初中化学对比实验设计论文

摘要：在初中化学教学过程中实验属于较为重要的教学内容及教学组成部分之一，在教学过程中具有积极的教学意义。因此，在初中化学教学框架设计过程中教师应从实验角度、学生的学习需求及认知规律等出发进行教学框架设计的优化，促进初中化学教学水平及学生实践动手操作能力的提高。今天小编为大家推荐《初中化学对比实验设计论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

初中化学对比实验设计论文 篇1：

浅谈初中化学中有关对比实验设计的教学研究

摘 要：对比实验是初中化学中常用的探究方法，学好如何设计对比实验有利于提高学生的科学探究能力，从而激发学生学习化学的兴趣。从两个方面阐述了初中化学中有关对比实验设计的教学研究，归纳常见的对比实验，突出对比实验设计的思路方法，从而提高学生设计对比实验的能力，解决问题的能力。

关键词：初中化学;对比实验;设计

一、初中化学常见的对比实验

对比实验又叫对照实验，它是运用比较的方法来揭示物质的性质或变化规律的一种实验方法，一般是设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析来探究个中因素和实验对象的关系。

人教版初中化学教材中典型的对比实验主要有：探究二氧化碳是否和水反应;探究燃烧的条件;探究铁生锈的条件等。设计对比实验一般采用单一变量原则，即在对比实验中的变量一般只有一个，在对比实验中除了实验变量不同外，其余因素都相同。而我个人认为可以这样帮助学生理解：设计对比实验时，把实验所需的条件全都满足和缺少一个条件来进行对比。

例如探究二氧化碳是否和水反应的实验。教材中实验6-4：向充满二氧化碳的软塑料瓶中注入适量的水，盖上瓶盖振荡，发现软塑料瓶变瘪了，分析现象得出结论：二氧化碳能溶于水。继续利用该实验进行探究，取该塑料瓶中的水少许于试管中，滴加紫色石蕊溶液，发现石蕊溶液变红。由此引出进一步的探究：是什么物质使紫色石蕊溶液变红?即探究二氧化碳是否和水反应。则设计的对比实验是：条件全都满足(既有二氧化碳又有水)，和缺少一个条件(无二氧化碳或无水)进行对比。如图1，即(1)把紫色石蕊干燥小花只喷水;(2)把紫色石蕊干燥小花放入干燥的二氧化碳中;(3)把紫色石蕊干燥小花喷水后放入二氧化碳中。这样把这三个实验现象进行对比就能得出以下结论：水和二氧化碳都不能使紫色石蕊变红，二氧化碳和水反应后的物质能使紫色石蕊变红(两者反应生成了一种新的物质)，再通过紫色石蕊干燥小花喷稀醋酸，变红，说明二氧化碳和水反应生成一种酸性物质。

再如探究燃烧条件的对比实验中，分析铜片上的红磷和白磷及热水中的白磷分别满足了哪些燃烧条件，是如何进行对比的，从而理解该实验的设计意图。如图2所示，通过分析可以得出条件全都具备的是铜片上的白磷(是可燃物、温度达到着火点、与空气接触)，和它相对比的，缺少一个条件的是铜片上的红磷及热水中的白磷。从而利用铜片上的白磷和热水中的白磷实验现象的对比得出燃烧需要氧气;利用铜片上的白磷和铜片上的红磷实验现象的对比得出燃烧需要温度达到着火点。

还如探究铁生锈的条件，通过生活常识和经验可以得出铁在潮湿的空气中易生锈，即铁生锈和水、氧气有关。则利用该方法设计对比实验，如图3所示：条件全都满足，铁既和水又和氧气接触(铁钉被水淹没一半);缺少一个条件进行对比：没有水(铁钉放在干燥的空气中，为了防止空气中的水蒸气对实验造成干扰，就在试管口塞上塞子);没有空气(铁钉全部淹没在水中，为了防止空气中的氧气对实验造成干扰，可在水面上滴一层植物油隔绝空气)。通过以上实验设计思路的学习，学生对如何设计对比实验就有了初步的理解，能够初步学会如何设计对比实验来进行科学探究。

