中學(xué)化學(xué)實驗研究(共96張)

中學(xué)化學(xué)實驗研究(共96張)第一頁，共97頁。中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計研究

熊言林

第二頁，共97頁。1引言2化學(xué)實驗教學(xué)中的問題3化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的原則4實驗創(chuàng)新設(shè)計的策略和方法5實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)注意的問題討論：卓越中學(xué)化學(xué)教師的標準第三頁，共97頁。1引言1.1空氣中氧氣體積測定實驗（1）設(shè)計1第四頁，共97頁。（2）設(shè)計2（3）設(shè)計3第五頁，共97頁。紅磷在密閉容器中燃燒時耗氧量的測定可燃物燃燒三條件是必要的，但不是充分的。有時即使燃燒的三個必要條件都具備，燃燒也不一定能發(fā)生。第六頁，共97頁。1.2趣味化學(xué)實驗設(shè)計（1）銅變銀銀變金實驗。（2）化學(xué)振蕩實驗第七頁，共97頁。例如，化學(xué)振蕩實驗第八頁，共97頁。化學(xué)反應(yīng)原理：在Mn2+的催化下，5H2O2+2IO3ˉ+2H+→5O2↑+6H2O+I2

淀粉遇I2變藍；

I2+CH2(COOH)2→ICH(COOH)2+Iˉ+H+

I2+ICH(COOH)2→I2C(COOH)2+Iˉ+H+丙二酸控制碘量，溶液呈亮黃色；

I2+5H2O2→2HIO3+4H2O溶液呈無色。第九頁，共97頁。振蕩實驗溶液配制：（1）無色溶液A：在燒杯中，加入41mL30%的H2O2溶液，再加入59mL自來水，用玻璃棒攪拌均勻，裝試劑瓶，即為無色溶液A。（2）無色溶液B：稱取4.3g碘酸鉀，放入到100mL燒杯中，加入約60mL的自來水，加熱溶解，冷卻后，再加入4mL2mol/LH2SO4溶液，用自來水稀釋到100mL的標記處，用玻璃棒攪拌均勻，裝試劑瓶，即為無色溶液B。第十頁，共97頁。（3）無色溶液C：稱取0.03g可溶性淀粉，放入到100mL燒杯中，加入少量的自來水，加熱、攪拌、煮沸2分鐘后，冷卻，再加入1.6g丙二酸、0.34g硫酸錳晶體，再用自來水稀釋到100mL的標記處，攪拌均勻，裝試劑瓶，即為無色溶液C。第十一頁，共97頁。1.3化學(xué)實驗教育功能(1)感性認識的源泉;(2)理性認識的支架;(3)求證假設(shè)的手段;(4)科學(xué)探究的方法;(5)發(fā)展創(chuàng)新能力的途徑;(6)激發(fā)興趣的武器以及培育情感的土壤。

宏觀表征微觀表征符合表征化學(xué)實驗第十二頁，共97頁。2化學(xué)實驗教學(xué)中的問題跟中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)有關(guān)的問題主要來源于化學(xué)教育教學(xué)實踐。主要有以下三個大方面：

(1)化學(xué)教學(xué)需要跟實驗現(xiàn)狀的矛盾；

(2)化學(xué)實驗結(jié)果跟理論預(yù)期的矛盾；

(3)不同化學(xué)實驗方案之間的差異。第十三頁，共97頁。具體教學(xué)中有八個方面：（1）有理念少行動；（2）有開發(fā)少實用；（3）有情境少建構(gòu)；（4）有教師少實驗員；（5）有實驗室少用品；（6）有活動少專題；（7）有內(nèi)容少課時；（8）有考核少監(jiān)督。

第十四頁，共97頁。特別是化學(xué)教材中的實驗問題

(1)實驗原理的科學(xué)性(2)實驗安全性(3)實驗現(xiàn)象可見度(4)實驗步驟(5)實驗操作(6)試劑用量(7)實驗裝置(8)實驗裝置圖例如乙烯的制取與性質(zhì)實驗第十五頁，共97頁。又如空氣中氧氣含量的測定

存在著一些不足：

①將點燃的紅磷伸入集氣瓶過程中不僅產(chǎn)生對環(huán)境有污染的五氧化二磷，而且還會因為伸入集氣瓶瞬間使空氣膨脹，使瓶內(nèi)空氣逸出，導(dǎo)致測量結(jié)果偏大；

