(xué)生容易出現(xiàn)燙傷、燒傷等危險[1];切割和折斷玻管時容易導(dǎo)致玻璃碎片插入手中而造成割傷。為了提高玻管的加工成品質(zhì)量和最大程度地避免危險，我們將從以下幾方面進(jìn)行教學(xué)改革探索。

1 ?實驗中常出現(xiàn)的問題、分析及對策

1.1 酒精噴燈的使用

該實驗要用到酒精噴燈，筆者學(xué)院實驗室用的是掛式酒精噴燈。酒精噴燈的火焰溫度范圍為700℃～1000℃，這比普通酒精燈要高很多。每組實驗的學(xué)生約18～24人，如果操作不當(dāng)，課堂秩序不好，就容易發(fā)生危險和傷害。酒精噴燈在操作過程中經(jīng)常出現(xiàn)如下幾點問題：第一，火焰不能噴出或噴出火力較小、不穩(wěn)定、很快滅掉。分析其原因：（1）預(yù)熱盤中酒精量太少，預(yù)熱過程短，酒精未被充分加熱，噴出量不足，火焰容易熄滅[2]。若火焰是因為預(yù)熱不夠而熄滅，可立即再做一次預(yù)熱。（2）添加的酒精量不足或者放出的酒精量不足，導(dǎo)致火焰減弱。（3）火焰噴出后，調(diào)節(jié)空氣量太大。導(dǎo)致火焰會偏黃、不穩(wěn)定，空氣調(diào)節(jié)閥應(yīng)從小到大慢慢調(diào)節(jié)直到火焰正常穩(wěn)定為止。第二，火焰噴出時帶有“火雨”[2]。這是由于放出的酒精量太多，導(dǎo)致部分酒精液體來不及充分受熱氣化就和酒精蒸氣一同噴出，容易形成四處飛濺的“火雨”。這種情況下，學(xué)生容易慌亂并導(dǎo)致傷害或火災(zāi)的發(fā)生。所以酒精量的放出要控制好速度，慢慢放出一旦發(fā)現(xiàn)火雨苗頭立馬關(guān)掉開關(guān)，繼續(xù)預(yù)熱。

1.2 玻璃管的截斷、熔燒和拉制問題

1.2.1 玻璃管的截斷

玻璃管的截斷，先用鋒利的三角銼刀或薄片砂輪在玻璃管上用力沿一個方向劃痕，不能來回銼。第二步用雙手大拇指頂住刻痕的對面位置，雙手同時向外拉、兩拇指輕輕往前推即可折斷玻璃管[3-4]。但很多同學(xué)由于第一次操作，方法不太對，另外由于銼刀生銹不夠鋒利劃痕往往不明顯，所以很多同學(xué)就會來回多銼幾次，這樣容易出現(xiàn)多條劃痕，導(dǎo)致在折斷時斷面不平齊，斷落的碎玻璃或者鋒利的斷面容易弄傷皮膚，甚至有可能插入手中，所以折斷時一定要小心操作，注意安全，最好能戴手套，有一定的保護(hù)作用[3]。

1.2.2 玻璃管斷面的熔平、拉制滴管和毛細(xì)管

把玻璃管斷面放在酒精噴燈外焰上，邊燒邊勻速旋轉(zhuǎn)讓其熔融。熔平好的玻璃管輕放在石棉網(wǎng)上自然冷卻。拉管的時候雙手把冷卻、熔平的玻璃管平放到火焰上，邊加熱邊勻速轉(zhuǎn)動，使它受熱均勻。當(dāng)玻璃管燒至紅熔且比較軟時，就可以均力平行往外拉，直到拉到合格的粗細(xì)程度。將拉好的玻璃管放在石棉網(wǎng)上自然冷卻，然后用銼刀輕輕從中間割斷，兩根滴管就制好了。這一步是改實驗的難點，很多學(xué)生拉的產(chǎn)品不太好，太粗或太細(xì)，或扭曲不直，甚至直接拉斷了。主要有以下幾方面原因：第一，拉的管比較粗，達(dá)不到滴管要求。這可能是由于加熱玻璃管不夠軟，或者拉的時候動作不夠迅速，拉的力度沒控制好。第二，拉斷純粹是用力太大，不注意力度的控制。這一步實驗的關(guān)鍵在于兩點：（1）要在溫度高的外焰集中加熱，使玻璃呈熔融狀。（2）玻璃受熱部分要均勻。玻璃管一旦燒到紅軟，要迅速平穩(wěn)控制好力度輕輕拉，一般都能得到比較好的產(chǎn)品。同時還可以通過力度和速度的控制得到不同粗細(xì)的滴管和毛細(xì)管?！败?、勻、快、穩(wěn)”是拉管成功的關(guān)鍵。

1.2.3 玻璃管的彎曲，制成各種形狀的導(dǎo)管

把玻璃管要彎制的部位放到噴燈的外焰上轉(zhuǎn)動玻璃管加熱到紅軟，玻璃管離開火焰后，兩手均勻用力向內(nèi)彎到所需的角度。在做彎管這一步時，由于幾個人共用1臺酒精噴燈，噴燈火焰窄小，多人同時在火焰上加熱玻璃管，很難使玻璃管充分、均勻地受熱，結(jié)果制得的彎管或多或少有不同程度的癟平或皺褶[5]。所以制備時最好單個同學(xué)輪流操作，這勢必也增加實驗的時間，所以適當(dāng)增加酒精噴燈的臺套數(shù)，或?qū)嶒灥恼n時，非常有必要。

