初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)與創(chuàng)新.doc

.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)與創(chuàng)新摘要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有豐富的素質(zhì)教育功能，實(shí)驗(yàn)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(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)前做好充分地準(zhǔn)備和精心地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能使在實(shí)驗(yàn)過程中，操作簡(jiǎn)便安全省時(shí)，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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，說(shuō)明優(yōu)缺點(diǎn)所在，提出改進(jìn)方案，從而能提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。關(guān)鍵詞：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)中落實(shí)素質(zhì)教育,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)突破口，要加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中大部分為演示實(shí)驗(yàn)，演示實(shí)驗(yàn)又以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。在教學(xué)過程中經(jīng)常涉及到許多的探究實(shí)驗(yàn)，只有通過學(xué)生的自主探究，觀察實(shí)驗(yàn)和做實(shí)驗(yàn)，才能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)得到鞏固和應(yīng)用。因此，教師要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中操作簡(jiǎn)便易行，更容易觀察到現(xiàn)象，更能體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的趣味，能正確的得出結(jié)論。一、教材中實(shí)驗(yàn)分析教材中沒有嚴(yán)格區(qū)分演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),不再單列學(xué)生實(shí)驗(yàn),提倡在教師指導(dǎo)下學(xué)生動(dòng)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(shí)驗(yàn)基本操作技能。主要包括:學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本要求；初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器介紹和使用；化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作,如固體和液體藥品的取用、收集氣體、加熱方法等。對(duì)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(shí)前進(jìn)行操作,既沒有興趣,也有一定困難。教材中的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，使之更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使之更簡(jiǎn)便化、趣味化、綠色化、科學(xué)化，是很有必要的。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)必遵循的原則1、科學(xué)性原則：做到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確無(wú)誤，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要科學(xué)，實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)合理，實(shí)驗(yàn)操作符合。2、簡(jiǎn)約性原則：取材容易，裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，有創(chuàng)造性。3、直觀性原則：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，感官性高。4、安全性原則：實(shí)驗(yàn)過程安全，不出事故，不危害人身安全。5、環(huán)保性原則：減少藥品用量，減少環(huán)境污染。6、可行性原則：實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合實(shí)際情況（學(xué)校的條件和學(xué)生的情況），教師要先做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)的可行性。三、實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化與改進(jìn)（一）有關(guān)比較吸入氣體與呼出氣體的實(shí)驗(yàn)探究1.呼出氣體的收集教材方案：采用普通的排水法收集的缺點(diǎn)：所用儀器體積大，浪費(fèi)大量水、操作復(fù)雜改進(jìn)方案1：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。從B端呼氣，水被排出，即可收集滿呼出氣體。改進(jìn)方案2：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，一支剛露出瓶塞既可。從B端呼氣，瓶?jī)?nèi)空氣被排出，即可收集滿呼出氣體。改進(jìn)方案3: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(yàn)呼出氣體是否已滿。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：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(shí)產(chǎn)生疑惑與不解。2.呼出氣體與空氣中CO2含量比較改進(jìn)方案：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。從B端吸氣，觀察澄清石灰水有無(wú)明顯現(xiàn)象；從A端往集氣瓶?jī)?nèi)呼氣，觀察澄清石灰水有無(wú)現(xiàn)象。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：1、比較空氣中CO2與呼出氣體中CO2的含量的明顯不同，在同一環(huán)境中吸氣、呼氣，對(duì)比效果明顯2、此操作不僅可比較出空氣中CO2與呼出氣體中CO2的含量不同，亦可同時(shí)證明使澄清石灰水變渾濁的CO2不是空氣中的CO2，而是呼出氣體中的CO2，進(jìn)而說(shuō)明人體呼吸的代謝產(chǎn)物有大量CO2。