初中化學(xué)實驗設(shè)計的改進(jìn)與創(chuàng)新

1、初中化學(xué)實驗設(shè)計的改進(jìn)與創(chuàng)新 蔡興亮海南澄邁思源實驗學(xué)校摘要：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)具有豐富的素質(zhì)教育功能，實驗教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生形成概念，獲得知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰?，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。實驗教學(xué)是以實驗為主，實驗前做好充分地準(zhǔn)備和精心地設(shè)計實驗，能使在實驗過程中，操作簡便安全省時，現(xiàn)象明顯，學(xué)生容易正確得出結(jié)論，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此，本文進(jìn)行教材實驗設(shè)計分析，說明優(yōu)缺點所在，提出改進(jìn)方案，從而能提高化學(xué)實驗教學(xué)的效果。關(guān)鍵詞：初中化學(xué)實驗教學(xué) 實驗設(shè)計中學(xué)化學(xué)教學(xué)中落實素質(zhì)教育,化學(xué)實驗教學(xué)是一個突破口

2、，要加強(qiáng)化學(xué)實驗教學(xué)。初中化學(xué)實驗中大部分為演示實驗，演示實驗又以驗證性實驗為主。在教學(xué)過程中經(jīng)常涉及到許多的探究實驗，只有通過學(xué)生的自主探究，觀察實驗和做實驗，才能夠?qū)λ鶎W(xué)知識得到鞏固和應(yīng)用。因此，教師要對實驗進(jìn)行精心的設(shè)計，使學(xué)生在實驗中操作簡便易行，更容易觀察到現(xiàn)象，更能體會到實驗的趣味，能正確的得出結(jié)論。一、教材中實驗分析教材中沒有嚴(yán)格區(qū)分演示實驗和學(xué)生實驗,不再單列學(xué)生實驗,提倡在教師指導(dǎo)下學(xué)生動手為主。根據(jù)大綱的要求，在初中化學(xué)課中必須學(xué)習(xí)一些最基本的化學(xué)實驗基本操作技能。主要包括:學(xué)生實驗的基本要求；初中化學(xué)實驗常用儀器介紹和使用；化學(xué)實驗的基本操作,如固體和液體藥品的取用、收集

3、氣體、加熱方法等。對于一些較復(fù)雜的操作,學(xué)生在沒有學(xué)習(xí)有關(guān)化學(xué)知識前進(jìn)行操作,既沒有興趣,也有一定困難。教材中的一些實驗設(shè)計或是操作復(fù)雜，或是現(xiàn)象不明顯，或是成功率不高，或是不環(huán)保，或是缺乏趣味性。因此，對實驗進(jìn)行改進(jìn)，重新設(shè)計，使之更好的進(jìn)行實驗，使之更簡便化、趣味化、綠色化、科學(xué)化，是很有必要的。二、實驗設(shè)計與改進(jìn)必遵循的原則1、科學(xué)性原則：做到實驗準(zhǔn)確無誤，實驗方案的設(shè)計要科學(xué)，實驗裝置設(shè)計合理，實驗操作符合。2、簡約性原則：取材容易，裝置簡單，操作簡便，縮短實驗時間，有創(chuàng)造性。3、直觀性原則：實驗現(xiàn)象明顯，感官性高。4、安全性原則：實驗過程安全，不出事故，不危害人身安全。5、環(huán)保性原則

4、：減少藥品用量，減少環(huán)境污染。6、可行性原則：實驗的設(shè)計應(yīng)符合實際情況（學(xué)校的條件和學(xué)生的情況），教師要先做驗證實驗，確保實驗的可行性。三、實驗方案的優(yōu)化與改進(jìn)（一）、比較吸入氣體與呼出氣體的實驗探究1.呼出氣體的收集教材方案：收集呼出氣體，采用普通的排水法。收集呼出氣體水呼氣排水法缺點：收集呼出氣體，所用儀器體積大，浪費大量水、操作復(fù)雜改進(jìn)方案1：1如圖所示：取一集氣瓶，內(nèi)裝滿水，連接帶有兩支導(dǎo)氣管的雙孔塞，一支伸入瓶底，一支剛露出瓶塞既可。2從B 端呼氣，水被排出，即可收集滿呼出氣體。排空氣法改進(jìn)方案2：1.如圖1所示：取一集氣瓶，連接帶有兩支導(dǎo)氣管的雙孔塞，一支伸入瓶底，一支剛露出瓶塞既

