中學化學實驗設計與創(chuàng)新課程課件

中學化學實驗設計與創(chuàng)新

中學化學實驗設計與創(chuàng)新

1背景1“新課程改革”“教育現(xiàn)代化”自主、合作、探究學習方式“探究式教學理念”“STSE”教育理念背景1“新課程改革”自主、合作、“探究式教學2探究式教學化學課堂教學的最終目標是轉變學生的學習方式，促進學生自主學習，從而使學生獲得主動發(fā)展，因此，在化學教學中要注重引導學生進行探究式學習。化學課程改革的根本目標探究式教學化學課堂教學的最終目標是轉變學生的學習方式3探究式教學——以探究為主的教學指教學過程是在教師的啟發(fā)誘導下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，以教材為基本探究內(nèi)容，以學生周圍世界和生活實際為參照對象，為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學知識應用于解決實際問題。引入到實驗教學中探究式教學——以探究為主的教學指教學過程是在教師的啟4“STSE”教育理念“STSE”是科學—技術—社會—環(huán)境英文字母的縮寫。它是近二、三十年來世界上形成的一種新的教育思想和模式，其影響正在日益擴大。它強調(diào)了在科學教育中加強科學技術與社會的關系，以及科學技術在社會生產(chǎn)、生活中的應用。作為當前國際理科教育改革的潮流和熱點。“STSE”教育理念“STSE”是科學—技術—社會5背景2“化學是中心學科“化學是實踐學科”科學地位實踐特點“學科的重要性”“學習的方法論”背景2“化學是中心學科科學地位“學科的重要性”6化學是中心學科化學數(shù)學、物理學生命、材料、環(huán)境科學分類（復雜程度）中游上游下游化學是中心學科化學數(shù)學、物理學生命7化學是實踐學科是學生學習化學的一種重要的學習方式,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要途徑.實踐性自主性創(chuàng)造性綜合性趣味性“學習的方法論”化學是實踐學科是學生學習化學的一種重要的學習方式,實踐性8內(nèi)容內(nèi)容9一、中學化學實驗教學創(chuàng)新理念教學有意境，創(chuàng)新無止境。一、中學化學實驗教學創(chuàng)新理念教學有意境，創(chuàng)新無止境。10指導思想（化學實驗教學設計與創(chuàng)新）引導學生質疑、調(diào)查、探究，在實踐中學習；通過探究性實驗教學激發(fā)學生創(chuàng)新欲望和興趣；實驗教學中突出化學·技術·社會相互聯(lián)系。指導思想（化學實驗教學設計與創(chuàng)新）引導學生質疑、調(diào)查、探究11基本理念（化學實驗教學設計與創(chuàng)新）通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力?！被纠砟睿ɑ瘜W實驗教學設計與創(chuàng)新）通過以化學實驗為主的多種12二、化學實驗教學的層次與方法教學層次性方法科學性學生的學習心理學科知識特點由淺入深二、化學實驗教學的層次與方法教學層次性學生的學習心理學科知識13化學實驗教學的層次與方法1、引導2、促使3、提高4、教會5、培養(yǎng)教學層次性方法科學性由淺入深措施化學實驗教學的層次與方法1、引導2、促使3、提高4、教14化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化學實驗的基本特征2、促使學生建立化學實驗的思維模型3、提高學生聯(lián)系化學實驗的對比能力4、教會學生熟知化學實驗的規(guī)則知識5、培養(yǎng)學生理解化學實驗的誤差處理化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化15化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化學實驗的基本特征“化學實驗的基本特征”化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化16化學實驗教學的層次與方法（具體措施）2、促使學生建立化學實驗的思維模型使學生建立“觀察與分析實驗現(xiàn)象”的思維模型《觀察和描述──對蠟燭及其燃燒的探究》實驗化學實驗教學的層次與方法（具體措施）2、促使學生建立化17“觀察與分析實驗現(xiàn)象”的思維模型本實驗中的內(nèi)容是“關注物質的性質──關注物質的變化──關注物質的變化過程及其現(xiàn)象”。對物質在變化前、變化中或變化后的現(xiàn)象進行細致的“觀察與描述”.對實驗局部的特點的品析與記憶。如：蠟燭燃燒火焰分三層等。“觀察與分析實驗現(xiàn)象”的思維模型本實驗中的內(nèi)容是“關注物質的18化學實驗教學的層次與方法（具體措施）3、提高學生聯(lián)系化學實驗的對比能力化學實驗教學的層次與方法（具體措施）3、提高學生聯(lián)系化19化學實驗教學的層次與方法（具體措施）實驗室一般實驗都遵從“實驗原理──實驗操作──實驗現(xiàn)象──實驗結論”邏輯思路從竹子中抽出一定體積氣體、再從空氣中抽出同等體積的氣體，再將它們分別注入等體積的同一質量分數(shù)的石灰水中，觀察到實驗現(xiàn)象有什么不同？如為了強化空氣中不只是有氧氣組成，將點燃的木炭先放在裝有空氣的瓶中燃燒，再放入氧氣瓶中燃燒。對比是一把“解剖刀”,“從相同之處找不同，從不同之中找相同”，而對比聯(lián)系方法能將“解剖刀”磨得更加鋒利?；瘜W實驗教學的層次與方法（具體措施）實驗室一般實驗都遵20對比是一把“解剖刀”,“從相同之處找不同，從不同之中找相同”，而對比聯(lián)系方法能將“解剖刀”磨得更加鋒利。實驗內(nèi)容：用鎂、鋁、鋅、鐵、銅五種金屬做成它們各自元素符號的形狀，將它們各自放在小燒杯中，然后向小燒杯里注入少量的鹽酸中。我們來回味本實驗在不同教學時段的操作與功能。對比是一把“解剖刀”,“從相同之處找不同，從21回味1：第一次應用是在上《緒言》課之初展示該實驗回味2：在第一單元課題1教學時第二次用到該實驗，因為第一單元課題1的學習目標之一是學習觀察實驗現(xiàn)象的方法?；匚?：在學習元素符號時老師第三次回味該實驗，我們把鎂、鋁、鋅、鐵、銅各做成了它們各自元素符號的模樣。目的是讓學生在激情高昂觀察實驗現(xiàn)象的同時，不知不覺認識相關的元素符號。回味4：在金屬活動順序教學中，教師再次提出該實驗，并與下冊教材在P11頁卡通畫作對比（如上圖），回味5：在學習酸的化學性質時最后一次提示這一實驗分析酸的化學性質。 （前設后置的方法）回味1：第一次應用是在上《緒言》課之初展示該實驗回味2：在22化學實驗教學的層次與方法（具體措施）4、教會學生熟知化學實驗的規(guī)則知識“化學課程要求學生遵守化學實驗室的規(guī)則，初步形成良好的實驗工作習慣?！毙抡n程標準新課程理念提倡同學們的自主學習，目的是張楊同學們的個性.從新課標對實驗技能提出六個方面的內(nèi)容分析，規(guī)則性知識是實驗技能的一部分，又是其它實驗技能的基礎，所以規(guī)則要記、規(guī)則要練、規(guī)則要用?；瘜W實驗教學的層次與方法（具體措施）4、教會學生熟知化23化學實驗教學的層次與方法（具體措施）5、培養(yǎng)學生理解化學實驗的誤差處理難點：“量化實驗”和處理實驗誤差定位在：“講明道理，理解不深究”這一層面，同學們只要能從“量”的變化中解釋實驗所證明的問題；能在處理“量”的準確性上認識誤差產(chǎn)生的主要原因?；瘜W實驗教學的層次與方法（具體措施）5、培養(yǎng)學生理解化24小結不同實驗內(nèi)容學習目標不同；不同階段實驗內(nèi)容學習目標各有側重認識上述五類實驗知識與方法對于化學實驗教學是十分有利的。小結不同實驗內(nèi)容學習目標不同；25中學化學實驗設計與創(chuàng)新課程261、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景1、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景27方案1.開發(fā)簡單實驗儀器開發(fā)一些簡單的儀器裝置，在化學教學中也能發(fā)揮出獨特的作用1、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景方案1.開發(fā)簡單實驗儀器開發(fā)一些簡單的儀器裝置，在化學教學28舉例：開發(fā)簡單實驗儀器微型電解實驗裝置噴泉實驗裝置舉例：開發(fā)簡單實驗儀器微型電解實驗裝置噴泉實驗裝置29方案2.尋找儀器替代用品用日常生活用品替代一些化學儀器，不僅節(jié)約開支，而且實驗效果很好。例如在“面粉爆炸實驗”的改進用半個酒瓶替代塑料瓶，玻璃管與橡膠管連接，用嘴吹氣，方便、火焰效果好紙板蓋蓋上即可，不能封死，保證安全。優(yōu)點:1、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景方案2.尋找儀器替代用品用日常生活用品替代一些化學儀器，不僅30化學實驗方法定義根據(jù)化學實驗目的，通過運用實驗儀器、設備、裝置等物質手段，在特定的實驗條件下，變革化學實驗對象的狀態(tài)或性質，通過實驗觀察獲得各種化學科學事實，以探究化學問題的一種科學研究方法以期：培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。突出實驗課的實踐性、自主性、創(chuàng)造性、綜合性、趣味性化學實驗方法根據(jù)化學實驗目的，通過運用實驗儀器、設備、裝置等31方案1.改進常規(guī)的實驗方法（主要手段）新課程積極倡導探究性實驗方法，以探究化學問題舉例《鐵絲在氧氣中燃燒實驗》此實驗按照《義務教育課程標準實驗教科書》中的做法，難以成功。原實驗步驟：在螺旋狀的細鐵絲末端系上火柴梗，用坩堝鉗夾住鐵絲點燃火柴梗，至其快燃盡時伸入充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中。容易失敗的原因：對火柴梗燃燒的程度難以把握。①如果火柴梗過長，會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象；只能看到火柴梗在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。②如果火柴梗過短，由于紅熱的鐵絲冷卻很快，也會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。方案1.改進常規(guī)的實驗方法（主要手段）新課程積極倡導探究性實32舉例《鐵絲在氧氣中燃燒實驗》改進后的方法①把細鐵絲的一端盤成螺旋狀，另一端用坩堝鉗夾住。②用小燒杯盛一定量的無水乙醇，待用。③把酒精燈和充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶放在較近的位置，并點燃酒精燈。④用坩堝鉗夾住細鐵絲的一端并將有螺旋狀的另一端伸入到無水乙醇中，利用無水乙醇的表面張力，使細鐵絲有螺旋狀一端蘸滿無水乙醇。取出后，馬上在酒精燈上點燃，并迅速伸入到充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中，可以看到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體物質。此方法極易成功，實驗效果好；也不會再為火柴梗燃燒的程度而擔憂；更適合于開設學生實驗；無污染，并節(jié)約了資源。改進后的方法優(yōu)點舉例《鐵絲在氧氣中燃燒實驗》改進后的方法①把細鐵絲的一端33舉例《“探究燃燒的條件”實驗創(chuàng)新設計》原實驗方法不足：其一，白磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙會污染空氣，因此，教材要求實驗在通風櫥中或抽風設備下進行，然而很多學校不具備這樣的條件；其二，給水下的白磷通入的氧氣需要提前準備好，或在實驗時一邊制氧氣一邊將氧氣通入水中，這樣操作起來就較為繁瑣。

