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实验创新设计范文1
文章编号：1005C6629（2017）2C0059C03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1 研究背景
现行人教版九年义务教育课程标准实验教科书《化学》（九年级上册）第138页[实验7-3]粉尘爆炸实验装置和实验方法，以及目前绝大多数教师对该实验的改进[1～5]中，都是用气囊或打气筒对装置进行鼓气，用硬纸板密封装置，点燃的蜡烛引爆。这些实验方法在装置中产生的粉尘不连续、浓度不均匀，实验成功率不高；当爆炸发生时，用来密封的硬纸板乱飞，存在一定的安全隐患；粉尘飞溅，污染实验环境；这种实验方法产生的爆炸现象具有一定的偶然性，实验的重复性差。为此，我们通过大量的试验，利用玩具小风扇向装置内进行鼓气，在装置中获得连续、均匀的粉尘；用半固定在塑料筒上口的汽车轮胎橡胶皮来密封装置，避免了密封盖乱飞所造成的安全隐患和捡拾的麻烦；在爆炸后，半固定的汽车轮胎橡胶皮又能自动复位，重新封闭塑料筒，简化了实验操作；用丁烷打火机或电子打火枪进行点火引爆，并用一漏斗将火焰保护在其中，提高了实验的成功率。
2 实验装置
装置各部分的功用说明：
橡胶皮：由废弃的汽车内胎切割而成，用于密封塑料筒。半固定在塑料筒上口，爆炸后能被弹开，又能自动复位而重新密封塑料筒，避免了其被炸飞而造成的安全隐患和捡拾的麻烦。
塑料筒：通过上口的橡胶皮和下口底座进行密封，为粉尘的爆炸创造有限的密闭空间。
塑料漏斗：由塑料饮料瓶的颈部切割而成，固定在底座上。将针管和导线罩在其内，避免点火时风扇产生的风力将火焰吹灭。
底座：用于承载和固定打火机（或电子打火枪）、玩具风扇和塑料筒。
丁烷打火机：作点火的气源。
固定铁丝：用于固定塑料筒和底座。
玩具风扇：为塑料筒提供持续稳定的风力，能将堆放在底座上的面粉扬起，在塑料筒内形成连续、均匀的粉尘，从而提高引爆粉尘的成功率。
3 制作材料
长30cm φ10cm左右的硬质塑料筒（糖果瓶、酒盒等）1个，φ15cm左右的塑料糖果瓶盖1个，丁烷打火机1个，输液器头皮针1颗，玩具小风扇1个，260mL圆柱形矿泉水瓶1个，汽车轮胎橡胶皮，502胶水。
4 制作方法
4.1 底座的制作
在φ15cm左右的塑料糖果瓶盖中央钻一个与矿泉水瓶盖外径大小相当的孔，在矿泉水瓶盖中央钻一个小孔，将矿泉水瓶盖塞入塑料糖果瓶盖中央的孔中，用胶水粘牢固定（如果孔太大，可在空隙间填少许棉花，再滴入胶水进行粘接，如图2a所示）；然后截取一个260mL矿泉水瓶颈部（高约5cm），拧紧在矿泉水瓶盖上即成（如图2b所示）。
4.2 点火系统的装配