（二）有關(guān)蠟燭燃燒的實(shí)驗(yàn)探究教材方案缺點(diǎn)：產(chǎn)生的水霧易揮發(fā)，時(shí)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，觀察現(xiàn)象。然后將集氣瓶迅速翻轉(zhuǎn)過來(lái)，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(diǎn)：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(shí)驗(yàn)成功率。（三）有關(guān)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)探究教材方案原理： 燃燒紅磷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(diǎn)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)把燃燒的紅磷伸入集氣瓶太慢時(shí)會(huì)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(gè)實(shí)驗(yàn)成功的假象，但卻失去了實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和科學(xué)性。改進(jìn)方案：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(shí)驗(yàn)步驟：1、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(lái)。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、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，拿出試管正放，觀察現(xiàn)象。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：可以避免紅磷在空氣中燃燒污染環(huán)境損害人體健康；操作相對(duì)簡(jiǎn)便，學(xué)生更易懂。（四）有關(guān)硫在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)探究教材方案缺點(diǎn)：硫燃燒產(chǎn)生二氧化硫有毒氣體危害健康。改進(jìn)方案：儀器及藥品：集氣瓶、橡膠塞、注射器、燃燒匙、酒精燈、火柴、玻璃棒。硫粉、NaOH溶液、氧氣。儀器裝置圖如下：將燃燒匙插進(jìn)橡膠塞固定好，將燃燒匙鐵絲上部分彎曲以便于控制燃燒匙底部和玻璃棒正對(duì)；再將玻璃棒如圖穿過橡膠塞（玻璃棒上涂有少量凡士林）；塞緊膠塞。實(shí)驗(yàn)操作部分：1.先將燃燒匙旋轉(zhuǎn)，將玻璃棒向下移動(dòng)，使燃燒匙和玻璃棒分開，向燃燒匙中加入少量硫粉，再將玻璃棒放在酒精燈上加熱1分鐘左右。2.迅速旋轉(zhuǎn)燃燒匙，燃燒匙底部和玻璃棒正對(duì)，將膠塞塞緊集滿氧氣的集氣瓶。3.將熱的玻璃棒下移，使玻璃棒下端與硫粉接觸，再將玻璃棒上移，可觀察到玻璃棒下端硫的燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰?；鹧嫦绾?，再將熱的玻璃棒下移，使玻璃棒下端與硫粉接觸，再將玻璃棒上移，可再次觀察到玻璃棒下端硫的燃燒。（此實(shí)驗(yàn)可反復(fù)觀察現(xiàn)象）4.反應(yīng)完畢后，用空注射器抽取集氣瓶中少量氣體，聞氣體氣味。5.反應(yīng)完畢后，用注射器吸取少量NaOH溶液，向集氣瓶中注入少量NaOH溶液震蕩，吸收生成的二氧化硫氣體。注：將集滿氧氣的集氣瓶換成充滿空氣的集氣瓶用同樣的方法實(shí)驗(yàn)，可觀察硫在空氣中燃燒。進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：裝置簡(jiǎn)單，并且實(shí)驗(yàn)中減少了硫粉的用量，且在密閉的容器中反應(yīng)，并用NaOH溶液吸收生成的二氧化硫氣體，使實(shí)驗(yàn)微型化、綠色化。用生活中廢舊注射器，變廢為寶，使物品再利用。（五）有關(guān)分子運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究教材方案缺點(diǎn)：濃氨水有刺激性氣味危害健康，使用藥品較多太浪費(fèi)。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。2、將噴水的藍(lán)色石蕊試紙貼在一稍大的100mL燒杯內(nèi)壁，將此燒杯罩在一個(gè)盛有醋精的青霉素的小藥瓶里觀察現(xiàn)象。如圖：改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：1、操作簡(jiǎn)單，所需儀器少而小。2、對(duì)比明顯，學(xué)生易懂。3、無(wú)污染。（六）有關(guān)燃燒的條件實(shí)驗(yàn)探究1.燃燒條件之一:著火點(diǎn)教材方案缺點(diǎn)：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，分別塞上帶氣球的橡皮塞。2、將上述兩只大試管同時(shí)放入一杯熱水中（溫度稍高），觀察現(xiàn)象。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)象明顯，且不會(huì)引起污染2.燃燒的條件之二：氧氣教材方案缺點(diǎn)：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：僅用一支大試管，豎直罩住放在熱水中瓶蓋中的白磷。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便易行且現(xiàn)象明顯（七）有關(guān)活性炭的吸附性實(shí)驗(yàn)探究教材方案缺點(diǎn)：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(wú)法觀察現(xiàn)象，若要觀察紅墨水的褪色情況，需進(jìn)行過濾操作，這就使實(shí)驗(yàn)時(shí)間拉長(zhǎng)，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(shí)驗(yàn)步驟：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。然后將紅色的溶液進(jìn)行過濾。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：1、課前準(zhǔn)備充分，課上節(jié)時(shí)有效。2、操作快捷，現(xiàn)象明顯。3、直觀解除學(xué)生疑慮。（八）有關(guān)一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)探究教材方案：在一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中，需先制一氧化碳或準(zhǔn)備一個(gè)較大的氣囊，同時(shí)要有還原氧化銅的裝置，且要進(jìn)行驗(yàn)純和尾氣的回收，存在較大的浪費(fèi)現(xiàn)象和不安全性。改進(jìn)方案：先在實(shí)驗(yàn)室制備好一試管的CO氣體，用橡橡膠塞塞緊，在課堂教學(xué)中，取一根螺旋銅絲在酒精燈上加熱燒黑(制得氧化銅)，趁熱立即放入裝有CO的試管中(不用另外加熱)，塞緊橡皮塞，很快就可看到變黑的銅絲又恢復(fù)成光亮的紅色，然后迅速倒入澄清石灰水，塞緊橡皮塞，可以觀察到澄