改進方法：第一，當銅片上的白磷燃燒時，將一內(nèi)壁沾有水的小燒杯罩在白磷上；第二，取下銅片后，用一支空試管向下罩住水下的金屬圓柱體（白磷）改進后方法優(yōu)點1．白磷燃燒后，用內(nèi)壁沾有水的小燒杯吸收五氧化二磷，既能讓學生觀察到白磷燃燒的現(xiàn)象，又能減少白磷燃燒對空氣的污染。

2．將空試管倒扣在水中的金屬圓柱體（白磷）上，白磷迅速燃燒，不需要制備氧氣，操作簡單，現(xiàn)象明顯。舉例《“探究燃燒的條件”實驗創(chuàng)新設計》原實驗方法不足：改進34舉例《收集呼出氣體有技巧》原實驗方法不足：要求收集兩瓶人呼出的氣體，在實際操作中往往不能達到預期的實驗效果，前者向呼出氣體中滴入數(shù)滴澄清石灰水難以看到澄清石灰水變渾濁，后者向呼出氣體中伸入燃著的木條木條火焰沒有多大的變化，更談不上木條火焰熄滅，都導致實驗失敗。改進方法：將兩個集氣瓶灌滿水倒立在水槽內(nèi)放好，深吸一口氣，呼出近一半的氣體，再將剩下的氣體吹入集氣瓶內(nèi)，不必進行換氣就可以收滿一瓶氣體。同樣方法再收集一瓶氣體。改進后方法優(yōu)點收集的呼出氣體含二氧化碳多。因為一開始呼出的氣體還沒有來得及與肺泡外血液中的氣體充分交換，呼出的氣體中原來吸入的成分較多。后呼出的氣體與肺泡外血液中的氣體充分交換，呼出的成分較多。舉例《收集呼出氣體有技巧》原實驗方法不足：改進方法：改進后方35方案2.掌握現(xiàn)代儀器的科學使用方法新課程積極倡導探究性實驗方法，以探究化學問題舉例《實驗測定酸堿滴定曲線》此實驗不僅操作難度大，而且很難繪制出標準的滴定曲線,難以成功。原實驗步驟：1、酸堿中和滴定操作；2、采集數(shù)據(jù)；3、處理數(shù)據(jù)（人工計算或excel軟件處理4、繪制曲線。使用與計算機相連的pH傳感器的連續(xù)測定，會得到理想的實驗效果。方法：準確量取20．00mLNaOH溶液后，放在電磁攪拌器上，調(diào)整轉速至適合的速度，將標定后與計算機相連的pH傳感器的電極探頭浸入溶液中，用50mL酸式滴定管滴加稀鹽酸，按照1mL/10s的流速調(diào)節(jié)旋鈕，形成穩(wěn)定“水流”，連續(xù)測定500s，數(shù)據(jù)的采集和處理由計算機同時完成，可以形成非常理想的酸堿滴定曲線。方案2.掌握現(xiàn)代儀器的科學使用方法新課程積極倡導探究性實驗方36“實驗探究互動型”教學模式的功能目標使學生養(yǎng)成自主探索、研究的主動學習的習慣；教會學生如何學習；培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度；激發(fā)學生創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)造能力，使學生學會怎樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，怎樣加工信息，并對提出的假設如何推理論證，形成全新的課堂學習環(huán)境。操作過程大體分為三個階段“教師拉著學生走”“教師引著學生走”“學生摸著石頭走”階段1