二、对比实验方法举一反三的应用

在初步掌握该对比实验设计的方法后，学生能够较容易地理解实验设计的目的，在学习中能够运用类推的方法进行实验设计，达到举一反三的学习效果。当学生逐渐形成这种能力后，遇到新的情境或新的問题时就能够准确地分析题意，解决问题。例如在进行探究铜生锈的条件时，学生会联系到探究铁生锈条件的对比实验。例题(图4)：已知铜锈的化学式为Cu2(OH)2CO3，联系铁生锈的条件设计实验探究铜生锈的条件。根据题目所给的信息可提出假设铜生锈的条件：铜生锈与水、氧气、二氧化碳有关。设计的对比实验分别是：条件全都满足：铜与水，氧气，二氧化碳同时接触;缺少一个条件进行对比，无水(有氧气和二氧化碳);无二氧化碳;无氧气。如图，一段时间后通过四个对比实验发现B试管中的铜生锈了，得出结论：铜与水、氧气、二氧化碳同时接触会生锈。

再例如理解探究燃烧条件对比实验的设计思路后，做有关探究燃烧条件的题目就得心应手多了。例题(图5)：某同学用如图所示装置探究燃烧条件，得到以下实验事实：①不通空气时，冷水中的白磷不燃烧;②通空气时，冷水中的白磷不燃烧;③不通空气时，热水中的白磷不燃烧;④通空气时，热水中的白磷燃烧。能证明可燃物必须达到一定温度(着火点)才能燃烧的实验事实是②④。做此题时，有的学生因为对该对比实验设计的不理解，不知道应选择两个实验现象进行对比，而错误的只选择②。通过对对比实验设计思路的分析后，明白了应该选择哪两个实验进行对比才能得出可靠的结论。

总之，在教学中设计对比实验时不断地渗透设计方法和思路，从而使学生在潜移默化中逐步掌握设计的方法，不断提高学生实验设计的能力、解决问题的能力。

参考文献：

胡海婴.化学教学中对比探究实验的应用[J].中学生数理化(教与学)，2012(4).

作者：王华

初中化学对比实验设计论文 篇2：

基于实验角度的初中化学教学框架设计探讨

摘 要：在初中化学教学过程中实验属于较为重要的教学内容及教学组成部分之一，在教学过程中具有积极的教学意义。因此，在初中化学教学框架设计过程中教师应从实验角度、学生的学习需求及认知规律等出发进行教学框架设计的优化，促进初中化学教学水平及学生实践动手操作能力的提高。为了分析基于实验角度的初中化学教学框架设计措施，针对现阶段初中化学教学过程中存在的问题进行了分析。

关键词：实验角度;初中化学;教学框架设计

初中化学实验属于验证课本知识点最为直接、真实及形象的教学手段，也是吸引学生学习化学的重要途径。随着新课程改革教学的进行，现阶段的初中化学教学过程中教师应引导学生积极主动探究化学的精髓之处，在实验中锻炼学生的动手操作能力，提升学生的自主解决问题的能力，通过设计多元化的教学框架为教学的开展提供依据及参考。

一、现阶段初中化学教学过程中存在的问题

现阶段的初中化学教学过程中主要存在两个方面的问题，一是学生层面：绝大多数初中生在开展化学学习过程中缺乏自主的动手操作能力，大多数学生虽然对课本上的知识点了解得较为透彻，但实践动手操作能力较差，加上实验过程中由于实验设备的限制大多数实验均属于小组合作完成的，大多数学生在实验过程中依附于组内其他成员，自身参与及完成实验全过程的积极性不高，学生在实验过程中对教师的依赖性较强，甚至每一个实验环节及步骤需要在教师的指导下进行，不利于学生实验操作能力的提高[1]。二是教师层面：由于教学理念及教学模式的影响，教师在化学实验教学过程中更加倾向于采用自己示范实验的操作方式展开教学，学生自主动手操作实验的机会较少，即使开展以学生动手操作为主的实验教学也是在教师规定的步骤下逐一完成的，忽略了学生的创新意识、思维能力及自主动手能力的培养，导致初中化学教学效率较低的现象出现，不利于学生综合素养的培养。

二、基于实验角度的初中化学教学框架设计措施

基于实验角度，在设计初中化学教学框架的过程中笔者将本校笔者任教的两个班级作为本次观察的对象进行教学框架的设计，两个班级学生人数分别为52名、53名，总人数为105人，将A班级作为对照组，将B班级作为实验组，通过问卷调查、文献资料搜索及实验等相结合的方式评价教学效果。在实验过程中针对A班级实施常规的初中化学教学，针对B班级在设计教学框架时以实验角度出发开展化学课程的教学调整，通过A班级与B班级教学效果对比的方式开展基于实验角度设计初中化学教学框架的教学效果及教学意义。