5、可。2從B 端呼氣，瓶內(nèi)空氣被排出，即可收集滿呼出氣體。如圖2所示：取一集氣瓶側(cè)蓋一玻片，伸入一支導(dǎo)氣管至瓶底，向其內(nèi)慢慢呼氣?？捎靡蝗贾哪緱l放在瓶口，檢驗呼出氣體是否已滿。改進(jìn)優(yōu)點：1所用儀器小，易安裝，操作方便易行，啟發(fā)性強(qiáng)且節(jié)約水。2用排空氣法收集呼出氣體，與第六單元所強(qiáng)調(diào)CO2的收集方法不矛盾，可避免學(xué)生學(xué)習(xí)CO2的收集方法時產(chǎn)生疑惑與不解。2.呼出氣體與空氣中CO2含量比較空氣呼出氣體澄清石灰水教材方案：改進(jìn)方案：BA吸氣澄清石灰水空氣BA呼氣澄清石灰水1. 如圖所示，取一集氣瓶，內(nèi)裝少量澄清石灰水，再連接帶有兩支導(dǎo)氣管的雙孔塞，一支導(dǎo)氣管伸入瓶底，一支剛露出瓶塞既可。2. 如圖1

6、所示，從B端吸氣，觀察澄清石灰水有無明顯現(xiàn)象；3. 如圖2所示，從A端往集氣瓶內(nèi)呼氣，觀察澄清石灰水有無現(xiàn)象。改進(jìn)優(yōu)點：1、比較空氣中二氧化碳與呼出氣體中二氧化碳的含量的明顯不同，在同一環(huán)境中吸氣、呼氣，對比效果明顯，2、此操作不僅可比較出空氣中二氧化碳與呼出氣體中二氧化碳的含量不同，亦可同時證明使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳不是空氣中的二氧化碳，而是呼出氣體中的二氧化碳，進(jìn)而說明人體呼吸的代謝產(chǎn)物有大量二氧化碳。（二）、有關(guān)“蠟燭燃燒”的實驗探究教材實驗方案缺點：產(chǎn)生的水霧易揮發(fā)，時間把握不好常失敗，現(xiàn)象不明顯，燒杯中石灰水不好振蕩。改進(jìn)方案1：取一支干燥且干凈的冷集氣瓶罩在蠟燭火焰的正上方，

7、觀察現(xiàn)象。澄清石灰水觀察現(xiàn)象后，將集氣瓶迅速翻轉(zhuǎn)過來，倒入澄清石灰水，蓋上玻璃片振蕩，觀察現(xiàn)象。改進(jìn)優(yōu)點：雖只換了一只集氣瓶，但水霧保持較久，石灰水易振蕩，保證了實驗成功率。改進(jìn)方案2：（如圖）（三）、“測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”的實驗探究原理： 燃燒紅磷法是用紅磷燃燒消耗容器中的氧氣產(chǎn)生負(fù)壓，使水進(jìn)入容器，證明氧氣的體積分?jǐn)?shù)約占空氣的1/5。存在問題：1、 紅磷的著火點較高，紅磷燃燒熄滅并不是容器里的氧氣耗盡，而是氧氣的濃度降低到不能再支持紅磷燃燒，即紅磷燃燒僅消耗75%左右的氧氣，剩余氧氣還在容器中，所以水面不可能達(dá)到1/5的理想高度。2、 當(dāng)把燃燒的紅磷插入容器中無意或故意不立即塞緊橡膠

