《初中化学实验设计方案的改进与创新.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中化学实验设计方案的改进与创新.pdf（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 / 9 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
2、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
3、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
4、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 教材方案：收集呼出气体，采用普通的排水法。 收集呼出气体 2 / 9 水 呼气 排水法 缺点：收集呼出气体，所用仪器体积大，浪费大量水、操作复杂 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
5、出，即可收集满呼出气体。 排空气法 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。 2.呼出气体与空气中CO2 含量比较 空气 呼出气体 澄清石灰水 教材方案：
6、改进方案： B 3 / 9 A 吸气 澄清石灰水 空气 B A 呼气 澄清石灰水 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
7、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。 4 / 9 澄清石灰水 观察现象后，将集气瓶迅速翻转过来，倒入澄清石灰水，盖上玻璃片振 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
8、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，
9、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45 次，试管温度迅速降到室温。 5 / 9 3、把试管倒插入染色的水里 如图 2），打开弹簧夹，水即沿乳胶管进入试管 如图 3），捏住乳胶管，把试管从水中取出，正立试管观察现象如图 4）。 改进方案 2： 准备：如图 所示， 取一支大的试管，用标
10、记五等分。用烧杯准备一杯染 色的）水，再备一杯热水、少量白磷。 实验步骤： 1、 如图 1 所示：取黄豆粒大小的一块白磷，用滤纸擦干水，立即放入准 备的试管里，塞上胶塞密封。 2、把试管放入热水中，白磷就燃烧起来。 3、待试管内不再产生白烟，用湿冷抹布擦洗试管，试管温度迅速降到室 温。 4、 如图 2 所示：把试管倒插入染色的水里，打开橡胶塞，水立即进入试 管。 5、在水下塞上橡胶塞，拿出试管正放，观察现象。 图 1 图 2 探究实验设想提示： 1、选择可燃物：红磷、白磷、蜡烛、酒精棉球等，实验哪种可用。 2、选择点火方式：容器外直接点火、容器外加热点火、玻棒点火玻棒蘸取 KMnO4 与浓 H
11、2SO4 的混合物）、电点火等，实验哪种方式最佳。 3、选择容器：钟罩、广口平、大试管、注射器等，实验哪种最简单易行。 4、选择进入容器的液体：水、品红溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、高锰 酸钾溶液等。 四）、分子间有空隙的实验探究 在各种教材中介绍的方法有图1、图 2 两种，他们都有实验速度慢和可见 度太小的缺点。 改进方案 1： 6 / 9 准备 ： 取一支大试管，加一个单孔橡胶塞，孔中插一根20cm 长的玻璃 导管，玻璃导管在试管里不要露出橡胶塞，备100ml 水、100ml 无水酒精 用墨水染红）。 实验步骤： 1、先向试管里加入约1/2 体积水，再加入约1/2 体积的无水酒精 水密度
12、 大，沉在下面，酒精密度小，大体浮在上面），塞上带长玻璃导管的橡胶塞， 用滴管或注射器将酒精从玻璃导管顶部注满如图 1 所示）。 2、 一手持试管，一手持玻璃导管并用食指堵住玻璃导管顶端，慢慢上下 颠倒 34 次，水和酒精充分混溶后，正立试管观察玻璃导管上部如图 2 所 示）。 图 1 图 1 改进优点： 1.实验一次所需酒精用量少，节约。 2.水和酒精混溶后缩小的体积在玻璃导管里得到明显放大，可见度高。 3.做一次实验所需时间短。 探究实验设想提示： 1 选择试剂 1 ）.水与酒精混合； 2 ）.水与浓氨水混合； 3 ）.水与浓硫酸混合； 4 ）.水与蔗糖溶液混合； 5 ）.水与氢氧化钠溶液
13、混合； 6 ）.酒精与氢氧化钠溶液混合。 2 选择装置 量筒、滴定管、干燥管、两片有夹缝的玻璃片、酒瓶等。 3 观察现象 物质混溶后并非体积都会缩小，有的会体积增大。 五、有关分子运动的实验探究 教材方案 7 / 9 改进方案： 1、取两张蓝色的石蕊试纸，分别喷上蒸馏水及醋精。观察现象如图 1、 图 2）。 将喷水的石蕊试纸贴在一稍大的烧杯内壁上，将此烧杯罩在一个盛有醋精 的小烧杯上 如图 3）。观察现象。 图 1 喷水 图 2 喷醋精 改进优点： 1、操作简单，所需仪器少而小。 2、对比明显，学生易懂。 3、无污染。 六）、有关燃烧的条件实验探究 1.燃烧条件之一 :着火点 教材方案： 缺点
14、：教材上的实验易引发意外，且在敞开环境中燃烧白磷，产生大量白 烟，污染严重 改进方案： 1、取两支干燥的大试管，分别放入一小粒拭干水的白磷和一小匙红磷，分 别塞上橡皮塞。 2、将上述两只大试管同时放入一杯热水中温度稍高），观察现象。 改进优点： 操作简便，现象明显，且不会引起污染 2.燃烧的条件之二：氧气 教材方案： 8 / 9 缺点：需制氧装置，白磷需固定，操作复杂，且不易成功 改进方案： 如图：仅用一支大试管，竖直罩住热水中的白磷。 改进优点：操作简便易行且现象明显 八 、关于活性炭的吸附性实验探究 教材方案： 红墨水 活性炭 缺点：加入木炭或活性炭后，液体悬浮许多炭的颗粒，呈现黑色，无法
15、观 察现象，若要观察红墨水的褪色情况，需进行过滤操作，这就使实验时间拉 长，教案效率降低。 改进方案： 准备： 取一支矿泉水瓶，载去下半截，把瓶盖钻一小孔，插一小段导管。 将半截矿泉水瓶倒置，把一小块滤纸折叠后，修剪合适铺在瓶盖内，滤纸上铺 一厚层活性炭，炭层上放些膨松棉。 实验步骤 如图）： 1将几滴红墨水滴入小半瓶水中，使之呈现红色。 2将滴有红墨水的溶液，慢慢地从上述倒置的矿泉水瓶倒入， 下接一干净的烧杯，观察溶液中颜色变化。 学生质疑：红墨水的颜色是不是滤纸过滤掉的？ 进一步改进 在矿泉水瓶截开地方盖上两层滤纸，可用胶水粘住也 可用橡皮筋固定。 9 / 9 改进优点： 1、课前准备充分
16、，课上节时有效。 2、操作快捷，现象明显。 3、直观解除学生疑虑。 化学新课标在教育目标中把知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观 三方面分列出来 ,强调教育的目的是多元的。实验设计在实验教案中起到很大的 作用，对实验进行设计和改进，能激发学生的学习化学的兴趣，能促进学生对 知识的理解和掌握，能培养学生的科学创新的精神。 参考文献 1、苏青霞，初中化学实验设计案例分析2018.12 2、孙旭，黄新阶，化学教育，2007,12 3、王海燕，教育科学， 2008,7 免责声明：除正式文件通知外，好研网所有文章及所有评论只代表作者个人观 点，不代表好研网及海南省教育研究培训院任何观点，所有文章文责自负，若 有任何非法及不当信息，请与我们联系，我们会在第一时间作出相应的处理。 好研网