取出丁烷打火机的压电器，将两根细导线的两端除去绝缘皮后，分别与打火机压电器上的导线和下端的金属体相连（如图3a所示），然后将压电器装回打火机原位；将一次性输液器头皮针剪去针头帽，将细塑料管套在打火机的气门柱上，用少许胶水粘牢密封固定（如图3b所示）；将压电器上引出的一根导线破头去掉绝缘皮后缠在头皮针金属针管上，再将头皮针金属针管和另一根破头去掉绝缘皮后的细导线并排着（细导线去掉绝缘皮部分和金属针管不接触）插入底座中央的小孔中，调节细导线头与头皮针金属针管出口相距0.5M左右，用胶水将两者与底座粘牢密封固定（如果孔太大，可在空隙间填少许棉花，再滴入胶水进行粘接固定）；在底座边沿切开一个与气体打火机罐体大小相当的缺口，将打火机气罐插入缺口中固定，边调节打火机气体阀门边进行点火试验，直至能够正常燃烧并形成2cm高左右的火焰为止（如图3c所示）。
4.3 硬质塑料筒的加工
取长30cm φ10cm左右的硬质塑料筒，在其一端（下端）切一个2cm×2cm的缺口，另钻三个间距相等的小孔；再在其另一端（上端）侧壁上相距5cm钻两个小孔后，放上一块厚度适中、φ15cm左右弹性好的汽车轮胎橡胶皮，用细铁丝与小孔连接固定，细铁丝与塑料筒接触处用胶水密封（如果孔太大，可在空隙间填少许棉花，再滴入胶水进行粘接）即成（如图4所示）。
4.4 装置的组装及完善
将加工好的硬质塑料筒放在装好点火系统的底座上（缺口与打火机气罐错开成90°左右），再在对应塑料筒边沿上小孔的位置的底座上各打一个小孔，用细铁丝将硬质塑料筒和底座连接固定在一起；在底座边沿上对准硬质塑料筒下端缺口位置切一个缺口，将一个玩具小风扇的扇叶对准硬质塑料筒下端缺口，插入底座边沿的缺口中，用胶水固定即成（如图1所示）。
5 使用方法
掀开塑料筒上口的橡胶片，向装置内加入约20g干燥的面粉，使其平铺在底座上（漏斗外），打开玩具小风扇电源，只需几秒钟，在塑料筒内就会形成浓度均颉⑽榷ǖ姆鄢荆按下气体打火机打火器（电子打火枪）进行点火，就会产生响亮的爆炸声和明亮的火光，塑料筒上口的橡胶片即被掀开，随即又自动弹回封闭塑料筒。
每间隔几秒钟，再次按下气体打火机打火器进行点火，就会重复产生上述现象。
6 创新点
（1）利用低速玩具风扇进行鼓气，从而使得塑料筒内形成浓度均匀、稳定的粉尘。先吹风后再点火，可避免认为爆炸原因是鼓气造成，同时也提高了实验的成功率。
（2）利用低速玩具风扇进行鼓气，在塑料筒内形成浓度均匀的粉尘的同时，也为塑料筒内提供了充足的空气，增加了粉尘与空气的接触面，为实验的成功提供了保障。
（3）利用固定在塑料筒口汽车轮胎橡胶皮来密封装置，避免了原实验中硬纸板乱飞、粉尘到处飞溅造成的麻烦，使实验装置实现了自动封闭的效果，简化了实验操作，使爆炸实验安全可靠地进行。
（4）所有材料均为生活常备物品和废弃物，且为塑料材质。材料易得，容易加工，制作简单，成本低廉，容易推广。
7 实验说明
爆炸发生前，由于火焰处于漏斗内部，风扇形成的风力对其没有影响，不会被吹灭。但爆炸发生后，爆炸形成的压力会将火焰震灭。因此需要重复打火操作，才能实现连续的爆炸现象。
参考文献：
[1]徐宁.对粉尘爆炸实验的改进[J].中学化学教学参考，2010，（5）：45.
[2]黄庆权.对粉尘爆炸实验的再改进[J].化学教育，2012，（12）：75～76.
[3]乔金锁.粉尘爆炸实验的改进[J].化学教学，2016，（2）：67～69.