階段2

階段3

“實驗探究互動型”教學模式的功能目標使學生養(yǎng)成自主探索、研究37“教師拉著學生走”階段1

“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標及學生興趣的要求，選擇合適的實驗。2．教師講解、分析實驗設計的思路和方法。3．教師根據(jù)設計思路和方法進行演示實驗。4．教師選擇并布置學生要模仿的實驗主題?！皩W生”任務1．理解和揣摩教師的實驗設計的思路和方法。2．根據(jù)教師的要求，學生模仿設計并進行實驗。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標38“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》1．提出問題：蠟燭燃燒產(chǎn)物是什么？2．查閱資料：蠟燭的主要成分是石蠟，石蠟是石油分餾產(chǎn)品，主要成分是碳氫化合物。天然氣的主要成分是甲烷，甲烷是碳氫化合物，它燃燒后生成水和二氧化碳。3．提出猜想：蠟燭燃燒產(chǎn)物可能為水和二氧化碳氣體。4．設計實驗方案：二氧化碳氣體的特性是使澄清的石灰水變渾濁；用澄清的石灰水來驗證二氧化碳氣體的生成。用什么樣的儀器？考慮到蠟燭燃燒生成的氣體和水不好收集，因此把氣體導出的方案不可取?？梢圆捎迷诨鹧嫔戏秸譄姆桨?。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》1．39“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．進行實驗：用一干燥而冷的燒杯，罩在火焰上方，片刻取下燒杯，迅速注入少量澄清石灰水并振蕩。

6．收集數(shù)據(jù)：燒杯內(nèi)壁有水霧；石灰水變渾濁。7．整理材料：水霧的形成是有水生成的表現(xiàn)；石灰水變渾濁是有二氧化碳生成的表現(xiàn)。8．得出結論：蠟燭燃燒產(chǎn)物為水和二氧化碳氣體。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．40“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．進行實驗：用一干燥而冷的燒杯，罩在火焰上方，片刻取下燒杯，迅速注入少量澄清石灰水并振蕩。

6．收集數(shù)據(jù)：燒杯內(nèi)壁有水霧；石灰水變渾濁。7．整理材料：水霧的形成是有水生成的表現(xiàn)；石灰水變渾濁是有二氧化碳生成的表現(xiàn)。8．得出結論：蠟燭燃燒產(chǎn)物為水和二氧化碳氣體。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．41“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》結論：一旦實驗成功，學生會有很大的成就感，激發(fā)了他們對化學學科的學習興趣，在培養(yǎng)他們化學科學素養(yǎng)的同時，又增添了學生對化學學科主動學習的動力和信心?！敖處熇鴮W生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》結論42“教師引著學生走”階段2

“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標及學生興趣的要求，選擇合適的實驗主題。2．教師提供理論幫助，適時指導學生的實驗設計思路和方法。3．教師對學生的實驗進行評價?！皩W生”任務1．學生小組討論和協(xié)商實驗設計的思路和方法。2．學生根據(jù)教師的建議，初步進行實驗。3．學生根據(jù)教師的實驗評價進行反思和評價。特點：學生設計和實驗為主，教師引導和幫助為輔“教師引著學生走”階段2“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標43“教師引著學生走”階段2

舉例《催化劑的特點》1．提出問題：氧化鐵（鐵銹）能否作雙氧水制取氧氣的催化劑？2．查閱資料：氧化鐵和二氧化錳都屬于金屬氧化物，故性質相似。催化劑的特點是：（1）能改變其它物質的化學反應速率（2）在化學反應前后，本身的質量不變（3）在化學反應前后，本身的化學性質不變。。3．提出猜想：氧化鐵（鐵銹）能作雙氧水制取氧氣的催化劑。4．設計實驗方案：方案分三個小實驗進行。（1）探究氧化鐵是否能改變雙氧水的化學反應速率。（2）探究氧化鐵在化學反應前后，本身的質量是否改變（3）探究氧化鐵在化學反應前后，本身的化學性質是否改變。特點：學生設計和實驗為主，教師引導和幫助為輔“教師引著學生走”階段2舉例《催化劑的特點》1．提出問題：44“教師引著學生走”階段2

舉例《催化劑的特點》在學生整個探究過程中，教師應融入學生之中，不斷巡視各小組的表現(xiàn)情況，及時給予必要的幫助和指導。實驗現(xiàn)象明顯，實驗結論明確，學生們的興奮之情溢于言表。特點：學生設計和實驗為主，教師引導和幫助為輔結論：這樣的探究過程充分體現(xiàn)了學生的主體地位，學生親身體驗到類似于科學家發(fā)明發(fā)現(xiàn)的過程，不僅有利于學生進行科學方法的訓練，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，而且有利于創(chuàng)新個體的形成和發(fā)展?！敖處熞鴮W生走”階段2舉例《催化劑的特點》在學生整個探究45“學生摸著石頭走”階段3

“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標及學生興趣的要求設置不同的實驗主題。2．教師對學生的實驗進行評價?！皩W生”任務1．學生選擇自己小組感興趣的實驗主題。2．學生小組討論和協(xié)商實驗設計的思路和方法。3．學生獨立完成實驗的設計和操作。4．學生根據(jù)教師的實驗評價進行反思和評價。5．學生對教材中的實驗探究活動素材進行改進和創(chuàng)新。特點：學生獨立設計和實驗為主，教師鼓勵和評價為輔?！皩W生摸著石頭走”階段3“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標46“學生摸著石頭走”階段3

舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》知識背景：酚酞是一種酸堿指示劑，遇酸不變色，遇堿變紅色，濃氨水呈堿性，能使酚酞試液變紅色。現(xiàn)象：B和C燒杯無現(xiàn)象，A燒杯中的酚酞變紅色。結論：C中的氨分子運動到A中使酚酞變紅?！皩W生摸著石頭走”階段3舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》知識47“學生摸著石頭走”階段3

舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師演示完本實驗后，學生經(jīng)過認真的分析和思考后，對此實驗進行了創(chuàng)新：把實驗裝置改成：1)將滴有酚酞試液的濾紙放在試管中，試管口塞上一團脫脂棉。用滴管吸取濃氨水，滴在脫脂棉上。觀察到的實驗現(xiàn)象：無色酚酞從右到左依次變紅。2)將滴有濃氨水的濾紙放在試管內(nèi)，管口塞上一團脫脂棉。用滴管吸酚酞試液滴到脫脂棉上。觀察到的實驗現(xiàn)象：棉花變紅?！皩W生摸著石頭走”階段3舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師48“學生摸著石頭走”階段3

舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師演示完本實驗后，學生經(jīng)過認真的分析和思考后，對此實驗進行了創(chuàng)新：把實驗裝置改成這樣：用廢鐵絲作支架呈樹狀，樹枝上綁上棉團，棉團上噴上酚酞試液，小燒杯內(nèi)放濃氨水，并用一個不透明的盒子蓋上，過一會后，掀開盒子，“鐵樹”上果真開滿了紅花。）效果非常好。──“鐵樹開花”“學生摸著石頭走”階段3舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師49“學生摸著石頭走”階段3