8、塞，使容器里一部分受熱膨脹的空氣外逸，在容器溫度還沒降到室溫的情況下就產(chǎn)生了負(fù)壓，水面高度就可達(dá)到甚至超過1/5，學(xué)生看到的是一個實驗成功的假象，但卻失去了實驗的真實性和科學(xué)性。改進(jìn)方案1 ：準(zhǔn)備: 取一支大的試管，加單孔橡膠塞，孔中插一根3cm長的短玻璃導(dǎo)管，玻璃導(dǎo)管上加一段4cm長的乳膠管，把乳膠管折回，用彈簧夾夾住，試管密閉。用燒杯準(zhǔn)備一杯染色的水，再備一盞酒精燈、少量白磷實驗步驟：1、取黃豆粒大的一塊白磷，用濾紙擦干水，立即放入準(zhǔn)備的試管里，塞上帶乳膠管和彈簧夾的橡膠塞密封（如圖 1），將試管稍作烘烤，白磷就燃燒起來，振蕩試管，防止白磷粘在試管壁上。2、待試管內(nèi)不再產(chǎn)生白煙，撩起擦洗試

9、管45次，試管溫度迅速降到室溫。3、把試管倒插入染色的水里（如圖 2），打開彈簧夾，水即沿乳膠管進(jìn)入試管（如圖 3），捏住乳膠管，把試管從水中取出，正立試管觀察現(xiàn)象（如圖 4）。改進(jìn)方案2：準(zhǔn)備：如圖 所示， 取一支大的試管，用標(biāo)記五等分。用燒杯準(zhǔn)備一杯（染色的）水，再備一杯熱水、少量白磷。實驗步驟：1、 如圖 1所示：取黃豆粒大小的一塊白磷，用濾紙擦干水，立即放入準(zhǔn)備的試管里，塞上膠塞密封。2、把試管放入熱水中，白磷就燃燒起來。3、待試管內(nèi)不再產(chǎn)生白煙，用濕冷抹布擦洗試管，試管溫度迅速降到室溫。4、 如圖 2所示：把試管倒插入染色的水里，打開橡膠塞，水立即進(jìn)入試管。5、在水下塞上橡膠塞，拿出

10、試管正放，觀察現(xiàn)象。圖1圖2探究實驗設(shè)想提示：1、選擇可燃物：紅磷、白磷、蠟燭、酒精棉球等，試驗?zāi)姆N可用。2、選擇點火方式：容器外直接點火、容器外加熱點火、玻棒點火（玻棒蘸取KMnO4與濃H2SO4的混合物）、電點火等，試驗?zāi)姆N方式最佳。3、選擇容器：鐘罩、廣口平、大試管、注射器等，試驗?zāi)姆N最簡單易行。4、選擇進(jìn)入容器的液體：水、品紅溶液、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液、高錳酸鉀溶液等。（四）、分子間有空隙的實驗探究在各種教材中介紹的方法有圖1、圖2兩種，他們都有實驗速度慢和可見度太小的缺點。改進(jìn)方案1：準(zhǔn)備：取一支大試管，加一個單孔橡膠塞，孔中插一根20cm長的玻璃導(dǎo)管，玻璃導(dǎo)管在試管里不要露出橡

11、膠塞，備100ml水、100ml無水酒精（用墨水染紅）。實驗步驟：1、先向試管里加入約1/2體積水，再加入約1/2體積的無水酒精（水密度大，沉在下面，酒精密度小，大體浮在上面），塞上帶長玻璃導(dǎo)管的橡膠塞，用滴管或注射器將酒精從玻璃導(dǎo)管頂部注滿（如圖1所示）。2、 一手持試管，一手持玻璃導(dǎo)管并用食指堵住玻璃導(dǎo)管頂端，慢慢上下顛倒34次，水和酒精充分混溶后，正立試管觀察玻璃導(dǎo)管上部（如圖2所示）。圖1圖1改進(jìn)優(yōu)點：1.實驗一次所需酒精用量少，節(jié)約。2.水和酒精混溶后縮小的體積在玻璃導(dǎo)管里得到明顯放大，可見度高。3.做一次實驗所需時間短。探究實驗設(shè)想提示：1 選擇試劑（1）.水與酒精混合；（2）.水