实验创新设计范文2
关键词：生物实验；创新设计；课程理念；实验分析；疏误
湖南省郴州市教育装备处2010年下学期举行了第二届中学生物学教师实验技能比赛，鼓励参赛者进行创新设计或对教材实验进行改进。多数参赛者在实验的创新设计或改进方面有良好的表现，也有部分教师由于对课程理念、课程标准和实验目的认识不足而在创新设计方面出现疏误。对参赛者的疏误进行反思，笔者总结出生物学实验创新设计的几点体会。
一、对实验的改进要符合课程理念
教材安排的“探究馒头在口腔中的变化”实验，有利于学生获得真实的生活体验。有位教师将此改为“探究α-淀粉酶对馒头的消化”并陈述了改变的理由，理由是“学生取唾液感觉恶心”和“唾液因人而异增加了一个无关变量”。但这一“改进”及其理由未得到评委的认同。评委点评时坚持这个实验应该使用唾液，并提出同一小组学生的唾液混合后再使用可以避免“因人而异”的可能差异，还建议教师应该设法消除学生取唾液感到恶心这一可能的心理障碍，培养学生的科学态度，使学生获得真实的体验。
把“探究馒头在口腔中的变化”改为“探究α-淀粉酶对馒头的消化”、把“同样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”改为在实验室进行的模拟实验。这类“改进”都忽视了探究的真实，背离了新课程理念。本来容易做的实验或实习，遇到一点本可以克服的困难，就对实验目标与实验操作大打折扣，课程标准“倡导探究性学习”的基本理念将如何落实？
二、领会原实验操作程序的含义，才能设计出好的实验教学方案
教材安排的绝大多数实验有其科学含义，如“探究鼠妇对光的反应”。因为鼠妇受惊可能会假死，实验中容易受到声音的干扰。故教材建议每班分6～8组、每组测10次，全班一共测60～80次，得到的实验结果是能够排除干扰而可信的。“多次测试”这一环节是统计学基本方法，承载有探究实验方法训练的目标。有的教师用“探究鲫鱼对氧气的反应”替代“探究鼠妇对光的反应”，这一替换忽视了原实验训练学习排除干扰的实验方法的目的。因此，教师对教材安排的实验进行改变，要先进行教学研究，只有掌握实验原理、方法，理解实验的目的与意义，才能设计出好的改进实验的教学方案。
三、严谨的实验分析是增强实验课教学有效性的保障
实验教学的实验分析环节，是培养学生科学思维能力的重要途径，教师应该以适当的方法引导学生严谨地进行实验分析。
新教材对“探究种子萌发的外界条件”实验做了改进，但部分教师仍然采用类似旧教材的装置图进行演示讲解。在演示过程中仅对实验条件和结果作简单陈述后就轻率地下结论：“只有A烧杯中间的种子萌发，这个实验说明种子的萌发要同时满足3个外界条件：一定的水分、充足的空气和适宜的温度”，这犯了笼统作出结论的错误。
有的实验，其总结论由几个分结论组成。分析这类实验时，要先逐项条件分析得出一一对应的分结论，再推导出总结论。如果对种子萌发条件的实验简单分析为“A1缺水、A3缺少空气、A1～A3温度适宜，所以，种子萌发所需外界条件为水分、空气和适宜的温度”是粗浅的，应该引导学生对比分析，即：A1与A2对比后导出水分条件，A3与A2对比后导出空气条件，B2与A2对比后导出温度条件，最后小结。引导学生对比分析，可使学生既理解实验结果又了解对比实验原理。严格的对比分析导出的结论才最可靠，若将B1与A2对比，就不能肯定B1不萌发是水分的影响还是温度的影响。由此可见，在做实验分析时，笼统地作出实验结论有失严谨，是不利于培养学生科学思维方法的。如果将七年级上册“植物呼吸作用的演示实验”3个相关小实验合为一套装置，不要忘了分步设问或提问引导讨论分析结果。其实，初一学生的科学分析能力较低，采取逐项分析、逐步推进的方法有助于低年级学生认识科学事实和科学原理。