在以实验角度设计初中化学教学框架的过程中教师应实施建构主义与系统理论相结合的教学方式，结合实际的教学内容开展支架式教学、思维导图式教学，并在教学过程中将多元化的教学模式与实验教学相结合开展框架的设计。首先，在教学目标的设计过程中应结合化学课本中的大纲要求及学生学习现状、实验动手操作的学习需求等设计多层次、针对性的教学任务[2]，强调以化学实验为基础的教学环节，改变传统教学过程中存在的不足之处及问题，根据学生实验操作能力培养的实际需求及时调整，适应实验角度的教学需求。其次，教师在设计教学框架时应从设计教学情境出发，从实验操作的角度出发，通过创设多元化的教学情境及实施多元化的教学手段保证课堂教学工作的顺利开展，充分利用多媒体信息技术，将教学实验设备不允许的实验以直观的形式展现在学生眼前，保证在实验观看过程中学生能够在其中学习及深入地理解实验中蕴含的教学内容，引导学生通过实验更加深入地熟悉及掌握化学知识点[3]。

本次观察开展之后，通过对比实验组及对照组的化学学习效果可以得出，基于实验角度设计初中化学教学框架具备较为积极的教学意义。B班级学生除了化学考试平均分得到有效的提升外，学生在实验动手操作的过程中实验技能、实验积极性、动手操作能力等均得到了显著的提高。此外，B班级学生对于化学学习的积极性及学习兴趣得到了有效的提升，在教学氛围方面B班级胜于A班级，说明基于实验角度设计初中化学教学框架的教学意义重大，能促进教学水平的提高。

在初中化学教学框架设计过程中教师应从实验的角度出发，重视教学过程中实验教学的意义及作用，在课堂教学中重视培养学生的动手操作能力及实验技能，促使学生在主动探究实验的过程中掌握及理解更多的化学知识点，并在实验中将所学的化学知识点运用其中，促进学生综合化学素养的培养。

参考文献：

[1]曹蕾.初中化学探究性实验的设计与教学方法探析[J].数理化解题研究(初中版)，2015，26(6)：61-62.

[2]任欣泉.初中化学探究性实验设计与教学实践研究[J].中国教育技术装备，2016，11(1)：139-140.

[3]陆良杰.以實验为基础的初中化学教学设计研究[J].化学教育(中英文)，2014，35(13)：31-33.

作者：余永勇

初中化学对比实验设计论文 篇3：

浅谈基于真实操作情境下的实验设计原则

摘要：以初中化学教学中遇到的实验案例为切入点，从实验设计的科学性、安全性、可行性和简约性原则出发，指出一些实验设计在实际操作中存在的问题，给出切实有效的实验设计方案，去除纸上谈兵的伪实验设计，切实发挥实验在教学中的重要作用。

关键词：实验设计;科学性;安全性;可行性;简约性

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.023

化学实验设计是指在实施化学实验之前，根据一定的化学实验目的和要求，运用有关的化学知识和技能，对实验仪器、装置、步骤和方法进行的一种规划和设想。一般来说，实验设计要满足：科学性原则、安全性原则、可行性原则、简约性原则。但在实际教学过程中，常会看到一些实验设计违背以上原则，化简为繁，背道而驰。笔者就实验设计的原则进行简单的分析和阐述。

一、实验设计的科学性原则

科学性原则是实验设计的首要原则，原理正确，方案科学，装置合理，操作方法正确。在编制实验题时，要来自于真实情境，符合科学性原则，脱离真实情境的题型都是伪科学的、无效的。比如：金属和酸反应产生氢气的图形题目很多，例：相同质量的Mg、zn、Fe、Al和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量(m)随时间(t)变化的关系如图1，则图中a、b、c表示的金属分别为：a、b、c。

这种题型设计的真实情境如何呢?笔者用数字传感器多次做实验来验证，用同样形状、同样质量的铝、镁、铁、锌、铜和相同体积、相同浓度的稀盐酸反应，用压力传感器测压力的变化，实际图像变化如图2。对比两张图发现：除了镁带变化曲线有相似处之外，其它三种金属的变化曲线有较大差别，尤其铝片，一开始反应很慢，当铝片表面的氧化膜被除去后，反应速率很快增大，铁片反应速率非常缓慢，足量的酸将金属完全溶解，镁带耗时较短，铁片耗时较长，很难在同一张图上比较。

