初中化学“对人体吸入和呼出气体”实验改进及课堂应用

初中化学“对人体吸入和呼出气体”实验改进及课堂应用

张颖

河北省石家庄市 石家庄润德学校  邮编:050011

摘要：初中化学是初中阶段化学学习的开始，是学生接触化学的开始，是学生学习化学的启蒙阶段，同时也是学生学习化学知识的基础阶段。在这一阶段，学生们要对生活中的物质进行分类，认识常见物质的性质，并掌握实验方法和操作技能。因此，初中化学教学非常重要，特别是在“对人体吸入和呼出气体”实验中，该实验能有效锻炼学生的观察能力、动手能力和思维能力。同时该实验在课堂上开展教学能有效提高教学效率、增强教学效果。根据实际情况对该实验进行了改进与创新，使其更好地服务于初中化学教学。下面以初中化学“对人体吸入和呼出气体”实验为例进行具体说明。

关键字：初中化学；实验改进；课堂应用

学生刚刚接触化学学习，对化学充满好奇，对化学实验也充满了兴趣。本课时选择对人体吸入空气和呼出气体的探究为载体，教会学生从定性、定量的角度设计实验比较气体含量的方法，在实验中培养学生的实验设计能力和小组合作意识，掌握从实验数据出发，分析和解决化学问题的研究方法。在传统的教学中，学生在整章学完之后，仅记住书本上几个具体的实验，而今后遇到新问题，很难独立设计实验进行探究。“授人以鱼，不如授人以渔”。如何在这节课上，调动学生的思维，从已有知识中搜索相关信息，总结、归纳出一些可行的方法，同时培养学生良好的学习兴趣和合作精神是这节课的关键。因此用“氧气、空气、二氧化碳的鉴别”“人体吸入空气和呼出气体的探究”二个讨论题贯穿这节课，促进学生科学探究的方法的习得，而不仅仅是知识本身

一、教学内容分析

设问质疑、呈示目标——我通过大家回忆巩固之前学习的相关知识，将学生的注意力都吸引到学习任务中来。通过“呼吸”这司空见惯的现象中，人“吸入的空气”和“呼出的气体”有什么不同，使学生对此产生困惑（好奇）并对学习活动产生积极的兴趣和动机。激发学生的思考，导入下一个环节。

互动交流——教师是学生学习动机的激发者，是善于归纳问题的指导者，更是教学活动的调节者和组织者。策划好个别研究与集体讨论的步骤、节奏和深广度，在学习过程中培养学生的合作精神和创新精神，学生在问题情境中去“发现”问题，提出解决方案，从探究和讨论中掌握知识，获得发展。教师适时的激发学生的思考，让问题的讨论环环相扣，步步深入。

实验探究——这是引导学生深入学习的关键环节。实践出真知。本节课采用引导-发现教学模式，引导学生通过实验（人体吸入空气和呼出气体的探究），去观察、分析、研究，从而“发现”知识，探究规律；从生活实际中发现问题，通过设计，用实验去探究，用数据去分析，再用理论去论证，从而使问题获得解决。

得出结论——学生通过亲身经历的科学探究活动，在教师的引导下，得到正确的结论。以此为基础，分析问题。教师帮助学生将在探究阶段所构建的陈述性知识重新组织成有利于运用的程序性知识形式（师生共同归纳总结，把一般性知识概括成），建立并加强其与其他知识之间的联系，以便于将来的提取和使用。

总结与反思——在这节探究课的最后，教师和学生一起进行总结与反思。总结从两方面进行：一方面是学生在完成一阶段的探究活动后，反思这节课所做实验的严密性，还有哪些方面有待解决。另一方面，教师依据整节课的环节，结合教材对全课及探究过程进行总结。

二、实验的创新和改进措施

装置设计简单，操作更简便，步骤少，不繁琐，加强了探究实验设计的综合程度．原方案的实验课上，教师必须携带很多大大小小的仪器，而且能参与进来的学生很少，有了本装置，可以完成三个实验，既减轻的老师的负担，又简化了操作，同时它制作简单，可重复使用，可以极大地满足学生的实验探究欲望，不需收集气体，不存在用“排水法收集呼出气体”的争议性，且强调了呼出气体与吸入空气的同时等量性，增强了实验结果的成功率和可信度。增加了趣味性，更易于调动处于化学入门的九年级学生学习化学的激情。实验对比性强，现象明显，更加科学合理，排除了“二氧化碳使燃着木条熄灭”的干扰，学生能顺利得出实验探究结论。该装置是利用塑料瓶改装而成，既是废物利用，又体现了本课题的初衷．“化学就在我们身边，可以利用身边的物品来探究生活中的化学”，对刚接触化学的学生来说，无疑极大地提高了他们的化学学习兴趣和探究欲望．器材选择贴近生活，学生可复制性强，有利于培养学生动手动脑意识和创新精神．