在教学中，实验分析是教学方法、思维方法和科学知识的综合运用，是启发学生思维与发展学生能力的重要途径，实验分析的任何疏忽与失误，都是同素质教育的原则与目标背道而驰的。因此，教师应认真、科学、有效地引导学生进行实验分析，还应设置新颖的实验情境训练学生，使实验分析成为实验教学过程中的点睛之笔。
四、学生分组实验的可操作性是针对全体学生而言的
有位教师做“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，为了在实验创新设计方面有所作为，改用排水法比较产生氧气的速度。原实验操作方便，只需观察气泡的产生情况即可，实验现象明显可靠。如果非要追求完美的量化，就只会越弄越复杂。虽然设计是科学的，但自身在演示操作过程中因气密性问题出错而未成功，繁琐的操作怎么面向全体学生？由简到繁的“实验改进”是不可取的。
实验创新设计范文3
关键词：氢气；喷泉实验；循环往复
文章编号：1008-0546（2016）04-0092-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.035
一、 问题的提出
“喷泉”实验是中学化学教学中的一个演示实验，高一化学教材在讲到氨的性质时，安排了“喷泉”实验[1]。由于“喷泉”实验的趣味性和观赏性强，直观效果好，一直受到广大化学教师的青睐。如今在许多优秀一线教师的改进下，已超越了教材中安排的“喷泉”实验的范围，演变成一系列的适合初中化学教学的“喷泉”实验。但是纵观这些“喷泉”实验，都没有克服两个方面的问题：（1）发生的化学反应都是一次性的，下次使用前还需添加药品，不能随时发生随时停止；（2）形成的“喷泉”都是一次性的，下次使用前还要把上瓶中的液体倒掉，还需在下瓶（或烧杯）中添加水等液体。这样就给连续授课的教师带来了不便，或者上课时学生进行演示实验也只能进行一组。
于是，笔者经过反复的实践和思考，对“喷泉”实验进行了创新改进，设计了循环往复的“喷泉”实验，有效克服了这两个弊端。
二、最初的改进
笔者在最初的构思设计中，存在了以下几个不足。
1. 没有设计玻璃弯管（如图1所示）
只能稍微倾斜碳酸饮料瓶，使锌粒和稀盐酸接触，但产生的压强不够，喷出的效果不好。这样形成的 “喷泉”不能算是真正的“喷泉”。
2. 没有使用三通管（如图2所示）
结果打开止水夹K2时，因为产生的氢气没有释放出去，因此红墨水并没有流下来。
3. 上方的塑料瓶没有去底，而是在瓶底打了几个小孔（如图3所示）
结果，许多的红墨水溢出，桌面上都是红墨水，且红墨水越来越少，达不到循环往复的目的。
三、成功的改进
1. 实验装置（如图4所示）
2. 制作材料
仪器：塑料碳酸饮料瓶2个；锥形瓶1个；止水夹2个；橡皮塞3个（单孔1个、双孔1个、三孔1个）；细长玻璃导管1支、弯玻璃导管2支、短导管2支；胶皮管4小段；T形三通管1个；拴着细线的纱网一个。
药品：锌粒；稀盐酸；红墨水。
3. 制作方法
（1）找1个锥形瓶，2个塑料碳酸饮料瓶，其中一个瓶子用剪刀剪掉底，把剪掉的部分反扣在瓶底部。
（2）根据瓶子的口径大小，找相应的橡皮塞3个（单孔1个、双孔1个、三孔1个）。
（3）根据玻璃导管的粗细，在橡皮塞上打孔，以利于玻璃管插入而不漏气；用胶皮管连接各连接处导管和T形三通管，并加上两个止水夹。
（4）把锌粒放入纱网里，用细线拴住，旋紧橡皮塞，压紧细线，确保锌粒悬在瓶子的中上部。