二、实验设计的安全性原则

实验设计要符合安全性原则，安全是实验的前提和保证，实验过程中应尽量避免危险性的操作，防止环境污染和人身伤害，力争实验设计的绿色化。对易发生爆炸的实验要慎做或改进。一氧化碳还原氧化铁是九年级化学教学中十分重要的演示实验，但由于该实验存在爆炸和环境污染等风险，为安全起见，许多老师用视频来代替演示实验。笔者针对实验过程中存在的问题，将一氧化碳的制备、一氧化碳与氧化铁的反应、产物的检验和尾气的处理进行了一体化设计，使多个反应置于同一个封闭体系中进行;同时，改进热源装置，利用万用瓶和设置安全线排除爆炸风险，大大提高了实验的成功率和安全系数。装置如图3。

实验操作：

(1)按照图3所示连接装置并检查装置气密性。D处的万用瓶中装满水，然后推A处的任意一支空注射器，观察到万用瓶里有水排出，则说明装置不漏气。

(2)分别装入药品。石英球形干燥管的球内平铺一药匙氧化铁，c处试管中装入稀盐酸，D处万用瓶中装满澄清石灰水，分别取5mL浓硫酸于A处试管中，2mL甲酸和6mL氢氧化钠浓溶液于两支注射器中。

(3)轻轻推动注射器，将甲酸逐滴加入浓硫酸中，当万用瓶里澄清石灰水的液面下降到安全刻度线处，点燃简易高温酒精灯，加热氧化铁，先进行均匀预热石英球形干燥管，再放置在药品处集中加热，当红棕色粉末全部变黑后，再继续加热2-3分钟，熄灭高温自制酒精灯，此时由于A处一氧化碳仍在源源不断地产生，所以c、D处液体不会出现倒吸现象，打开c处的止水夹，用磁铁将黑色粉末吸引迁移到盛有稀盐酸的试管里，黑色粉末和稀盐酸反应，多余的尾气收集在万用瓶中。

(4)实验结束时，可直接打开万用瓶的瓶塞，将收集在万用瓶里的尾气点火烧掉。然后向盛有浓硫酸的具支试管里注入氢氧化钠浓溶液，中和剩余的酸。

改进后的优点：

(1)一氧化碳随时制取，避免实验室储存一氧化碳的危险。(2)把反应过程中的所有气体全部收集起来，形成一个密闭体系，避免了一开始用酒精灯点燃尾部气体容易爆炸的危险。(3)设置的安全线，可准确地知道加热氧化铁的时间，巧妙地解决何时加热的困惑，既安全，又直观(安全刻度线设置的方法是：根据一氧化碳的爆炸极限，将具支试管、石英球形干燥管、橡皮管、乳胶管装满水，量它们盛放水的总体积记为V1，安全线的位置是3V1的位置)。(4)方便安全地处理尾气，由于尾气是从下端通人，打开橡皮塞烧掉一氧化碳时，火苗不会回火到前面的装置里，而且等实验结束点燃尾气时，可以清楚地看到一氧化碳在瓶内安静燃烧，产生蓝色火焰。

三、实验设计的可行性原则

实验设计要符合可行性原则，实验设计切实可行，所取药品、仪器在中学实验室能够实现，有灵敏性和可行性。探究白磷在水中的燃烧实验，改进实验的版本很多，如图4、图5是2017年苏州中考试题。图4是探究白磷在水中燃烧的实验装置。该装置的不足之处有：①通入氧气时，白磷易被冲散而较难与氧气接触;②逸散的五氧化二磷会造成空气污染。

图5是探究白磷在水中燃烧的改进实验装置，由A、B、c三部分组成。这是一道纸上谈兵的实验设计，实验设计过于繁琐，大试管中套小试管，仅仅连接整套装置，就需要耗费很长时间，且氢氧化钠溶液的用量大，浪费，不适合课堂演示实验，更不适合学生分组实验，实验的可行性差。

多次实验发现，一个烧杯和一支大试管即可快速完成该实验。具体操作是：大烧杯中倒入约80。c的热水，在烧杯中放人一个粗铜圈，取一小块白磷放人大试管的铜圈内，铜圈的作用是防止白磷在热水中熔化流动，固定住白磷，将一大试管快速罩在白磷上，热水中的白磷和空试管中的氧气接触后，白磷剧烈燃烧，发出黄色的火焰，产生浓厚的白烟，出现水火相容的奇观。操作要点：白磷约取黄豆粒大小，试管粗一点更好，可以提供更多的氧气，保证白磷充分燃烧。如果还想进一步优化，防止从试管中逃逸出的少量五氧化二磷污染空气，可以在燃烧结束后，迅速向燒杯中加入氢氧化钠溶液吸收尾气。该实验不仅操作简单，而且整个过程耗时不到2min，可行性较强(图6)。