12、與濃氨水混合；（3）.水與濃硫酸混合；（4）.水與蔗糖溶液混合；（5）.水與氫氧化鈉溶液混合；（6）.酒精與氫氧化鈉溶液混合。2選擇裝置量筒、滴定管、干燥管、兩片有夾縫的玻璃片、酒瓶等。3 觀察現(xiàn)象物質(zhì)混溶后并非體積都會縮小，有的會體積增大。五、有關(guān)分子運動的實驗探究教材方案改進(jìn)方案：1、取兩張藍(lán)色的石蕊試紙，分別噴上蒸餾水及醋精。觀察現(xiàn)象（如圖1、圖2）。將噴水的石蕊試紙貼在一稍大的燒杯內(nèi)壁上，將此燒杯罩在一個盛有醋精的小燒杯上（如圖3）。觀察現(xiàn)象。圖1噴水圖2噴醋精改進(jìn)優(yōu)點：1、操作簡單，所需儀器少而小。2、對比明顯，學(xué)生易懂。3、無污染。（六）、有關(guān)燃燒的條件實驗探究1.燃燒條件之一:著

13、火點教材方案：缺點：教材上的實驗易引發(fā)意外，且在敞開環(huán)境中燃燒白磷，產(chǎn)生大量白煙，污染嚴(yán)重改進(jìn)方案：1、取兩支干燥的大試管，分別放入一小粒拭干水的白磷和一小匙紅磷，分別塞上橡皮塞。2、將上述兩只大試管同時放入一杯熱水中（溫度稍高），觀察現(xiàn)象。改進(jìn)優(yōu)點：操作簡便，現(xiàn)象明顯，且不會引起污染2.燃燒的條件之二：氧氣教材方案：缺點：需制氧裝置，白磷需固定，操作復(fù)雜，且不易成功改進(jìn)方案：如圖：僅用一支大試管，豎直罩住熱水中的白磷。改進(jìn)優(yōu)點：操作簡便易行且現(xiàn)象明顯八 、關(guān)于活性炭的吸附性實驗探究教材方案：紅墨水活性炭缺點：加入木炭或活性炭后，液體懸浮許多炭的顆粒，呈現(xiàn)黑色，無法觀察現(xiàn)象，若要觀察紅墨水的褪

14、色情況，需進(jìn)行過濾操作，這就使實驗時間拉長，教學(xué)效率降低。改進(jìn)方案：準(zhǔn)備： 取一支礦泉水瓶，載去下半截，把瓶蓋鉆一小孔，插一小段導(dǎo)管。將半截礦泉水瓶倒置，把一小塊濾紙折疊后，修剪合適鋪在瓶蓋內(nèi)，濾紙上鋪一厚層活性炭，炭層上放些膨松棉。實驗步驟（如圖）：1將幾滴紅墨水滴入小半瓶水中，使之呈現(xiàn)紅色。2將滴有紅墨水的溶液，慢慢地從上述倒置的礦泉水瓶倒入，下接一干凈的燒杯，觀察溶液中顏色變化。學(xué)生質(zhì)疑：紅墨水的顏色是不是濾紙過濾掉的？進(jìn)一步改進(jìn)在礦泉水瓶截開地方蓋上兩層濾紙，可用膠水粘住也可用橡皮筋固定。改進(jìn)優(yōu)點：1、課前準(zhǔn)備充分，課上節(jié)時有效。2、操作快捷，現(xiàn)象明顯。3、直觀解除學(xué)生疑慮?；瘜W(xué)新課標(biāo)在教育目標(biāo)中把知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三方面分列出來,強(qiáng)調(diào)教育的目的是多元的。實驗設(shè)計在實驗教學(xué)中起到很大的作用，對實驗進(jìn)行