舉例《將二氧化碳通入澄清的石灰水驗證量守恒定律》人教版化學九年級上冊第五單【實驗5-2】鎂條燃燒后比燃燒前質量增加的實驗，該實驗不是在密閉容器內(nèi)進行的，教材設計該實驗的用意是做一個有氣體參加的且反應后總質量增加的實驗，但在該實驗中鎂條在空氣中燃燒，由于燃燒產(chǎn)生大量白煙飄散到空氣中，損失一部分生成物──氧化鎂，導致燃燒后產(chǎn)物的質量沒有增加反而減少，與【實驗5-1】相同，沒有形成鮮明對比且鎂條燃燒時放出耀眼的強光，會對同學們的眼睛造成一定的傷害。針對這一情況可引導學生將該實驗改為向澄清石灰水中吹氣的活動與探究實驗，符合教材本意，有氣體參加，反應后總質量增加，得到和【實驗5-1】相反的結果，使學生理解了一切化學反應都遵守質量守恒定律；也使學生理解了質量守恒定律中的關鍵詞?！皩W生摸著石頭走”階段3舉例《將二氧化碳通入澄清的石灰水驗50實驗互動探究結論：這樣的探究過程充分體現(xiàn)了學生的自主創(chuàng)造能力，學生親身體驗到類似于科學家發(fā)明發(fā)現(xiàn)的過程，具有極大地科學成就體驗感和滿足感，有利于創(chuàng)新個體的形成和發(fā)展。實驗互動探究結論：51四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用1作某些儀器的代用品注射器=集氣瓶+量筒+滴管+分液漏斗+燒杯要探究久未開啟的菜窖屋內(nèi)的氣體成分，怎樣取樣？四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應52注射器在實驗設計中應用案例1作某些儀器的代用品（量氣體體積）用45mL試管作反應容器，磷的燃燒均在密閉容器里進行，可防止白煙污染空氣。用注射器測量磷燃燒消耗的氧氣體積（右圖）。操作：①檢查裝置的氣密性。②裝藥品，連好儀器。③夾緊彈簧夾，加熱白磷，觀察現(xiàn)象。④燃燒結束，試管冷卻后松開彈簧夾，可以看到活塞慢慢左移，以測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。環(huán)保，綠色化學注射器在實驗設計中應用案例1作某些儀器的代用品用45mL試53注射器在實驗設計中應用案例由于注射器上有計量單位，可用作一些對比實驗用的量具。右圖是用肥皂水區(qū)分硬水和軟水的實驗。用注射器取等體積的肥皂水加入盛有等體積硬水和軟水的燒杯中，攪拌。操作簡便，現(xiàn)象明顯。簡便，現(xiàn)象明顯1作某些儀器的代用品（量液體體積）注射器在實驗設計中應用案例由于注射器上有計量單位，可用作一54注射器在實驗設計中應用案例右圖中的注射器代替了分液漏斗，可隨時添加藥品，不斷產(chǎn)生O2。還可控制氧氣的生成速率。用注射器，取液、滴加都很方便，也可控制試劑用量和滴速，節(jié)省試劑。簡便，可控，節(jié)約1作某些儀器的代用品（分液漏斗）注射器在實驗設計中應用案例右圖中的注射器代替了分液漏斗，可55注射器在實驗設計中應用案例右圖將塊狀固體放入干燥管中，塞緊一根帶彈簧夾的導管，原本將其放入盛酸的燒杯中反應，現(xiàn)用盛酸注射器接在干燥管上，裝配成了氣體發(fā)生裝置，該裝置能隨時控制反應的進行?？捎脕碇迫2或CO2。簡便，可控1作某些儀器的代用品（燒杯）注射器在實驗設計中應用案例右圖將塊狀固體放入干燥管中，塞緊56注射器在實驗設計中應用案例水和乙醇能夠互溶的實驗，用注射器替代膠頭滴管，將盛有色水的試管傾斜，注射器裝好乙醇后如右圖慢慢推活塞，分層現(xiàn)象明顯，操作簡便，節(jié)約時間。簡便，可控，環(huán)保1作某些儀器的代用品（滴管）注射器在實驗設計中應用案例水和乙醇能夠互溶的實驗，用注射器57四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用2改變?nèi)萜鲀?nèi)的氣體壓強2.1檢查裝置的氣密性連接好裝置（注射器內(nèi)留有一半體積的空氣），打開彈簧夾，向長頸漏斗中注入水，使其下管口必須液封，慢慢推注射器的活塞，瓶內(nèi)氣壓增大，長頸漏斗內(nèi)形成一段水柱，過一會后水柱的液面不下降。再慢慢往外拉活塞至初始位置以后，瓶內(nèi)氣壓減小，液柱下降，下管口有氣泡冒出。說明裝置不漏氣。四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應58經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用2改變?nèi)萜鲀?nèi)的氣體壓強2.2研究化學反應對氣壓的影響將NaOH溶液注入盛有CO2的集氣瓶中，振蕩，小氣球很快膨脹起來。經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用2改變?nèi)萜鲀?nèi)的氣體壓強2.259經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用2改變?nèi)萜鲀?nèi)的氣體壓強2.3研究沸點隨氣壓的變化圖中打開彈簧夾，將NaOH溶液注入燒瓶中振蕩，試管內(nèi)95℃的水會立即沸騰。（氣壓減小，沸點降低。）經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用2改變?nèi)萜鲀?nèi)的氣體壓強2.360經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用2改變?nèi)萜鲀?nèi)的氣體壓強2.4除去裝置內(nèi)生成的二氧化硫氣體（1）按圖準備好裝置并制取一瓶氧氣，把盛有燃著硫的裝置伸進充滿氧氣的集氣瓶中，塞緊膠塞，比較硫在空氣里和氧氣里燃燒現(xiàn)象有什么不同。

（2）實驗結束后，把注射器中的氫氧化鈉溶液注入集氣瓶中，振蕩以除去裝置內(nèi)生成的二氧化硫氣體。裝置制作簡單，操作方便；密封性強，安全、環(huán)保。經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用2改變?nèi)萜鲀?nèi)的氣體壓強2.461經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用4用于排送氣體測定變質的燒堿樣品中Na2CO3的質量分數(shù)，設計了圖2所示的裝置。反應的開始、結束都要用注射器反復的排送氣體。經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用4用于排送氣體測定變質的62小結體積小巧節(jié)省試劑操作簡便可靠安全減少污染應用廣泛一器多用注射器利用