4. 使用方法
（1）连接好如图4所示装置，检查气密性：轻轻挤捏碳酸饮料瓶，细玻璃管中红墨水上升，保持瘪度不变，细玻璃管中的液柱不下降，表明装置气密性良好。
（2）倒入稀盐酸约占碳酸饮料瓶子容积的1/4，将包有锌粒的纱网悬在酸液的上方，不与酸液接触。
（3）倒立碳酸饮料瓶，（保持玻璃弯管口向上），让锌粒与酸液接触，产生气泡，剪掉底的碳酸饮料瓶中出现“喷泉”。当液面即将达到细玻璃管顶端时，直立碳酸饮料瓶，反应停止。
（4）先打开止水夹K1，再打开止水夹K2，上方瓶中的红墨水流回下方瓶中。
（5）关闭两处的止水夹，再次倒立碳酸饮料瓶，反应再次发生，如此循环往复。
5. 反应原理
倒立碳酸饮料瓶，锌粒与稀盐酸反应产生氢气，瓶内压强增大，把红墨水沿细玻璃导管压入上方碳酸饮料瓶中，形成“喷泉”。然后直立碳酸饮料瓶，打开止水夹K1释放氢气后，再打开止水夹K2，碳酸饮料瓶中的红墨水流回锥形瓶中，如此循环往复。化学反应方程式为：Zn+2HClZnCl2+H2。
6. 改进优点
（1）反应可控：把锌粒放在纱网里，悬在酸液上方。当瓶子倒立时，固液接触，产生气泡，反应发生；直立时，固液分离，反应停止。
（2）现象明显：玻璃弯管的使用是本实验的一大亮点。为了能够产生更大的压强，使现象更加明显，富有观赏性，需要让稀盐酸和锌粒充分接触反应，所以需把碳酸饮料瓶倒立。而玻璃弯管恰恰有效防止了稀盐酸因为碳酸饮料瓶的倒立而进入三通管中，使实验失败。
（3）循环使用：当红墨水进入细导管形成“喷泉”后，上方瓶子内的红墨水越来越多，此时只需打开止水夹K1和K2，即可把上方瓶子中的红墨水又重新流回下方瓶子中，可以循环使用。
（4）气密性检查操作简单：连接好装置后，只需轻轻挤捏塑料瓶，细玻璃管中红墨水上升，保持瘪度不变，细玻璃管中的液柱不下降，表明装置气密性良好。
（5）变废为宝：使用的反应容器是丢弃的塑料饮料瓶，实现了废物再利用，变废为宝。
7. 注意事项
当打开止水夹K1时，由于喷出的是氢气，具有可燃性，所以要远离火源，防止爆炸而发生危险。
8. 实验用途
本实验主要用于在课堂上学生做演示实验，激发学生的兴趣和创新意识，可供多名学生演示使用；也可用于导入新课时教师演示使用。
四、实验后记
该实验设计集易操作性、趣味性、观赏性于一身，在具体的课堂教学中发挥了很大的魅力，因此在2015年徐州市优秀自制教具评选中获得一等奖。当然，在锌粒里也可适当添加1-2小片镁条，可增大压强；也可以用双氧水和二氧化锰丸代替锌粒和稀盐酸，效果也不错。作为化学一线教师，我们要不断优化和创新化学实验，以培养学生的学习兴趣和创新能力，从而为他们的后续学习打下良好的基础。
实验创新设计范文4
关键词：初中化学；实验教学；创新
〇前言
在初中学生首次接触到化学知识，因此这是学生的化学学习的启蒙阶段，在这个阶段，提高学生的学习兴趣至关重要，而化学实验是最能吸引学生注意力、调动学生学习兴趣的方法，因此化学实验教学方法要不断的创新，以便化学实验教学能够随着时代的发展不断的吸引学生的兴趣。下文中，笔者详细的探究了对初中化学实验教学进行创新设计的措施，比如教师要时刻注重提高自身的创新素质、注重更新教学观念、尊重学生在实验学习中的主体作用、利用多媒体辅助实验教学、重新设计或改进实验装置、布置家庭小实验任务以及适时的用微型化学实验替代常规实验等。
1初中化学实验教学的创新设计
1．1化学教师要时刻注重提高自身的创新素质：若想有效的对初中化学实验教学进行创新设计，教师首先必须做到自身具备很高的创新素养，只有如此，教师所进行的创新才会具备较高的水平，能够赢得学生的崇拜和尊敬，教师的创新精神才能够感染并带动学生创新。化学教师要不断的学习新的化学知识，不断的探索实验的新方法，多学习一些新兴的化学科学，多了解新的化学发明。