②裝置中所用的導(dǎo)管實驗前充有空氣，紅磷火焰熄滅倒吸后這部分空氣進入容器。實驗后導(dǎo)管充滿了水，而這些水本應(yīng)該進入容器中。這兩種因素會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏低；

③燃燒匙一般由金屬銅材料制成，加熱條件下磷單質(zhì)與銅反應(yīng)生成Cu3P，使燃燒匙受到腐蝕。

第十六頁，共97頁。

新的中學(xué)化學(xué)教材中有許多經(jīng)典實驗，實驗方法被長期傳承和運用。雖有改進，但不排除有的實驗存在諸如（1）不便操作、（2）嚴密性差、（3）現(xiàn)象不穩(wěn)固、（4）實驗步驟不合理等瑕疵?；瘜W(xué)教師應(yīng)以科學(xué)創(chuàng)新的態(tài)度去審視每一個實驗，勤于反思、善于琢磨、精于研究，勇于創(chuàng)新。使教學(xué)行為將變得更加有效，教學(xué)行動將不斷有所創(chuàng)新。第十七頁，共97頁。3化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的原則要設(shè)計具有良好教學(xué)功能的化學(xué)實驗，需要用以下幾項基本原則作為實驗創(chuàng)新設(shè)計的指導(dǎo)思想。第十八頁，共97頁。3.1目的性原則目的性是實驗創(chuàng)新設(shè)計要達到預(yù)期的化學(xué)教學(xué)目標。一般來說，其目的都是為了使化學(xué)實驗教學(xué)效果更理想。在設(shè)計實驗前，首先要搞清楚實驗到底要達到什么目的?第十九頁，共97頁。其目的可歸納3個方面：①配合課堂講授內(nèi)容給學(xué)生提供感性認識，幫助闡明科學(xué)概念和化學(xué)原理，同時向?qū)W生示范規(guī)范的實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生觀察和描述實驗現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

第二十頁，共97頁。②學(xué)習(xí)和鞏固相關(guān)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的實驗習(xí)慣和科學(xué)探究能力。③拓寬學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，鞏固和提高學(xué)生的實驗技能，鍛煉學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

第二十一頁，共97頁。例如二氧化碳性質(zhì)實驗設(shè)計先在燒杯內(nèi)壁上貼上干燥的藍色石蕊試紙和濕潤的石蕊試紙各一張，在燒杯外壁貼上濕潤的藍色石蕊試紙一張。將2mL澄清石灰水倒入燒杯底部，將集氣瓶中的二氧化碳倒入燒杯中并搖晃，觀察變化。再將燃著的階梯形蠟燭緩緩地伸進燒杯內(nèi)，觀察變化。最后將已經(jīng)變紅的石蕊試紙在酒精燈上烘烤片刻，觀察觀察它的變化。第二十二頁，共97頁。實驗設(shè)計優(yōu)點與效果：（1）實驗設(shè)計巧妙，操作簡便，現(xiàn)象明顯，成功率高，有效彌補了容易失敗的不足。（2）幾個實驗整合在一起進行，簡化了實驗操作，短時間內(nèi)即可完成，節(jié)省了二氧化碳，也提高了課堂效率。（3）實驗設(shè)計過程中應(yīng)用了控制變量法，改變了原有的實驗思維定勢，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力。

本實驗折射出二氧化碳的四種性質(zhì)，實現(xiàn)了教學(xué)二氧化碳物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的無縫對接，有利于教學(xué)目標落實。第二十三頁，共97頁。3.2科學(xué)性原則科學(xué)性是化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的核心原則?？茖W(xué)性是指創(chuàng)新設(shè)計中的化學(xué)原理、裝置原理、操作原理和方法都必須與化學(xué)理論知識、實驗方法相符合。一個優(yōu)秀的化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)具有嚴謹?shù)目茖W(xué)性。簡言之，就是合理性。

第二十四頁，共97頁。例如：二氧化碳的密度比空氣大實驗有不少老師設(shè)計了用兩個氣球(或塑料保鮮袋)，分別充滿二氧化碳和空氣，置于同一高度在同一時刻下落，觀察氣球落地的先后(先落地的是二氧化碳，后落地的是空氣)。實驗中存在許多不嚴密的地方——氣球自身的質(zhì)量不完全相等；充氣后氣球的體積和形狀不完全相同。這些因素都直接影響氣球落地的先后。

