初中生物實(shí)驗(yàn)“比較人體呼出的氣體與空氣的差別”的創(chuàng)新

周林

摘 要：文章從初中生生物教學(xué)教材的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新角度出發(fā)，針對(duì)初中生物教材上（濟(jì)南出版社）“比較人體呼出的氣體與空氣的差別”實(shí)驗(yàn)的操作煩瑣、難度大、可行性不高等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證了一個(gè)操作簡(jiǎn)單、可行性高、便于初中生掌握和理解的新實(shí)驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：初中生物實(shí)驗(yàn)；操作；創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模好枋鋈梭w呼出的氣體中氧氣和二氧化碳含量的變化。

原教材實(shí)驗(yàn)的材料器具和方法步驟：

材料器具：水槽、集氣瓶、毛玻璃片、彎導(dǎo)管、細(xì)木條、澄清的石灰水。

方法步驟：

（1）取四個(gè)集氣瓶，分別標(biāo)為甲、乙、丙、丁。

（2）取甲、乙兩集氣瓶，置于空氣中，用毛玻璃片蓋住瓶口。瓶?jī)?nèi)的氣體成分與空氣相同。

（3）將丙、丁兩集氣瓶裝滿水，用毛玻璃片蓋住瓶口，翻轉(zhuǎn)過來，倒置于水槽中（圖1）。將彎導(dǎo)管插入集氣瓶?jī)?nèi)，用嘴向集氣瓶?jī)?nèi)吹氣，待有氣泡向瓶?jī)?nèi)冒出時(shí)，在水下用毛玻璃片蓋住瓶口，取出集氣瓶正放在桌面待用，用此法收集呼出的氣體（圖2）。

（4）向甲、丙兩集氣瓶?jī)?nèi)分別倒入少量澄清的石灰水，振蕩，觀察瓶中石灰水的變化（圖3）。

（5）向乙、丁兩集氣瓶中分別伸入一根點(diǎn)燃的細(xì)木條，觀察細(xì)木條的燃燒情況（圖4）。

創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)及操作步驟：

材料器具：相同體積并帶有刻度的針筒四支、廣口瓶四個(gè)、澄清的石灰水、蠟燭。

方法步驟：

（1）取四個(gè)廣口瓶，標(biāo)為A、B、C、D；取四支針筒，標(biāo)為a、b、c、d。

（2）分別在A、B廣口瓶中裝入少量等量的澄清石灰水，分別在C、D中放入一支燃燒的蠟燭。

（3）拉動(dòng)a、c針筒的活塞，裝入等量的空氣，分別從b、c針筒的下端人為地向里吹氣，待活塞移動(dòng)到與a、c針筒相應(yīng)的刻度為止。

（4）分別將a、b內(nèi)的氣體注入A、B瓶中，觀察石灰水的渾濁程度；分別將c、d內(nèi)的氣體緩緩?fù)迫隒、D瓶中，觀察蠟燭熄滅的快慢（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖5）。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：B瓶中石灰水比A瓶更渾濁，D瓶中比C瓶的蠟燭更快熄滅。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：人體呼出的氣體二氧化碳比空氣中多，氧氣比空氣中少。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：人體呼出的氣體主要是二氧化碳。

實(shí)驗(yàn)分析：A、B瓶形成對(duì)照，B呼出的二氧化碳比A瓶空氣中的多，因此石灰水更渾濁；C、D形成對(duì)照，C瓶空氣中的氧氣比D瓶中的多，因此D瓶蠟燭熄滅得更快。同時(shí)A、C作為對(duì)照組，B、D可作為實(shí)驗(yàn)組，在確保單一變量和等量原則的同時(shí)驗(yàn)證呼出的氣體與空氣中氣體含量的變化。

原實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)：①所用實(shí)驗(yàn)器具較多；②收集呼出的氣體操作復(fù)雜，而且不容易成功；③兩次用同樣的方法收集呼出的氣體，很難確保等量原則；④比較氧氣的多少，用的是帶火星的木條，很可能由于空氣中氧氣濃度不夠高，不能使帶火星的木條燃燒，此操作可行性不高，沒有可比性，從而導(dǎo)致本實(shí)驗(yàn)不夠完整；⑤此實(shí)驗(yàn)操作煩瑣，敘述眾多，對(duì)于初中生來說難以完成和理解。

創(chuàng)新后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：①所用實(shí)驗(yàn)器具簡(jiǎn)單，初中生可自己準(zhǔn)備，培養(yǎng)自我動(dòng)手能力；②收集呼出的氣體方法簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，并且針筒帶有刻度，可確保等量原則；③比較氧氣的多少，用的是燃燒的蠟燭，觀察熄滅的快慢，比原實(shí)驗(yàn)更具有可行性；④此實(shí)驗(yàn)步驟操作簡(jiǎn)單，材料簡(jiǎn)單，更適合初中學(xué)生理解和操作。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡恒武.剖析初中化學(xué)探究空氣成分的實(shí)驗(yàn)[J].理科考試研究（初中版），2009（10）.endprint