三、实验原理及设计思路

（一)实验材料

仪器:自制教具(如下图)———仪器装置的改进【塑料三通管、塑料吸管(长2支、短2支、透明1支)、透明塑料瓶(2个)、热熔胶】药品:自制澄清石灰水(可选用“波力海苔”内置石灰干燥剂及纯净水混合静置取上层清液)．

（二）制作方法

将两个塑料瓶盖打双孔，各插入长、短塑料吸管各一只，塑料三通管分别连接A瓶短吸管、B瓶长吸管以及吹嘴端透明吸管，并用热熔胶将接口处，粘．并密封。

（三）操作步骤

两塑料瓶中装入等量自制澄清石灰水，如图1连接好装置，口含吹嘴端透明吸管，准备深呼吸，吸气时，只捏住B瓶长管(即b处);呼气时，只捏住A瓶短管(即a处)．①第一次吸气和呼气后，观察吹嘴端透明吸管处的现象．②不断吸气、呼气，观察瓶内的现象．③将瓶盖旋开，同时分别向两个塑料瓶中伸入燃着的小木条观察现象．

（四）现象

吸气时，吹嘴端的透明吸管无明显现象;呼气时，吹嘴端的透明导管内壁出现水雾。A瓶中澄清石灰水无明显现象，B瓶中澄清石灰水变浑浊；A瓶中燃着的木条继续燃烧片刻，B瓶中燃着的木条立即熄灭。

（五）结论

呼出气体中水蒸气含量比空气中水蒸气含量多；呼出气体中二氧化碳含量比空气中二氧化碳含量多；呼出气体中氧气含量比空气中氧气含量少。

四、实验步骤

结合日常生活中的实例运用到教学中，生活用品替代实验仪器，将化学课堂延伸到课外，让教学与学习不受时间和空间的限制，充分体现生活处处皆化学．这样的方式，为此后教学奠定了不错的基础，主要有以下几点反馈:

学生对自制教具进行模仿时，加入了自己的创意:选择更小的塑料瓶进行实验，或者将塑料瓶口倒置，以此节约药品用量，体现了微型实验的先进理念．

在后期的教学中，学生大胆使用生活用品代替化学仪器，进行家庭小实验，在课外主动学习化学．也为学生形成规范的化学实验操作技能和正确使用化学实验仪器，建立生活联系

五、课堂应用

“对人体呼吸和呼出气体”是初中化学的重点内容，是学生学习化学的基础。该实验教学环节在课堂教学中起到了举足轻重的作用，如何在有限的时间内最大程度地发挥其优势，同时减少实验过程中产生的不足之处，是需要教师认真思考的问题。

七、教学反思

这个设备是由一个被丢弃的饮料瓶子改造而来，它不仅是一种废物利用，也是一种对这个课程的反映。既然化学就在我们的身边，那么我们就可以通过自己身边的物体来探索。在生活中探究化学，对于学生而言，这对于他们学习的帮助是巨大的是学习兴趣与探索的愿望。

制作这个仪器具有结构简洁、使用简便等特点。在试验中使同学们的操作变得简单了。制造简便，又能反复利用，能大大满足许多学生对试验和探索的渴望。

本试验还巧妙地使用瓶盖来盛放药物，并且使用的是一种很小的饮料瓶子，从而极大地节省了药物。在剂量上，反映出了领先的微观试验概念综上所述，针对“对人体吸入和呼出气体”实验进行改进，使学生通过观察实验现象来认识人体的呼吸，引导学生参与到科学探究的过程中，让学生在参与实验探究的过程中培养了创新意识和实践能力。

参考文献：

[1]初中化学实验教学中培养学生实践能力的策略[J].吕念.亚太教育,2022(11)

[2]初中化学实验教学中存在的问题和对策[J].许世虎.西部素质教育,2020(03)

[3]初中化学实验教学的策略研究[J].王和.才智,2020(11)

[4]初中化学实验风险防范与化解的调研分析[J].申明睿;魏明贵.中国现代教育装备,2022(08)

石家庄市教育科学“十四五”规划课题

《基于核心素养的初中化学实验改进与实践研究》

（课题批准号2021240）阶段成果