優(yōu)點：2008年上海高考化學試題的26題就是利用注射器來考查實驗的創(chuàng)新能力小結體積小63四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例之微型綠色實驗設計儀器容量小、藥品用量少、操作簡單、實驗過程快、現(xiàn)象明顯、實驗成功率高、節(jié)省實驗時間、安全性高、操作性高、污染低或無污染、趣味性高微型綠色化學實驗優(yōu)點從微型化、趣味性、節(jié)能化、環(huán)?；蛣?chuàng)造性一體化培養(yǎng)學生的環(huán)保意識、資源意識、安全意識、創(chuàng)新意識。四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例之微型綠色實驗設64經(jīng)典案例之微型綠色實驗設計開展微型綠色化學實驗的意義1傳播綠色化學理念2轉變化學學習方式3落實新課改精神經(jīng)典案例之微型綠色實驗設計開展微型綠色化學1傳播綠色65經(jīng)典案例之微型綠色實驗設計舉例CO還原CuO的環(huán)保型實驗設計經(jīng)典案例之微型綠色實驗設計舉例CO還原CuO的環(huán)保型實66四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例之家庭化學實驗設計材料易得、操作安全、富有啟發(fā)性家庭化學實驗優(yōu)點積極鼓勵學生多做家庭化學實驗，既能激勵他們學習化學的積極性和探究精神，又能培養(yǎng)他們認識一些簡單化學現(xiàn)象、解決一些簡單化學問題的能力。四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例之家庭化學實驗設計671“煙灰”作催化劑取少量的白糖放在玻璃片上，點火，白糖不能燃燒；將白糖和新的香煙煙灰充分混合后，再去點火，有藍色的火焰產(chǎn)生。經(jīng)典案例之家庭化學實驗設計原因：糖是由碳、氫、氧三種元素組成的有機物，在煙灰中微量元素鋰的作用下，降低了白糖發(fā)生氧化反應所需的溫度，致使白糖可以點燃。在這里，“煙灰”是一種特殊的催化劑。原因：1“煙灰”作催化劑取少量的白糖放在玻璃片上，點火，白糖不能682證明酒精的成分里含有碳元素和氫元素點燃酒精，在火焰上方罩一個冷而干燥的小玻璃杯，觀察小玻璃杯壁上有什么現(xiàn)象出現(xiàn)？迅速把小玻璃杯倒過來，向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水，振蕩，觀察石灰水的變化。經(jīng)典案例之家庭化學實驗設計問題討論：⑴本實驗證明了酒精中含有什么元素。⑵該實驗能證明酒精中一定含有氧元素嗎？為什么？2證明酒精的成分里含有碳元素和氫元素經(jīng)典案例之家庭化學693銅絲滅火將粗銅絲或多股銅絲繞成一個內(nèi)徑比蠟燭直徑稍小的線圈，圈與圈之間需要有一定的空隙。點燃蠟燭，把銅絲制成的線圈從火焰上面罩下去，正好把蠟燭的火焰照在銅絲里面。觀察發(fā)生的現(xiàn)象經(jīng)典案例之家庭化學實驗設計問題討論：根據(jù)所學知識解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因。3銅絲滅火經(jīng)典案例之家庭化學實驗設計70結束語

為了適應社會發(fā)展的新形勢，努力提高學生的素質，尤其是培養(yǎng)學生的動手操作能力，通過實驗掌握進行科學探究問題的方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。作為化學教師在重視實驗教學的同時，要努力培養(yǎng)學生的一種參與意識，學會正確的觀察分析能力，大膽設想勇于創(chuàng)新。結束語為了適應社會發(fā)展的新形勢，努71中學化學實驗設計與創(chuàng)新課程72

