设计创新实验方法和案例

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化学实验改进和创新的方法

作者：郑永报

来源：《新课程·上旬》2013年第11期

摘 要：实验创新要注意科学性和安全性，创新不能在纸上和习题上，创新实验要注意在实际操作中去验证能不能实现。还介绍了实验创新的几种方法和几个改进实验。

关键词：实验创新；化学实验；操作性

新一轮基础教育课程改革的一个重要目标就是要将学生被动学习的“知识课堂”教学模式改变为在老师指导下学生自主进行科学探究的“探究课堂”教学模式。化学作为一门以实验为基础的学科，实验在教学中的地位和作用是不言而喻的。以实验为基础的“探究课堂”教学模式已成为广大化学教师的共识。在实验创新中，可以采用以下几种方法。

一、实验创新要注意科学性

实验创新不能违背科学性原则。实验创新过程是“发现问题→思考→设计→实验验证→改进”的过程，在这个过程中，思考和设计是实验创新的灵魂，思考要围绕实验过程中出现的问题或不足而展开，思考不能违背科学性，要三思而后行。

二、实验创新要注意安全

实验创新应该是在别人没有做过的基础上的创新，化学实验所使用的药品有的有毒性或腐蚀性，有的易燃、易爆，因此，要特别注意安全。如，九年级化学《自制简易灭火器》，为了说明反应原理，一般用浓盐酸和饱和碳酸钠溶液反应，由于药品的用量不可能恰好完全反应，所以喷出的溶液具有一定的腐蚀性。即使使用的药品没有毒性，药品的安全性也没有问题，也要注意在操作中杜绝一切不安全因素，否则，实验创新就会在心理上造成阴影，影响创新的积极性。

三、实验创新要注意可操作性

创新实验一定要在实际中去操作，不能纸上谈兵。有的人喜欢在习题中搞“创新实验”，凭空想象，也有人喜欢用画图来进行实验创新，实际上不具有可操作性。

如，有人用钠与水反应产生的气体压强来演示喷泉实验及类似的相关实验（如将生成的氢气点燃），岂不知钠与水反应很激烈并且放出大量的热，因此每次只能取黄豆粒大小的钠做实验，产生的气体量是不足于发生喷泉现象的，因此，该实验创新不在实验装置，而在于如何添加金属钠上。

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二氧化碳和水反应实验的创新设计

作者：胡海铭

来源：《中学教学参考·理科版》2014年第03期

二氧化碳和水反应实验是初中化学教材的一个重要实验。人教版教材利用4朵染有紫色石蕊的干燥纸花探究干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊变红，而二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红。实验过程如下图。

该实验设计很有说服力，也能激发学生兴趣，但在实际教学中教师真正去做这个实验的并不多，原因主要有两点：一是编织4朵漂亮纸花不容易，染色就更麻烦，耗时太长；二是4朵纸花的放置和固定等要多人参与方能较好完成实验。为此我对人教版所示的实验装置进行了如下改进。

一、实验用品

Y型三通管、锥形瓶、带导管的单孔橡皮塞、大理石、稀盐酸、稀醋酸、紫色石蕊染过的干燥滤纸（2片）、蒸馏水、喷壶。

二、实验装置及过程（如图2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7所示）

图2-1图2-2图2-3

图2-4图2-5图2-6

三、实验操作及现象

1.将紫色石蕊染过的两片干燥滤纸分别放入三通管两支管中（如图2-1）。

2.向锥形瓶中加入大理石和稀盐酸，观察到三通管两支管中染过紫色石蕊的干燥滤纸均无明显变化，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红。

3.取下Y型三通管用食指堵住三通管一放有染过紫色石蕊的干燥滤纸的支管，再用喷壶向另一放有干燥染过紫色石蕊的干燥滤纸的支管喷水（如图2-2）。观察两支管滤纸颜色无明显变化（如图2-3），说明水也不能使紫色石蕊变红。

4.再用连接Y型三通管的橡皮塞塞紧锥形瓶（如图2-4），湿润的染过紫色石蕊的滤纸很快就变红了。说明二氧化碳与水反应的生成物能使紫色石蕊变红。 龙源期刊网

5.然后取下Y型三通管，用食指堵住三通管中已经变红的石蕊滤纸的支管，再用另一喷壶向另一支管喷稀醋酸（如图2-5）。喷稀醋酸的滤纸立即显红色，说明醋酸能使紫色石蕊变红。

《浮力实验》创新实验教学设计(全国获奖实验说课案例)

