初中化学实验设计方案的改进与创新

初中化学实验设计的改进与创新

蔡兴亮

海南澄迈思源实验学校

摘要：化学是一门以实验为基础的学科，实验教案具有丰富的素质教育功能，实验教案可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成概念，获得知识和技能，培养学生的观察和实验能力，还有利于培养学生的实事求是、严肃认真的科学态度。实验教案是以实验为主，实验前做好充分地准备和精心地设计实验，能使在实验过程中，操作简便安全省时，现象明显，学生容易正确得出结论，更容易激发学生的学习兴趣。为此，本文进行教材实验设计分析，说明优缺点所在，提出改进方案，从而能提高化学实验教案的效果。

关键词：初中化学实验教案实验设计

中学化学教案中落实素质教育,化学实验教案是一个突破口，要加强化学实验教案。初中化学实验中大部分为演示实验，演示实验又以验证性实验为主。在教案过程中经常涉及到许多的探究实验，只有通过学生的自主探究，观察实验和做实验，才能够对所学知识得到巩固和应用。因此，教师要对实验进行精心的设计，使学生在实验中操作简便易行，更容易观察到现象，更能体会到实验的趣味，能正确的得出结论。

一、教材中实验分析

教材中没有严格区分演示实验和学生实验,不再单列学生实验,提倡在教师指导下学生动手为主。根据大纲的要求，在初中化学课中必须学习一些最基本的化学实验基本操作技能。主要包括:学生实验的基本要求；初中化学实验常用仪器介绍和使用；化学实验的基本操作,如固体和液体药品的取用、收集气体、加热方法等。对于一些较复杂的操作,学生在没有学习有关化学知识前进行操作,既没有兴趣,也有一定困难。教材中的一些实验设计或是操作复杂，或是现象不明显，或是成功率不高，或是不环保，或是缺乏趣味性。因此，对实验进行改进，重新设计，使之更好的进行实验，使之更简便化、趣味化、绿色化、科学化，是很有必要的。

二、实验设计与改进必遵循的原则

1、科学性原则：做到实验准确无误，实验方案的设计要科学，实验装置设计合理，实验操作符合。

2、简约性原则：取材容易，装置简单，操作简便，缩短实验时间，有创造性。

3、直观性原则：实验现象明显，感官性高。

4、安全性原则：实验过程安全，不出事故，不危害人身安全。

5、环保性原则：减少药品用量，减少环境污染。

6、可行性原则：实验的设计应符合实际情况<学校的条件和学生的情况），教师要先做验证实验，确保实验的可行性。

三、实验方案的优化与改进

<一）、《比较吸入气体与呼出气体》的实验探究

1.呼出气体的收集

改进方案1：

1．如图所示：取一集气瓶，内装满水，连接带有两支

导气管的双孔塞，一支伸入瓶底，一支刚露出瓶塞既可。

2．从B 端呼气，水被排出，即可收集满呼出气体。

改进方案2：

1.如图1所示：取一集气瓶，连接带有两支导气管的

双孔塞，一支伸入瓶底，一支刚露出瓶塞既可。

2．从B 端呼气，瓶内空气被排出，即可收集满呼出气体。

如图2所示：取一集气瓶侧盖一玻片，伸入一支导气管

至瓶底，向其内慢慢呼气。可用一燃着的木条放在瓶口，

检验呼出气体是否已满。

改进优点：

1．所用仪器小，易安装，操作方便易行，启发性强且节约水。

2．用排空气法收集呼出气体，与第六单元所强调CO2的收集方法不矛盾，可避免学生学习CO2的收集方法时产生疑惑与不解。

1.如图所示，取一集气瓶，内装少量澄清石灰水，再连接带有两支导气管

的双孔塞，一支导气管伸入瓶底，一支刚露出瓶塞既可。

2.如图1所示，从B端吸气，观察澄清石灰水有无明显现象；

3.如图2所示，从A端往集气瓶内呼气，观察澄清石灰水有无现象。

改进优点：

1、比较空气中二氧化碳与呼出气体中二氧化碳的含量的明显不同，在同一环境中吸气、呼气，对比效果明显，

2、此操作不仅可比较出空气中二氧化碳与呼出气体中二氧化碳的含量不同，亦可同时证明使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳不是空气中的二氧化碳，而是呼出气体中的二氧化碳，进而说明人体呼吸的代谢产物有大量二氧化碳。

<二）、有关“蜡烛燃烧”的实验探究

教材实验方案

缺点：产生的水雾易挥发，时间把握不好常失败，现象不明显，烧杯中石灰水不好振荡。

改进方案1：

取一支干燥且干净的冷集气瓶罩在蜡烛火焰的正上方，观察现象。

荡，观察现象。

改进优点：

虽只换了一只集气瓶，但水雾保持较久，石灰水易振荡，保证了实验成功率。

改进方案2：<如图）

<三）、“测定空气中氧气的体积分数”的实验探究

原理：燃烧红磷法是用红磷燃烧消耗容器中的氧气产生负压，使水进入容器，证明氧气的体积分数约占空气的1/5。

存在问题：

1、红磷的着火点较高，红磷燃烧熄灭并不是容器里的氧气耗尽，而是氧气的浓度降低到不能再支持红磷燃烧，即红磷燃烧仅消耗75%左右的氧气，剩余氧气还在容器中，所以水面不可能达到1/5的理想高度。

2、当把燃烧的红磷插入容器中无意或故意不立即塞紧橡胶塞，使容器里一部分受热膨胀的空气外逸，在容器温度还没降到室温的情况下就产生了负压，水面高度就可达到甚至超过1/5，学生看到的是一个实验成功的假象，但却失去了实验的真实性和科学性。

改进方案1 ：

准备: 取一支大的试管，加单孔橡胶塞，孔中插一根3cm长的短玻璃导管，玻璃导管上加一段4cm长的乳胶管，把乳胶管折回，用弹簧夹夹住，试管密闭。用烧杯准备一杯染色的水，再备一盏酒精灯、少量白磷

实验步骤：

1、取黄豆粒大的一块白磷，用滤纸擦干水，立即放入准备的试管里，塞上带乳胶管和弹簧夹的橡胶塞密封<如图 1），将试管稍作烘烤，白磷就燃烧起来，振荡试管，防止白磷粘在试管壁上。

2、待试管内不再产生白烟，撩起擦洗试管4~5次，试管温度迅速降到室温。