中學化學實驗設計與創(chuàng)新

中學化學實驗設計與創(chuàng)新

73背景1“新課程改革”“教育現(xiàn)代化”自主、合作、探究學習方式“探究式教學理念”“STSE”教育理念背景1“新課程改革”自主、合作、“探究式教學74探究式教學化學課堂教學的最終目標是轉變學生的學習方式，促進學生自主學習，從而使學生獲得主動發(fā)展，因此，在化學教學中要注重引導學生進行探究式學習?；瘜W課程改革的根本目標探究式教學化學課堂教學的最終目標是轉變學生的學習方式75探究式教學——以探究為主的教學指教學過程是在教師的啟發(fā)誘導下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，以教材為基本探究內(nèi)容，以學生周圍世界和生活實際為參照對象，為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學知識應用于解決實際問題。引入到實驗教學中探究式教學——以探究為主的教學指教學過程是在教師的啟76“STSE”教育理念“STSE”是科學—技術—社會—環(huán)境英文字母的縮寫。它是近二、三十年來世界上形成的一種新的教育思想和模式，其影響正在日益擴大。它強調(diào)了在科學教育中加強科學技術與社會的關系，以及科學技術在社會生產(chǎn)、生活中的應用。作為當前國際理科教育改革的潮流和熱點?！癝TSE”教育理念“STSE”是科學—技術—社會77背景2“化學是中心學科“化學是實踐學科”科學地位實踐特點“學科的重要性”“學習的方法論”背景2“化學是中心學科科學地位“學科的重要性”78化學是中心學科化學數(shù)學、物理學生命、材料、環(huán)境科學分類（復雜程度）中游上游下游化學是中心學科化學數(shù)學、物理學生命79化學是實踐學科是學生學習化學的一種重要的學習方式,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要途徑.實踐性自主性創(chuàng)造性綜合性趣味性“學習的方法論”化學是實踐學科是學生學習化學的一種重要的學習方式,實踐性80內(nèi)容內(nèi)容81一、中學化學實驗教學創(chuàng)新理念教學有意境，創(chuàng)新無止境。一、中學化學實驗教學創(chuàng)新理念教學有意境，創(chuàng)新無止境。82指導思想（化學實驗教學設計與創(chuàng)新）引導學生質疑、調(diào)查、探究，在實踐中學習；通過探究性實驗教學激發(fā)學生創(chuàng)新欲望和興趣；實驗教學中突出化學·技術·社會相互聯(lián)系。指導思想（化學實驗教學設計與創(chuàng)新）引導學生質疑、調(diào)查、探究83基本理念（化學實驗教學設計與創(chuàng)新）通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力?！被纠砟睿ɑ瘜W實驗教學設計與創(chuàng)新）通過以化學實驗為主的多種84二、化學實驗教學的層次與方法教學層次性方法科學性學生的學習心理學科知識特點由淺入深二、化學實驗教學的層次與方法教學層次性學生的學習心理學科知識85化學實驗教學的層次與方法1、引導2、促使3、提高4、教會5、培養(yǎng)教學層次性方法科學性由淺入深措施化學實驗教學的層次與方法1、引導2、促使3、提高4、教86化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化學實驗的基本特征2、促使學生建立化學實驗的思維模型3、提高學生聯(lián)系化學實驗的對比能力4、教會學生熟知化學實驗的規(guī)則知識5、培養(yǎng)學生理解化學實驗的誤差處理化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化87化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化學實驗的基本特征“化學實驗的基本特征”化學實驗教學的層次與方法（具體措施）1、引導學生明確化88化學實驗教學的層次與方法（具體措施）2、促使學生建立化學實驗的思維模型使學生建立“觀察與分析實驗現(xiàn)象”的思維模型《觀察和描述──對蠟燭及其燃燒的探究》實驗化學實驗教學的層次與方法（具體措施）2、促使學生建立化89“觀察與分析實驗現(xiàn)象”的思維模型本實驗中的內(nèi)容是“關注物質的性質──關注物質的變化──關注物質的變化過程及其現(xiàn)象”。對物質在變化前、變化中或變化后的現(xiàn)象進行細致的“觀察與描述”.對實驗局部的特點的品析與記憶。如：蠟燭燃燒火焰分三層等?！坝^察與分析實驗現(xiàn)象”的思維模型本實驗中的內(nèi)容是“關注物質的90化學實驗教學的層次與方法（具體措施）3、提高學生聯(lián)系化學實驗的對比能力化學實驗教學的層次與方法（具體措施）3、提高學生聯(lián)系化91化學實驗教學的層次與方法（具體措施）實驗室一般實驗都遵從“實驗原理──實驗操作──實驗現(xiàn)象──實驗結論”邏輯思路從竹子中抽出一定體積氣體、再從空氣中抽出同等體積的氣體，再將它們分別注入等體積的同一質量分數(shù)的石灰水中，觀察到實驗現(xiàn)象有什么不同？如為了強化空氣中不只是有氧氣組成，將點燃的木炭先放在裝有空氣的瓶中燃燒，再放入氧氣瓶中燃燒。對比是一把“解剖刀”,“從相同之處找不同，從不同之中找相同”，而對比聯(lián)系方法能將“解剖刀”磨得更加鋒利?；瘜W實驗教學的層次與方法（具體措施）實驗室一般實驗都遵92對比是一把“解剖刀”,“從相同之處找不同，從不同之中找相同”，而對比聯(lián)系方法能將“解剖刀”磨得更加鋒利。實驗內(nèi)容：用鎂、鋁、鋅、鐵、銅五種金屬做成它們各自元素符號的形狀，將它們各自放在小燒杯中，然后向小燒杯里注入少量的鹽酸中。我們來回味本實驗在不同教學時段的操作與功能。對比是一把“解剖刀”,“從相同之處找不同，從93回味1：第一次應用是在上《緒言》課之初展示該實驗回味2：在第一單元課題1教學時第二次用到該實驗，因為第一單元課題1的學習目標之一是學習觀察實驗現(xiàn)象的方法?；匚?：在學習元素符號時老師第三次回味該實驗，我們把鎂、鋁、鋅、鐵、銅各做成了它們各自元素符號的模樣。目的是讓學生在激情高昂觀察實驗現(xiàn)象的同時，不知不覺認識相關的元素符號?；匚?：在金屬活動順序教學中，教師再次提出該實驗，并與下冊教材在P11頁卡通畫作對比（如上圖），回味5：在學習酸的化學性質時最后一次提示這一實驗分析酸的化學性質。 （前設后置的方法）回味1：第一次應用是在上《緒言》課之初展示該實驗回味2：在94化學實驗教學的層次與方法（具體措施）4、教會學生熟知化學實驗的規(guī)則知識“化學課程要求學生遵守化學實驗室的規(guī)則，初步形成良好的實驗工作習慣?！毙抡n程標準新課程理念提倡同學們的自主學習，目的是張楊同學們的個性.從新課標對實驗技能提出六個方面的內(nèi)容分析，規(guī)則性知識是實驗技能的一部分，又是其它實驗技能的基礎，所以規(guī)則要記、規(guī)則要練、規(guī)則要用?；瘜W實驗教學的層次與方法（具體措施）4、教會學生熟知化95化學實驗教學的層次與方法（具體措施）5、培養(yǎng)學生理解化學實驗的誤差處理難點：“量化實驗”和處理實驗誤差定位在：“講明道理，理解不深究”這一層面，同學們只要能從“量”的變化中解釋實驗所證明的問題；能在處理“量”的準確性上認識誤差產(chǎn)生的主要原因?；瘜W實驗教學的層次與方法（具體措施）5、培養(yǎng)學生理解化96小結不同實驗內(nèi)容學習目標不同；不同階段實驗內(nèi)容學習目標各有側重認識上述五類實驗知識與方法對于化學實驗教學是十分有利的。小結不同實驗內(nèi)容學習目標不同；97中學化學實驗設計與創(chuàng)新課程981、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景1、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景99方案1.開發(fā)簡單實驗儀器開發(fā)一些簡單的儀器裝置，在化學教學中也能發(fā)揮出獨特的作用1、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景方案1.開發(fā)簡單實驗儀器開發(fā)一些簡單的儀器裝置，在化學教學100舉例：開發(fā)簡單實驗儀器微型電解實驗裝置噴泉實驗裝置舉例：開發(fā)簡單實驗儀器微型電解實驗裝置噴泉實驗裝置101方案2.尋找儀器替代用品用日常生活用品替代一些化學儀器，不僅節(jié)約開支，而且實驗效果很好。例如在“面粉爆炸實驗”的改進用半個酒瓶替代塑料瓶，玻璃管與橡膠管連接，用嘴吹氣，方便、火焰效果好紙板蓋蓋上即可，不能封死，保證安全。優(yōu)點:1、開發(fā)實驗儀器創(chuàng)設教學情景方案2.尋找儀器替代用品用日常生活用品替代一些化學儀器，不僅102化學實驗方法定義根據(jù)化學實驗目的，通過運用實驗儀器、設備、裝置等物質手段，在特定的實驗條件下，變革化學實驗對象的狀態(tài)或性質，通過實驗觀察獲得各種化學科學事實，以探究化學問題的一種科學研究方法以期：培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。突出實驗課的實踐性、自主性、創(chuàng)造性、綜合性、趣味性化學實驗方法根據(jù)化學實驗目的，通過運用實驗儀器、設備、裝置等103方案1.改進常規(guī)的實驗方法（主要手段）新課程積極倡導探究性實驗方法，以探究化學問題舉例《鐵絲在氧氣中燃燒實驗》此實驗按照《義務教育課程標準實驗教科書》中的做法，難以成功。原實驗步驟：在螺旋狀的細鐵絲末端系上火柴梗，用坩堝鉗夾住鐵絲點燃火柴梗，至其快燃盡時伸入充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中。容易失敗的原因：對火柴梗燃燒的程度難以把握。①如果火柴梗過長，會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象；只能看到火柴梗在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。②如果火柴梗過短，由于紅熱的鐵絲冷卻很快，也會看不到鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。方案1.改進常規(guī)的實驗方法（主要手段）新課程積極倡導探究性實104舉例《鐵絲在氧氣中燃燒實驗》改進后的方法①把細鐵絲的一端盤成螺旋狀，另一端用坩堝鉗夾住。②用小燒杯盛一定量的無水乙醇，待用。③把酒精燈和充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶放在較近的位置，并點燃酒精燈。④用坩堝鉗夾住細鐵絲的一端并將有螺旋狀的另一端伸入到無水乙醇中，利用無水乙醇的表面張力，使細鐵絲有螺旋狀一端蘸滿無水乙醇。取出后，馬上在酒精燈上點燃，并迅速伸入到充滿氧氣且瓶底有少量水的集氣瓶中，可以看到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體物質。此方法極易成功，實驗效果好；也不會再為火柴梗燃燒的程度而擔憂；更適合于開設學生實驗；無污染，并節(jié)約了資源。改進后的方法優(yōu)點舉例《鐵絲在氧氣中燃燒實驗》改進后的方法①把細鐵絲的一端105舉例《“探究燃燒的條件”實驗創(chuàng)新設計》原實驗方法不足：其一，白磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙會污染空氣，因此，教材要求實驗在通風櫥中或抽風設備下進行，然而很多學校不具備這樣的條件；其二，給水下的白磷通入的氧氣需要提前準備好，或在實驗時一邊制氧氣一邊將氧氣通入水中，這樣操作起來就較為繁瑣。