1．2化学教师的实验教学观念要与时俱进：新课改要求教师及时的更新教学观念，对于化学教师也是如此，比如学会实验教学观念的更新，而不能一味的坚持传统的教学观念，传统的教学观念下，化学课程多以理论讲解为主，实验操作课不多，学生的动手操作能力得不到锻炼。化学教师要注重改变教学观念，做到理论的讲解与实验教学相结合，以培养学生的全面发展为主要教学目标，注重培养学生的实验操作能力和创新精神，鼓励并引导学生树立终身学习的信念。
1．3尊重学生在实验学习中的主体作用：传统的化学教学模式下，学生的动手实验机会不多，教师往往以演示实验代替正规的实验操作课，导致学生学习化学的兴趣不高，学习效果不明显。因此，在化学实验教学的过程中教师要鼓励学生积极动手、积极参与，尊重学生在实验学习中的主体作用。教师把实验操作方法教给学生并向学生演示如何具体操作，提醒学生在实验的过程中应该注意的事项，然后鼓励学生亲自动手操作，并及时的与学生进行沟通，并给出一定的指导。这样学生能够体会到实验的神奇，能够有效的调动学生今后学习化学的兴趣，能够有效的促进学生的自主学习和自主探究能力，有利于学生对于实验创新的探索。
1．4利用多媒体辅助实验教学：化学教师可以在课前进行演示实验，并把它录下来，演示实验的过程中要注意动作步骤清楚、节奏适中，同时要随着每个步骤讲解要领和注意事项，然后在实验课上利用多媒体播放视频。这样学生能够清楚的看到实验步骤，知道实验过程中该注意哪些事项，然后学生亲自动手操作实验，如果有做错的地方教师对其进行指导或者再次观看视频，分析错误原因并及时改进。利用多媒体辅助化学实验教学有利于节省课堂时间，提高课堂效率，同时能够使学生的动手能力和实验探究能力得到加强。
1．5重新设计或改进实验装置：化学教材中的部分实验装置虽然非常规范标准，但是使用步骤过于繁琐复杂，学生观察和学习起来比较困难，而且这样的装置实验效果未必理想，很多时候实验现象不明显，学生没有觉得感兴趣反而觉得化学实验很困难，不利于激励学生的化学学习。因此，化学教师可以适当的对装置进行改进，或者依据课程需要对装置进行重新设计，以节省时间的同时还能增加实验效果，能够在短时间内将学生的注意力集中起来，能够大大的提高学生的学习效果。
1．6布置家庭小实验任务：对初中化学实验教学进行创新是新课程改革的必然要求，而布置家庭小实验任务是创新化学实验教学的有效方法。家庭小实验虽然是学生在家里进行而非课堂，但是它对化学教学的影响是不可估量的。家庭小实验能够增加学生的化学学习兴趣的持久性，有利于培养学生的对化学知识和实验进行探索的欲望。而且家庭小实验涉及到的实验用品大多是家庭中常用的物品，使用方便、操作简单，能够提高学生的动手操作能力和独立实验能力，同时有利于提高学生学好化学的坚定信念。比如，教师在课堂上讲完酸和盐的性质之后，可以布置家庭小实验任务给学生，让学生回家把醋和小苏打融在一起，观察其反应，并将反应速度和状态记录下来，下节课时和大家一起讨论。在这个过程中学生既明白了酸和盐的性质，又体会到了亲自动手实验的快乐。
1．7适时的用微型化学实验替代常规实验：随着时代的发展，绿色化学理念逐渐的被倡导，因此，化学教师利用微型化学实验对初中化学实验教学进行创新既符合新时代下教育发展趋势，又能提高学生的学习有效性。微型化学实验采用微型仪器，而这些微型仪器多数来自我们日常生活中的废品废物，比如点滴板是利用不用的胶囊板。由此可见，微信化学实验既能够做到废物利用、减少环境污染，还能够使学生的创新精神和能力得到提高。