第二十五頁，共97頁。又如：氨的合成實驗創(chuàng)新設(shè)計

圖11.重鉻酸銨2.玻璃纖維3.酚酞溶液第二十六頁，共97頁。驗證圖21.重鉻酸銨2.玻璃纖維3.酚酞溶液(或2%硫酸亞鐵溶液)第二十七頁，共97頁。重鉻酸銨熱分解產(chǎn)物：重鉻酸銨熱分解產(chǎn)物主要是三氧化二鉻、氮氣和水(NH4)2Cr2O7＝Cr2O3+N2↑+4H2O

另外，還有氨氣、氧氣。2(NH4)2Cr2O7＝2Cr2O3+4NH3↑+3O2↑+2H2O

第二十八頁，共97頁。3.3安全性原則安全性是指化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)盡量避免使用有毒藥品或反應(yīng)生成有毒氣體物質(zhì)以及具有一定危險性的實驗裝置和實驗操作。如果必須使用，應(yīng)在所設(shè)計的實驗方案中詳細寫明注意事項和防護措施，以防造成環(huán)境污染和人身傷害。第二十九頁，共97頁。例如：二氧化碳的滅火性實驗探究教材中沿用了較為傳統(tǒng)而又經(jīng)典的二氧化碳滅燭實驗：即在燒杯內(nèi)點燃兩支呈階梯形的蠟燭，然后倒入一瓶二氧化碳，觀察蠟燭燃燒的變化。第三十頁，共97頁。其實驗本身存在以下的缺陷：①實驗的安全性差在傾倒二氧化碳的過程中，操作者雙手被蠟燭火焰灼烤，苦痛難耐，背離了人性化的原則；②蠟燭正常燃燒的火焰較旺，在燒杯內(nèi)燃燒放熱使杯內(nèi)氣體熱膨脹，二氧化碳很難倒入杯底，導(dǎo)致滅燭實驗失??；③受燒杯自身口徑的制約，倒進的二氧化碳往往會將高的火焰撲滅，從而造成實驗的負效應(yīng)。第三十一頁，共97頁。又如，CO還原氧化鐵實驗第三十二頁，共97頁。再如，德國一實驗室做實驗

一學(xué)生實驗需用氫氟酸，被告知需要培訓(xùn)講解，因為非常危險。1個教師用PPT給學(xué)生講解了大約1個小時，使用規(guī)則、以及急救措施等等，確實是非常具體到位，使學(xué)生學(xué)到不少東西。最后叮囑學(xué)生：我可以和你一起做一次，然后以后你做的時候隨時叫我，因為這種酸非常危險，必須要有2個人一起做，萬一出了問題，有其他人急救。第三十三頁，共97頁。3.4可行性原則可行性是指設(shè)計的化學(xué)實驗方案中所運用的化學(xué)原理、裝置原理、操作原理和實驗方法在實施時切實可行，所選用的化學(xué)實驗藥品、儀器、設(shè)備和方法在現(xiàn)有的條件下能夠得到滿足，并在實驗中能得到正確的實驗現(xiàn)象和結(jié)論?？尚行允菍嶒瀯?chuàng)新設(shè)計的根本原則。

第三十四頁，共97頁。例如，火焰層溫度高低探究蠟燭燃燒的實驗探究中，把火柴棒放入火焰中，看哪一層最先變黑。教師有沒有發(fā)現(xiàn)由于火柴棒表面很粗糙、易燃、易碳化，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不是很明顯。能不能改進？改用表面相對光滑的竹質(zhì)牙簽代替火柴棒，或用潤濕的白紙，結(jié)果怎樣？第三十五頁，共97頁。3.5簡約性原則對于同一實驗，實驗越簡單越好，簡單就是美。所謂簡約性是指要盡量采用簡單的實驗方法和實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗用品，在較短的時間內(nèi)可完成效果明顯的實驗。第三十六頁，共97頁。例如，混有空氣的氫氣遇火可能會爆炸第三十七頁，共97頁。恰當?shù)膶嶒瀯?chuàng)新設(shè)計既突出重點，又沒有冗長的實驗步驟，充分體現(xiàn)出簡約性。一位大家說：“一個科學(xué)家最大的本領(lǐng)就是在于化復(fù)雜為簡單，用簡單的方法去解決復(fù)雜的問題?！钡谌隧?，共97頁。3.6創(chuàng)新性原則