1.3 實驗成品失敗的因素

折斷玻璃管和玻璃棒時，由于銼刀不鋒利挫痕太多，導(dǎo)致斷面不平齊。熔光或者加熱熔軟玻璃管時幾個同學(xué)的玻管或者玻棒粘在一起。彎曲玻管時，因為加熱時間和彎曲的角度、力度等都會影響產(chǎn)品的外觀。

2 ?教學(xué)改革思路

2.1 實驗器具的更新

玻璃管的加工實驗用的主要器材及原料就是酒精噴燈、三角銼刀和玻璃管。實驗用的三角銼刀對玻璃管和玻璃棒的截斷是否完美起關(guān)鍵作用，而筆者學(xué)院無機(jī)實驗室的銼刀有些生銹不鋒利，學(xué)生劃痕不太順利，反復(fù)劃痕使得折斷的玻璃管端口不平齊，且容易造成傷害[1]。建議實驗室及時更換生銹的銼刀或購買薄邊砂輪片，實驗完成后及時妥善保管，避免生銹。

2.2 增加儀器臺套數(shù)，把關(guān)玻璃管質(zhì)量問題

我們每組實驗人數(shù)約18～24人，實驗臺套數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。每年整理檢查酒精噴燈時能用的就5、6臺，即4～5人共用一臺。有時候在實驗過程中又出現(xiàn)一些問題，結(jié)果幾組實驗下來能正常使用的就2、3臺，這就很難保證每個人都能親自動手操作，比如預(yù)熱、添加酒精，控制酒精放出量，調(diào)節(jié)空氣量以及如何調(diào)好噴燈的火焰直至正常使用，這些操作只能一個或兩個人操作，其他學(xué)生只作為旁觀者;另外，由于幾個人共用一臺噴燈，在熔燒玻管和玻棒時大家趕時間都一起放到火焰上加熱，很容易幾根玻璃棒就黏到一起;火焰最高溫度只是某個區(qū)域，大家同時放上去就有的位置就不是那么高溫，結(jié)果加熱不夠，影響了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。關(guān)于玻璃管的質(zhì)量問題，實驗室統(tǒng)一采購回來的玻璃管有時規(guī)格太厚或太小等，拉制或彎管時無法達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)品質(zhì)量。

2.3 加強(qiáng)預(yù)備實驗、課堂教師的演示及分析成功關(guān)鍵點

學(xué)生是實驗課堂的主體，主講教師是課堂的主導(dǎo)。實驗要取得成功，很大程度上在于教師講解的實驗技能要領(lǐng)以及演示實驗的情況。在做預(yù)備實驗時，老師一定要反復(fù)驗證實驗成功的關(guān)鍵點，有可能出現(xiàn)的問題以及解決的方法;對于這種實踐技能型的實驗課，要加強(qiáng)演示實驗的成功完美程度和講解的時間。以往的課時如果不夠，建議增加一個課時，讓學(xué)生有充分的時間練習(xí)并掌握這一次實驗課的技能和技巧。

2.4 預(yù)防可能存在的安全隱患，備有應(yīng)急措施

酒精是易燃試劑，操作不當(dāng)隨時可能發(fā)生火災(zāi);折斷玻管時，操作不當(dāng)，容易將玻璃碎片插進(jìn)手中;熔光和拉伸后，燒過的地方還未冷卻，學(xué)生下意識地就會用手去拿，這樣很容易被燙傷。實驗中這些隨時可能出現(xiàn)的安全隱患需要盡量排除，必須做好如下幾點： 第一，強(qiáng)調(diào)學(xué)生要課前預(yù)習(xí)并寫預(yù)習(xí)報告，實驗老師和實驗員課前一定要仔細(xì)檢查醫(yī)藥箱，常備藥品如創(chuàng)可貼、紅藥水、燙傷膏、醫(yī)用酒精等是否齊全;第二，做實驗之前的課堂講解要交代清楚有可能遇到的安全問題及正確的應(yīng)急措施和方法;第三，教會學(xué)生正確使用滅火器，在實驗過程中教師要到處巡視并隨時查看學(xué)生的實驗操作情況。

2.5 改革成績的評定方法

本實驗屬于基本技能操作課，上課時老師要隨時觀察每一個學(xué)生的操作情況并適當(dāng)做記錄，對學(xué)生的實驗成品進(jìn)行嚴(yán)格打分，學(xué)生想獲得高分，必然會在實驗過程中認(rèn)真努力做好做實驗，想辦法如何操作才能得到較好的實驗成品。

3 ?結(jié)語

從實驗儀器，包括器具的更新、臺套數(shù)的增加、玻管的質(zhì)量、加強(qiáng)演示實驗及成敗關(guān)鍵點的解說，實驗中存在的安全隱患，教學(xué)課時以及成績的評定等幾個方面進(jìn)行改革探索。玻璃管的加工是實驗技能中最基礎(chǔ)的技能，這個技能對學(xué)生畢業(yè)后工作，或者要到中學(xué)當(dāng)老師或進(jìn)一步讀研都非常有用，中學(xué)化學(xué)實驗需要該實驗的支撐，同時在做科研過程中也需要自己動手做些需要的玻璃儀器。

參考文獻(xiàn)

[1] 尹紅菊.無機(jī)化學(xué)實驗中玻璃管的加工和塞子鉆孔的教學(xué)改革淺析[J].生物技術(shù)世界，2014（7）：180.

[2] 胡今婧.酒精噴燈常見故障的排查與維修化學(xué)教學(xué)[J].化學(xué)教學(xué)，2015（9）：37-39.

[3] 楊翼罡.玻璃管如何加工[J].科學(xué)課，2004（2）：45.

[4] 北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室.無機(jī)化學(xué)實驗[M].3版.北京：高等教育出版社，2010.

[5] 孫德成.玻璃管的加工技巧[J].師范教育，1991（9）：31-32.