四、实验设计的简约性原则

实验设计要符合简约性原则，药品用量少，取材容易，装置简单，时间可控，操作简单。CO2与NaOH溶液反应，如不设置特定环境，学生无法从反应的现象判断二者发生化学反应。为了证实反应的发生，出现了各种版本的改进实验，常见改进实验设计如图7至图12。

这些实验设计理论上可行，但实际操作效果如何?多次重复实验发现，存在以下弊端：图7和图8对比现象不明显，图10的烧杯多余，而且会让同学造成错觉，误解成烧杯是用来盛放液体的。图10、11需要氢氧化钠溶液的量太大，不符合简约性原则。图11喷泉实验不容易成功，虽然从理论上讲，CO2与饱和NaOH溶液容易发生化学反应，烧瓶内加入饱和氢氧化钠溶液，压强减小，能形成喷泉。但实际现象是：短时间不能出现明显喷泉现象，注入烧瓶内液体表面有一层晶体出现。阅读资料发现：饱和NaOH溶液和CO2反应生成Na2CO3，受接触面的限制，液体表层生成的CO32-会和COs继续反应生成NaHCO3，NaHCO3再和NaOH溶液反应生成Na2CO3。室温20℃时，NaOH溶解度为109g，Na2CO3溶解度为20g，NaHCO3溶解度为9.6g。无论是生成Na2CO3，还是生成NaHCO3，它们的溶解度在20℃时都远远小于NaOH。由于HCO3-和CO32-扩散速率较慢，表面浓度高，因此，液体表面就形成了一层晶体层，这层晶体也阻碍了CO2与NaOH溶液反应，使烧瓶内压强减小过慢。另外，该实验耗时较长，需要10min左右，过于复杂。至于喷泉实验设计，可以理論分析，学生在学习了溶解度知识后教师可以引导分析：同温下，氢氧化钠溶解度远大于碳酸钠或碳酸氢钠，面对少量的浓氢氧化钠溶液中生成53/40倍质量的碳酸钠，或是84/40倍质量的碳酸氢钠必然析出晶体，晶体的析出是喷泉实验现象不明显的原因之一。从理性上分析比做实验给学生看，更加符合核心素养培养中的“证据推理”。气球的实验设计，如图12，实验成功的要点是：小气球要扎紧，一旦脱落，前面的一切实验准备都是前功尽弃。

另外一些改进实验，如去壳鸡蛋的实验设计(图13)，需要提前准备煮熟的去壳鸡蛋，而且鸡蛋的大小和集气瓶口要吻合，实验前的准备太麻烦，实际可行性不强。u型管的实验设计，如图14，搬进教室演示该实验，需要固定u型管的铁架台或者大烧杯，实际操作不方便，且对气密性要求较高，若有任何一个连接处漏气，实验现象就不会出现。

数字化实验设计，如图15，若只是验证氢氧化钠溶液可以和二氧化碳反应，用数字化实验纯属小题大做，牵强附会，若是从定量角度分析二氧化碳和氢氧化钠溶液反应温度、压强、二氧化碳的变化，可以用数字传感器，但是，定制四孔圆底烧瓶、配套的橡皮塞麻烦，而且多种传感器同时连接在同一个数据采集器上，有些传感器之间可能会互相干扰，数据不够准确。对初学者而言，只需要定性验证氢氧化钠溶液和二氧化碳反应的发生，如图16的软塑料瓶是最简单的设计，当向盛有二氧化碳的软塑料瓶倒入氢氧化钠溶液后，振荡，软塑料瓶迅速瘪掉，效果非常明显，若想进一步验证生成物，可以在瓶塞处添加一个盛有稀盐酸的注射器，通过观察气泡产生和软塑料瓶再次鼓起，证明反应的发生。该实验耗时最多2min，操作简单，效果明显，可视化程度高，且氢氧化钠溶液的用量少，原料、仪器易得。

五、结束语

教学即研究，即创造，教师应增强对实验教学的认同、实施和创造。一个精心设计的化学实验，不仅能加深学生对实验现象的记忆，而且能进一步加深对知识的理解。正如戴维所说：化学实验的基础是观察实验和类比，通过观察，事实被清楚细致地引入心灵，通过类比，相似的事实被联系起来，通过实验，发现新事实，在知识的进步中，观察在类比的指引下走向实验，类比则由实验验证变成科学真理。可见，实验是探究科学真理的重要保证，更是推动社会科技进步的基石，而实验设计是开动实验的前提，创新、有效的实验设计务必以科学性为标准，以直观性为特色，以简约性为目的，以安全性为保障。

作者：张灵丽 黄丹