創(chuàng)新程度的高低，是衡量一個創(chuàng)新實驗價值大小的重要標準。所謂創(chuàng)新性，是指實驗設(shè)計要敢于突破陳規(guī)，獨到于新穎、獨特、巧妙之處，能反映新事物、新觀點、新理論、新方法和新思路等。

一個優(yōu)秀的化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計必須反映出實驗設(shè)計者獨出心裁的構(gòu)思。

第三十九頁，共97頁。例如二氧化碳熄滅燭火的實驗缺口向下插入細沙中的凹形三合板細沙子第四十頁，共97頁。NO2制備與噴泉實驗設(shè)計第四十一頁，共97頁。3.7趣味性原則化學(xué)實驗常令學(xué)生興趣盎然、終生不忘的原因，是化學(xué)實驗現(xiàn)象具有趣味性。所謂趣味性是指設(shè)計的實驗所得出的現(xiàn)象和結(jié)果能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和動機。第四十二頁，共97頁。例如氨的彩色噴泉實驗設(shè)計第四十三頁，共97頁。又如，化學(xué)彩虹實驗

化學(xué)彩虹實驗是采用互不相溶的不同溶劑構(gòu)建異相、多層、不同顏色的化學(xué)彩虹，或者是采用濃度不同且具有密度差的相同溶劑構(gòu)建同相、多層、不同顏色的化學(xué)彩虹等等。

相同溶劑化學(xué)彩虹實驗：配制體積分數(shù)為0%、30%、50%、65%、85%、100%的乙醇水溶液。第四十四頁，共97頁。

首先將實驗所需的藥品和儀器準備好。

藥品：無水乙醇（或燈用酒精），自來水，水彩筆；

儀器：10mL量筒，試管，膠頭滴管，燒杯，試管塞。第四十五頁，共97頁。彩虹顏色由下至上分別是綠、紫、紅、藍、黃、橙色第四十六頁，共97頁。3.8啟發(fā)性原則所謂啟發(fā)性是指實驗創(chuàng)新設(shè)計本身具有啟迪學(xué)生思維的作用以及教師對實驗作出一系列富有啟發(fā)性的指導(dǎo)，使學(xué)生在實驗或?qū)嶒炗^察中能自覺、深入地思考，并對實驗的結(jié)果進行論斷和評價，從而培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新精神。第四十七頁，共97頁。例如溶解度教學(xué)實驗設(shè)計（1）把蔗糖逐步加入一杯冷水,把食鹽加入一杯等量的熱水中,直到二者不能再溶解為止。（記下蔗糖、食鹽用量。下同）（2）常溫下,將蔗糖逐步加入半杯水中,把食鹽逐步加入一杯水中,直到二者不能再溶解為止。（3）常溫下,在相同的兩杯水中,分別加入1g蔗糖和1g食鹽,都能完全溶解。根據(jù)實驗結(jié)果學(xué)生去思考分析、判斷、歸納，獲得什么結(jié)論？第四十八頁，共97頁。例如，鐵與氧氣反應(yīng)實驗學(xué)生也看到鐵絲在氧氣中燃燒，發(fā)出耀眼的白光，并有黑色的物質(zhì)落在集氣瓶中的水面下。但教師在實驗前后沒有引導(dǎo)學(xué)生思考“紅熱的鐵絲為什么在瓶外不燃燒而在瓶內(nèi)燃燒？瓶外也有氧氣嗎？”而教師又不解釋，這樣的實驗教學(xué)怎能激發(fā)學(xué)生求知探究的欲望呢？第四十九頁，共97頁。例如，鐵與硫粉反應(yīng)實驗新設(shè)計圖6第五十頁，共97頁。4實驗創(chuàng)新設(shè)計的策略和方法

由于中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計的具體對象、內(nèi)容、目的和方法的不同，因此其創(chuàng)新設(shè)計沒有固定的模式和方法可循。但是，通過對眾多創(chuàng)新實驗案例的分析，可以發(fā)現(xiàn)已有不少行之有效、可借鑒的策略和方法。第五十一頁，共97頁。4.1組合策略組合策略就是將一些相關(guān)的化學(xué)實驗按某種關(guān)聯(lián)因素或特征進行新的組合，構(gòu)成新的實驗方案的實驗創(chuàng)新方式。愛因斯坦曾說過：“為了滿足人類的需要而找出已知裝置的新的組合的人就是發(fā)明家?！蓖瑯?，將已有的化學(xué)實驗按一些共同特征或功能進行合理組合，使其具有某種新的教育功能也是對原有化學(xué)實驗的一種創(chuàng)新。