改進方法：第一，當銅片上的白磷燃燒時，將一內(nèi)壁沾有水的小燒杯罩在白磷上；第二，取下銅片后，用一支空試管向下罩住水下的金屬圓柱體（白磷）改進后方法優(yōu)點1．白磷燃燒后，用內(nèi)壁沾有水的小燒杯吸收五氧化二磷，既能讓學生觀察到白磷燃燒的現(xiàn)象，又能減少白磷燃燒對空氣的污染。

2．將空試管倒扣在水中的金屬圓柱體（白磷）上，白磷迅速燃燒，不需要制備氧氣，操作簡單，現(xiàn)象明顯。舉例《“探究燃燒的條件”實驗創(chuàng)新設計》原實驗方法不足：改進106舉例《收集呼出氣體有技巧》原實驗方法不足：要求收集兩瓶人呼出的氣體，在實際操作中往往不能達到預期的實驗效果，前者向呼出氣體中滴入數(shù)滴澄清石灰水難以看到澄清石灰水變渾濁，后者向呼出氣體中伸入燃著的木條木條火焰沒有多大的變化，更談不上木條火焰熄滅，都導致實驗失敗。改進方法：將兩個集氣瓶灌滿水倒立在水槽內(nèi)放好，深吸一口氣，呼出近一半的氣體，再將剩下的氣體吹入集氣瓶內(nèi)，不必進行換氣就可以收滿一瓶氣體。同樣方法再收集一瓶氣體。改進后方法優(yōu)點收集的呼出氣體含二氧化碳多。因為一開始呼出的氣體還沒有來得及與肺泡外血液中的氣體充分交換，呼出的氣體中原來吸入的成分較多。后呼出的氣體與肺泡外血液中的氣體充分交換，呼出的成分較多。舉例《收集呼出氣體有技巧》原實驗方法不足：改進方法：改進后方107方案2.掌握現(xiàn)代儀器的科學使用方法新課程積極倡導探究性實驗方法，以探究化學問題舉例《實驗測定酸堿滴定曲線》此實驗不僅操作難度大，而且很難繪制出標準的滴定曲線,難以成功。原實驗步驟：1、酸堿中和滴定操作；2、采集數(shù)據(jù)；3、處理數(shù)據(jù)（人工計算或excel軟件處理4、繪制曲線。使用與計算機相連的pH傳感器的連續(xù)測定，會得到理想的實驗效果。方法：準確量取20．00mLNaOH溶液后，放在電磁攪拌器上，調(diào)整轉速至適合的速度，將標定后與計算機相連的pH傳感器的電極探頭浸入溶液中，用50mL酸式滴定管滴加稀鹽酸，按照1mL/10s的流速調(diào)節(jié)旋鈕，形成穩(wěn)定“水流”，連續(xù)測定500s，數(shù)據(jù)的采集和處理由計算機同時完成，可以形成非常理想的酸堿滴定曲線。方案2.掌握現(xiàn)代儀器的科學使用方法新課程積極倡導探究性實驗方108“實驗探究互動型”教學模式的功能目標使學生養(yǎng)成自主探索、研究的主動學習的習慣；教會學生如何學習；培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度；激發(fā)學生創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)造能力，使學生學會怎樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，怎樣加工信息，并對提出的假設如何推理論證，形成全新的課堂學習環(huán)境。操作過程大體分為三個階段“教師拉著學生走”“教師引著學生走”“學生摸著石頭走”階段1

階段2

階段3

“實驗探究互動型”教學模式的功能目標使學生養(yǎng)成自主探索、研究109“教師拉著學生走”階段1

“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標及學生興趣的要求，選擇合適的實驗。2．教師講解、分析實驗設計的思路和方法。3．教師根據(jù)設計思路和方法進行演示實驗。4．教師選擇并布置學生要模仿的實驗主題?！皩W生”任務1．理解和揣摩教師的實驗設計的思路和方法。2．根據(jù)教師的要求，學生模仿設計并進行實驗。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標110“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》1．提出問題：蠟燭燃燒產(chǎn)物是什么？2．查閱資料：蠟燭的主要成分是石蠟，石蠟是石油分餾產(chǎn)品，主要成分是碳氫化合物。天然氣的主要成分是甲烷，甲烷是碳氫化合物，它燃燒后生成水和二氧化碳。3．提出猜想：蠟燭燃燒產(chǎn)物可能為水和二氧化碳氣體。4．設計實驗方案：二氧化碳氣體的特性是使澄清的石灰水變渾濁；用澄清的石灰水來驗證二氧化碳氣體的生成。用什么樣的儀器？考慮到蠟燭燃燒生成的氣體和水不好收集，因此把氣體導出的方案不可取?？梢圆捎迷诨鹧嫔戏秸譄姆桨?。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》1．111“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．進行實驗：用一干燥而冷的燒杯，罩在火焰上方，片刻取下燒杯，迅速注入少量澄清石灰水并振蕩。

6．收集數(shù)據(jù)：燒杯內(nèi)壁有水霧；石灰水變渾濁。7．整理材料：水霧的形成是有水生成的表現(xiàn)；石灰水變渾濁是有二氧化碳生成的表現(xiàn)。8．得出結論：蠟燭燃燒產(chǎn)物為水和二氧化碳氣體。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．112“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．進行實驗：用一干燥而冷的燒杯，罩在火焰上方，片刻取下燒杯，迅速注入少量澄清石灰水并振蕩。

6．收集數(shù)據(jù)：燒杯內(nèi)壁有水霧；石灰水變渾濁。7．整理材料：水霧的形成是有水生成的表現(xiàn)；石灰水變渾濁是有二氧化碳生成的表現(xiàn)。8．得出結論：蠟燭燃燒產(chǎn)物為水和二氧化碳氣體。特點：教師強化示范為主，學生領悟模仿為輔“教師拉著學生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》5．113“教師拉著學生走”階段1

舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》結論：一旦實驗成功，學生會有很大的成就感，激發(fā)了他們對化學學科的學習興趣，在培養(yǎng)他們化學科學素養(yǎng)的同時，又增添了學生對化學學科主動學習的動力和信心?！敖處熇鴮W生走”階段1舉例《蠟燭燃燒產(chǎn)物的探究實驗》結論114“教師引著學生走”階段2

“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標及學生興趣的要求，選擇合適的實驗主題。2．教師提供理論幫助，適時指導學生的實驗設計思路和方法。3．教師對學生的實驗進行評價?！皩W生”任務1．學生小組討論和協(xié)商實驗設計的思路和方法。2．學生根據(jù)教師的建議，初步進行實驗。3．學生根據(jù)教師的實驗評價進行反思和評價。特點：學生設計和實驗為主，教師引導和幫助為輔“教師引著學生走”階段2“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標115“教師引著學生走”階段2