《浮力实验》创新实验教学设计（全国获奖实验说课案例）

概述

本实验设计以浮力为主题，旨在通过创新的实验教学方法，促进学生对浮力原理的理解和掌握。本实验已在全国范围内获奖，以下是实验说课案例。

实验背景

浮力是物体在液体中受到的向上的力，它是由于物体在液体中排开液体而产生的。通过浮力实验的设计，可以让学生亲自动手进行实验操作，更好地理解浮力的原理和作用。

实验目的

- 了解浮力的概念和原理；

- 探究物体在不同液体中受到的浮力变化；

- 培养学生的实验操作和观察能力。

实验材料

- 透明玻璃

- 不同密度的物体（如塑料、木块、铁球等）

- 不同液体（如水、酒精、植物油等）

- 纸张

- 笔、尺子等文具

实验步骤

1. 准备透明玻璃，并添加不同液体；

2. 分别找出不同密度的物体，并用纸张记录它们的密度；

3. 将物体放入不同的液体中，并观察物体的漂浮情况；

4. 根据观察结果，总结密度大的物体在液体中的浮力大小；

5. 给学生提出问题，引导他们进行思考和讨论。

实验结果

通过实验操作和观察，学生可以得到以下结果：

- 密度大的物体在液体中的浮力小；

- 密度小的物体在液体中的浮力大。

实验意义

通过这个实验，学生可以深入理解浮力的原理和作用。通过亲身实验操作，他们能够切实感受到物体在液体中的浮力变化，并加深对密度和浮力关系的理解。此外，实验还培养了学生的实验操作和观察能力，提高了他们的科学素养。

教学设计思路

- 引入：通过引发学生对浮力的好奇心，引导他们思考并提出问题。

- 实验操作：让学生亲自进行实验操作，观察和记录实验结果。

- 结果分析：帮助学生分析实验结果，并引导他们总结、归纳浮力的规律。

- 拓展延伸：可以让学生思考其他与浮力相关的问题，如漂浮原理、浮力的应用等。

实验评价

本实验设计创新，通过简单的实验操作和观察，引发学生对浮力的兴趣，并帮助他们深入理解浮力的原理和作用。实验能够有效培养学生的实验操作和观察能力，提高他们的科学素养。该实验曾在全国范围内获得奖项，证明了其在实践中的成效。

《高中化学实验改进与创新案例集》

高中化学实验改进与创新课题组

课题负责人 陈人昌

2018年12月

改进型实验方案的设计要点

一、实验方案设计遵循的原则

1、 立意的科学性。

2、 操作的可行性。

3、 过程的安全性。

4、 用品的简约性。

5、 思路的创新性。

6、 效果的启发性。

二、实验方案设计满足的要素

1、改进背景与设计目的。

2、用品选取与装置组配。

3、实验过程与操作方法。

4、实验记录、现象分析与结果讨论。

5、注意事项与改进反思。

三、实验方案设计侧重的内容

1、实验药品的选取。

2、实验仪器的改进。

3、实验装置的改进。 案例1 铝热反应实验的改进与创新

实验名称 铝热反应实验的改进与创新

实验目的 通过改进和创新，使实验更具有安全性，科学性，环保性，现象明显等特点。

实验原理 铝热反应，是铝单质在高温的条件下进行的一种氧化还原反应，体现出了铝的强还原性。由于氧化铝的生成焓(-1645kJ/mol) 极低，故反应会放出巨大的热，甚至可以使生成的金属以熔融态出现。另一方面，反应放出大量热使铝熔化，反应在液相中进行使反应速率极快，短时间放出极大量的热。

实验仪器

及药品 电子桌秤、药匙、铁架台(带铁夹和铁圈)、玻璃漏斗(口径150mm)、玻璃罩子(口径200mm)、凡士林、滤纸、橡皮弯管、玻璃(或塑料)水槽、镊子、小木条、尺子、三角锉刀。氧化铁、铝粉、氯酸钾、镁条、细沙。

实验

装置

实验

步骤

及现象 一、实验步骤：

1用三角锉刀去掉玻璃漏斗下端的玻璃短颈，在其内壁涂上一层薄的凡士林，架在铁架台的铁圈上，在漏斗正下方放置一个底层铺有细沙的玻璃水槽A。把玻璃罩子和塑料弯管连接起来夹在铁架台的铁夹上，橡皮管的另一端通入玻璃水槽B来吸收烟尘。组装实验装置(如图）。

2.将两张圆形滤纸折叠成漏斗状套在一起贴于涂有凡士林的玻璃漏斗内，其中，外侧纸漏斗须用水润湿，在其底端剪一小孔。