第五十二頁，共97頁。例如，CO2密度和化性組合實驗取一只燒杯，注入少量澄清的石灰水，振蕩、觀察(看到什么？)；然后向燒杯內(nèi)傾倒一瓶二氧化碳(約6s)，蓋上毛玻片，振蕩(又看到什么？)。后者觀察到澄清的石灰水變渾濁。此現(xiàn)象表明二氧化碳的密度比空氣大；接著順勢揭示二氧化碳能和氫氧化鈣起反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)。該實驗的最大創(chuàng)新之處在于，徹底排除了傳統(tǒng)實驗中的諸多不確定因素，穩(wěn)固性、可操作性以及可見性極強。第五十三頁，共97頁。第五十四頁，共97頁。又如，二氧化硫的制取及性質(zhì)實驗第五十五頁，共97頁。4.2顛倒策略顛倒策略是指沿著事物的相反方向，用反向探求的思維方式對現(xiàn)有的實驗程序、儀器和藥品的使用方法等顛倒過來，以產(chǎn)生新的用途，從而達到實驗創(chuàng)新設(shè)計的目的和要求。第五十六頁，共97頁。例如，CO2的密度和滅火實驗設(shè)計(變“靜態(tài)”的蠟燭為動態(tài)，變“動態(tài)”的二氧化碳為靜態(tài))第五十七頁，共97頁。4.3替代策略替代策略是利用相同或相似功能的其他物品來替代現(xiàn)有實驗規(guī)定的物品，從而達到實驗教學(xué)效果更理想，實驗更安全，或者使實驗更加簡便等目的的一種實驗創(chuàng)新設(shè)計的方式。第五十八頁，共97頁。例如，氧氣制取的實驗H2O2分解制氧氣選用了MnO2做催化劑，但是MnO2催化分解H2O2存在很多缺陷：

（1）所選的催化劑MnO2價格比較貴，使用起來不劃算。（2）生成的氣體速度太快，不便于收集。第五十九頁，共97頁。

（3）采用滴液法，由于燒瓶內(nèi)壓強太大，液體難以滴入，必須采用液封法，滴液的速度也不易控制，操作的過程比較麻煩。

（4）H2O2分解時放出熱量，分解的自發(fā)傾向很強，有催化劑MnO2存在時分解反應(yīng)迅速進行，當加熱到426K以上便會猛烈分解，甚至爆炸。

第六十頁，共97頁。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，一些金屬氧化物：如CuO、Cr2O3、Fe2O3、Fe3O4和基本上無價值的土壤、香煙灰、稻草灰或麥桿灰(下面統(tǒng)稱草木灰)、細沙對該反應(yīng)均能起到很好的催化作用，不但節(jié)約藥品，而且克服了MnO2催化分解的一些缺點。第六十一頁，共97頁。

八種代用品與過氧化氫在制取氧氣時生成氣體的平均速率由大到小的順序是：

土壤＞Fe2O3＞CuO＞香煙灰＞Fe3O4＞草木灰＞Cr2O3＞細沙

土壤、香煙灰、草木灰，它們不僅具有良好的催化性能而且取之不盡、用之不竭，在大量制備氧氣和學(xué)生分組實驗或開展課外活動時，它們不失為價廉物美的代用品。第六十二頁，共97頁。

土壤中含有許多金屬（如Mg、Fe、Al等）和非金屬的氧化物(如SiO2等)，所以土壤也具有較好的催化作用，不過反應(yīng)過程中放出氣體的速率較快且不平衡，當然，不同類型的土壤，由于所含礦物質(zhì)的成分不同，作為催化劑的效果也不一樣。所選的部分催化劑代用品不用花錢，為廣大農(nóng)村中學(xué)帶來了方便，同時便于開展探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高實驗操作技能和培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。