舉例《催化劑的特點》1．提出問題：氧化鐵（鐵銹）能否作雙氧水制取氧氣的催化劑？2．查閱資料：氧化鐵和二氧化錳都屬于金屬氧化物，故性質相似。催化劑的特點是：（1）能改變其它物質的化學反應速率（2）在化學反應前后，本身的質量不變（3）在化學反應前后，本身的化學性質不變。。3．提出猜想：氧化鐵（鐵銹）能作雙氧水制取氧氣的催化劑。4．設計實驗方案：方案分三個小實驗進行。（1）探究氧化鐵是否能改變雙氧水的化學反應速率。（2）探究氧化鐵在化學反應前后，本身的質量是否改變（3）探究氧化鐵在化學反應前后，本身的化學性質是否改變。特點：學生設計和實驗為主，教師引導和幫助為輔“教師引著學生走”階段2舉例《催化劑的特點》1．提出問題：116“教師引著學生走”階段2

舉例《催化劑的特點》在學生整個探究過程中，教師應融入學生之中，不斷巡視各小組的表現(xiàn)情況，及時給予必要的幫助和指導。實驗現(xiàn)象明顯，實驗結論明確，學生們的興奮之情溢于言表。特點：學生設計和實驗為主，教師引導和幫助為輔結論：這樣的探究過程充分體現(xiàn)了學生的主體地位，學生親身體驗到類似于科學家發(fā)明發(fā)現(xiàn)的過程，不僅有利于學生進行科學方法的訓練，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，而且有利于創(chuàng)新個體的形成和發(fā)展?！敖處熞鴮W生走”階段2舉例《催化劑的特點》在學生整個探究117“學生摸著石頭走”階段3

“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標及學生興趣的要求設置不同的實驗主題。2．教師對學生的實驗進行評價?！皩W生”任務1．學生選擇自己小組感興趣的實驗主題。2．學生小組討論和協(xié)商實驗設計的思路和方法。3．學生獨立完成實驗的設計和操作。4．學生根據(jù)教師的實驗評價進行反思和評價。5．學生對教材中的實驗探究活動素材進行改進和創(chuàng)新。特點：學生獨立設計和實驗為主，教師鼓勵和評價為輔?！皩W生摸著石頭走”階段3“教師”任務1．教師根據(jù)教材和課標118“學生摸著石頭走”階段3

舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》知識背景：酚酞是一種酸堿指示劑，遇酸不變色，遇堿變紅色，濃氨水呈堿性，能使酚酞試液變紅色?，F(xiàn)象：B和C燒杯無現(xiàn)象，A燒杯中的酚酞變紅色。結論：C中的氨分子運動到A中使酚酞變紅?！皩W生摸著石頭走”階段3舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》知識119“學生摸著石頭走”階段3

舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師演示完本實驗后，學生經(jīng)過認真的分析和思考后，對此實驗進行了創(chuàng)新：把實驗裝置改成：1)將滴有酚酞試液的濾紙放在試管中，試管口塞上一團脫脂棉。用滴管吸取濃氨水，滴在脫脂棉上。觀察到的實驗現(xiàn)象：無色酚酞從右到左依次變紅。2)將滴有濃氨水的濾紙放在試管內(nèi)，管口塞上一團脫脂棉。用滴管吸酚酞試液滴到脫脂棉上。觀察到的實驗現(xiàn)象：棉花變紅?！皩W生摸著石頭走”階段3舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師120“學生摸著石頭走”階段3

舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師演示完本實驗后，學生經(jīng)過認真的分析和思考后，對此實驗進行了創(chuàng)新：把實驗裝置改成這樣：用廢鐵絲作支架呈樹狀，樹枝上綁上棉團，棉團上噴上酚酞試液，小燒杯內(nèi)放濃氨水，并用一個不透明的盒子蓋上，過一會后，掀開盒子，“鐵樹”上果真開滿了紅花。）效果非常好。──“鐵樹開花”“學生摸著石頭走”階段3舉例《濃氨水和酚酞試液的實驗》教師121“學生摸著石頭走”階段3

舉例《將二氧化碳通入澄清的石灰水驗證量守恒定律》人教版化學九年級上冊第五單【實驗5-2】鎂條燃燒后比燃燒前質量增加的實驗，該實驗不是在密閉容器內(nèi)進行的，教材設計該實驗的用意是做一個有氣體參加的且反應后總質量增加的實驗，但在該實驗中鎂條在空氣中燃燒，由于燃燒產(chǎn)生大量白煙飄散到空氣中，損失一部分生成物──氧化鎂，導致燃燒后產(chǎn)物的質量沒有增加反而減少，與【實驗5-1】相同，沒有形成鮮明對比且鎂條燃燒時放出耀眼的強光，會對同學們的眼睛造成一定的傷害。針對這一情況可引導學生將該實驗改為向澄清石灰水中吹氣的活動與探究實驗，符合教材本意，有氣體參加，反應后總質量增加，得到和【實驗5-1】相反的結果，使學生理解了一切化學反應都遵守質量守恒定律；也使學生理解了質量守恒定律中的關鍵詞?！皩W生摸著石頭走”階段3舉例《將二氧化碳通入澄清的石灰水驗122實驗互動探究結論：這樣的探究過程充分體現(xiàn)了學生的自主創(chuàng)造能力，學生親身體驗到類似于科學家發(fā)明發(fā)現(xiàn)的過程，具有極大地科學成就體驗感和滿足感，有利于創(chuàng)新個體的形成和發(fā)展。實驗互動探究結論：123四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應用1作某些儀器的代用品注射器=集氣瓶+量筒+滴管+分液漏斗+燒杯要探究久未開啟的菜窖屋內(nèi)的氣體成分，怎樣取樣？四、化學實驗教學設計與創(chuàng)新案例經(jīng)典案例：注射器在實驗設計中應124注射器在實驗設計中應用案例1作某些儀器的代用品（量氣體體積）用45mL試管作反應容器，磷的燃燒均在密閉容器里進行，可防止白煙污染空氣。用注射器測量磷燃燒消耗的氧氣體積（右圖）。操作：①檢查裝置的氣密性。②裝藥品，連好儀器。③夾緊彈簧夾，加熱白磷，觀察現(xiàn)象。④燃燒結束，試管冷卻后松開彈簧夾，可以看到活塞慢慢左移，以測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。環(huán)保，綠色化學注射器在實驗設計中應用案例1作某些儀器的代用品用45mL試125注射器在實驗設計中應用案例由于注射器上有計量單位，可用作一些對比實驗用的量具。右圖是用肥皂水區(qū)分硬水和軟水的實驗。用注射器取等體積的肥皂水加入盛有等體積硬水和軟水的燒杯中，攪拌。操作簡便，現(xiàn)象明顯。簡便，現(xiàn)象明顯1作某些儀器的代用品（量液體體積）注射器在實驗設計中應用案例由于注射器上有計量單位，可用作一126注射器在實驗設計中應用案例右圖中的注射器代替了分液漏斗，可隨時添加藥品，不斷產(chǎn)生O2。還可控制氧氣的生成速率。用注射器，取液、滴加都很方便，也可控制試劑用量和滴速，節(jié)省試劑。簡便，可控，節(jié)約1作某些儀器的代用品（分液漏斗）注射器在實驗設計中應用案例右圖中的注射器代替了分液漏斗，可127注射器在實驗設計中應用案例右圖將塊狀固體放入干燥管中，塞緊一根帶彈簧夾的導管，原本將其放入盛酸的燒杯中反應，現(xiàn)用盛酸