第六十三頁，共97頁。又如，氫氣的燃燒與還原CuO組合實驗第六十四頁，共97頁。再如CO2和H2制備裝置設(shè)計儀器藥品：

粗玻璃注射器(去掉活塞)、雙孔橡皮塞、分液漏斗、多孔的圓形塑料片、膠皮管、止水夾、鐵架臺、塊狀石灰石(或大理石)、稀鹽酸，鋅粒、稀硫酸等。第六十五頁，共97頁。4.4缺點列舉策略

指通過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有化學(xué)實驗的缺陷，把現(xiàn)有化學(xué)實驗的缺點一一列舉出來，然后提出改進或革新方法的一種方式。

列舉缺點就是發(fā)現(xiàn)問題，而創(chuàng)新就是要解決問題，每發(fā)現(xiàn)一個缺點、提出一個問題，也就是找到了一個創(chuàng)新的課題。第六十六頁，共97頁。利用缺點列舉策略創(chuàng)新化學(xué)實驗的一般步驟為：（1）選定化學(xué)實驗（可以是整體也可以是局部）；（2）確定與實驗有關(guān)的信息種類，如材料、功能、結(jié)構(gòu)等；（3）根據(jù)確定的信息一一列出缺點；（4）針對缺點（可以是全部也可以是其中的一個或幾個）研究改進方案。第六十七頁，共97頁。例如，

初中教材上“白磷的燃燒”實驗，因燃燒產(chǎn)物P2O5(白煙)與冷水(空氣中水蒸氣)生成劇毒的HPO3(偏磷酸)會對環(huán)境造成污染；第六十八頁，共97頁。

“白磷燃燒前后質(zhì)量測定”實驗，很難保證沒有空氣進入錐形瓶以及沒有P2O5(白煙)逸出，以致達不到質(zhì)量守恒的目的?？蓪蓚€實驗合二為一，設(shè)計如下圖：第六十九頁，共97頁。第七十頁，共97頁。4.5拓展策略是指化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計為促進學(xué)生的知識拓展和實驗、思維、創(chuàng)新等能力的發(fā)展，但要符合學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)知識和能力水平。教師在化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計中應(yīng)讓學(xué)生在富有啟迪作用的“難度適中的實驗問題”中由易到難、循序漸進地進行實驗設(shè)計。第七十一頁，共97頁。例如，蠟燭燃燒產(chǎn)物的檢驗及二氧化碳的非常規(guī)滅火原因?qū)嶒炋骄?/p>

“對蠟燭及其燃燒的探究”是人教版初中化學(xué)中的一個實驗，它是學(xué)生接觸到的第一個活動與探究實驗，是中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)實驗之一，對中學(xué)生整個初中化學(xué)學(xué)習(xí)乃至今后的化學(xué)學(xué)習(xí)都起到至關(guān)重要的作用。對于該實驗進行拓展研究——蠟燭燃燒產(chǎn)物的檢驗和二氧化碳非常規(guī)滅火原因的實驗探究

第七十二頁，共97頁。二氧化碳常規(guī)滅火實驗的現(xiàn)象是：

低處蠟燭火焰比高處蠟燭火焰先熄滅。

其原理是：二氧化碳的密度大，沉降在容器底部，火焰周圍的二氧化碳濃度過高。二氧化碳非常規(guī)滅火實驗的現(xiàn)象是：高處蠟燭火焰比低處蠟燭火焰先熄滅。

其原理：是什么？怎樣用實驗驗證？另外，在一個相對封閉環(huán)境中，蠟燭燃燒產(chǎn)物二氧化碳的濃度大小怎樣直觀檢驗？第七十三頁，共97頁。檢驗產(chǎn)物的方法：第七十四頁，共97頁。檢驗CO2濃度變化的方法圖3檢驗CO2濃度裝置第七十五頁，共97頁。CO2濃度變化的原因第七十六頁，共97頁。5實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)注意的問題

中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計，無論使用何種策略和方法，都應(yīng)該遵循一定的原則和要求，除了以上提到的一些原則和要求外，在進行實驗創(chuàng)新設(shè)計時還應(yīng)注意以下一些問題。第七十七頁，共97頁。5.1創(chuàng)新設(shè)計不能為了“出新”而設(shè)計

實驗創(chuàng)新其目的是為使實驗效果更理想，實驗更安全，或者使實驗更加簡便等。應(yīng)避免這種現(xiàn)象：僅僅是為了“出新”而進行實驗設(shè)計。這類實驗設(shè)計的目的：只是為了對原有的實驗進行改造，并不考慮改造后實驗的效果，甚至改造后的實驗還不如原實驗。第七十八頁，共97頁。例如國外氫氣還原氧化銅實驗設(shè)計實驗現(xiàn)象鮮明、直觀，氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)可重復(fù)進行，安全、可靠，有很強的啟發(fā)性。我國義務(wù)教育化學(xué)課程標準的本次修訂，力求降低實驗探究活動的難度，使之更適合初中教學(xué)實際。刪去了“活動與探究建議”中一些操作難度較大的實驗（如“在加熱條件下氫氣與氧化銅反應(yīng)”等）。

第七十九頁，共97頁。5.2實驗創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)以教學(xué)為中心

在進行實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)緊緊圍繞“教與學(xué)”這個中心，一要涵蓋化學(xué)教學(xué)的知識點，二要充分考慮到學(xué)生的實際情況，使學(xué)生在實驗中達到相應(yīng)的知識和能力。在設(shè)計時要找到調(diào)動學(xué)生興趣和完成教學(xué)任務(wù)兩者之間的平衡點。第八十頁，共97頁。要注意避免下面兩種情況：一是為了調(diào)動學(xué)生的興趣而忽略了教學(xué)任務(wù)；二是為了單純的完成教學(xué)任務(wù)而忽視了化學(xué)實驗的趣味性和教育功能。第八十一頁，共97頁。5.3創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)融入先進的教育理念

實驗在化學(xué)教學(xué)中的作用是不可替代的，但要在教學(xué)中充分發(fā)揮它的作用還需要在實驗創(chuàng)新設(shè)計時融入先進的教育理念。改變傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)：（1）過分以演示實驗和驗證實驗為主；（2）強調(diào)演示和驗證；（3）注重探究結(jié)果，忽略探究過程等。不改的結(jié)果：造成學(xué)生直接參與實驗的機會不多，缺少親身體驗和直觀感知，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力的狀況。第八十二頁，共97頁。5.4創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)利用身邊教學(xué)資源化學(xué)實驗教學(xué)資源是指有利于實現(xiàn)化學(xué)教學(xué)目標，在實驗教學(xué)設(shè)計、實施、評價過程中可以利用的各種資源的總和。

通過化學(xué)實驗教學(xué)資源的開發(fā)利用，可以有效地拓展和完善實驗教學(xué)內(nèi)容，彌補化學(xué)教科書的不足。第八十三頁，共97頁。（1）利用課外的實驗資源利用學(xué)生身邊的物品和器具，同樣是重要的化學(xué)實驗教學(xué)資源。學(xué)生可以在課外搜集，合理利用日常器具或廢棄物進行化學(xué)實驗或進行微型實驗，以實現(xiàn)每個學(xué)生都動手做實驗。

第八十四頁，共97頁。例如：

用廢棄的飲料瓶制取氣體及探究二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)；用注射器進行呼出氣體中二氧化碳含量測定實驗；用鋁塑包裝的藥片凹槽代替試管（點滴板）進行微型實驗，可節(jié)約大量藥品；用廢棄電池、電線制作常用的化學(xué)藥品，如碳棒、鋅片、銅粉等；第八十五頁，共97頁。另外，利用雞蛋殼、貝殼甚至大理石、鐘乳石代替碳酸鈣；用食用堿代替碳酸鈉；用食醋代替酸；用一些花瓣、果皮、紫甘藍作酸堿指示劑等。

讓學(xué)生隨時可以完成自己感興趣的實驗，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手操作能力、觀察能力以及科學(xué)探究的能力。第八十六頁，共97頁。

又如，生活中常有酸堿鹽的身影——例如家用清潔劑使用（潔廁靈、84消毒液和廚房重油污凈等）：

（1）潔廁靈是酸性洗滌劑，主要成分是鹽酸（HCl），呈藍色；

（2）84消毒液是堿性洗滌劑，主要成分是次氯酸鈉（NaClO)；

（3）廚房重油污凈中含有Na+，是堿性洗滌劑。第八十七頁，共97頁。以問題為線索，進行教學(xué)：

（1）你認為潔廁靈（廚房重油污凈、84消毒液）的酸堿性如何？

（2）潔廁靈中的鹽酸能與哪些物質(zhì)反應(yīng)呢？（3）主要