2结语
随着时代的发展，我国教育事业也取得了一定程度的发展，在新形势下，初中化学教师要顺应我国教育发展潮流，懂得对化学实验教学进行创新，不断的提高自身的专业知识水平和创新素养，注重把培养学生的全面发展能力作为化学教学目标，实时的更新教学观念、培养学生的实验操作能力和创新精神。希望以上我的建议能够对其他的在实验教学创新方面存在困惑的初中化学教育工作者起到一定的帮助作用。
参考文献
［1］《2012教育部审定义务教育教科书化学》，九年级上册人民教育出版社，2012年7月．
［2］刘知新，对“化学实验教学改革”的思考，化学教育，1991，3：22～23．
［3］李文会，农村初中化学实验教学现状及策略初探，网络，2012，5．
实验创新设计范文5
教材中“植物的呼吸作用”实验操作繁琐，开出率低下。为此，让学生利用生活废弃品自主设计、自制创新装置，主动发现、质疑与探究，体验自制过程，培养了学生思维的深刻性与逻辑性，渗透环保的理念。
关键词：
创新装置；实验探究；植物；呼吸作用
初中科学课程的核心理念是提高每个学生的科学素养。因此，笔者对“植物的呼吸作用”实验进行研究，让学生运用自制的创新教具开展自主探究，主动地获取知识。该实验对于培养学生的实验综合能力是一个重要契机，尤其是学生实验设计及创新能力。
1教材分析
“植物的呼吸作用”是华师大版初中科学八年级上册第4章第4节“植物的光合作用和呼吸作用”第2课时的内容。植物的呼吸作用作为绿色植物三大重要作用之一，与植物的光合作用互相联系和依存，是生物学的重要知识，学习植物的呼吸作用有利于学生系统、完整地认识植物的新陈代谢。教材通过3个演示实验分别得出有关呼吸作用的3个结论：植物呼吸作用吸收氧气、呼出二氧化碳、释放热量，从而建构呼吸作用的概念。然而，因为实验繁琐，所以在实际教学中这3个实验的开出率是比较低的。
2学情分析
2.1知识储备学生已经具备了有关植物光合作用的知识，知道动物的呼吸作用，但是对植物呼吸作用的认识是模糊的。
2.2技能储备学生对于二氧化碳的鉴别方法、氧气的检验方法以及利用温度计测量温度的技能都掌握得比较熟练，且已具备了一定的观察、实验和分析归纳能力。然而，他们在实验设计与创新思维等较高层次的能力方面较为薄弱。2.3学习心理学生对探索植物的呼吸作用有着强烈的好奇心和求知欲，实验是激发学生兴趣的最好方法，通过实验，让学生充分发挥自己的潜能，去探究、思考和交流，完成对植物呼吸作用的认识。
3教学目标
3.1知识与技能（1）了解植物的呼吸作用。（2）了解呼吸作用原理与农业生产和人类生活的关系。
3.2过程与方法（1）通过实验探究过程，发展科学探究能力、与人合作交流的能力。（2）通过实验探究培养实验设计及创新的能力。
3.3情感态度与价值观（1）通过实验探究，树立积极探索的科学精神，形成严谨、求实的科学态度。（2）通过对教材实验进行改进，培养反思质疑、勇于创新的精神。
4教学重点与难点
4.1重点植物呼吸作用及其实验探究过程。
4.2难点植物呼吸作用实验的设计和创新。
5教学方法
实验探究法、问题讨论法等。
6教学流程
教学流程如图1所示。
7教学过程
7.1提出问题，建立假设（1）创设情境：晚上，妈妈为了不开窗也能使空气新鲜，将植物搬进卧室，妈妈的做法科学吗？（2）提出问题：人要呼吸，那么植物是否也要呼吸呢？植物的呼吸作用是否也是吸进氧气、呼出二氧化碳、放出热呢？（3）学生在生活经验或原有的知识基础上进行猜想，建立假设。①植物呼吸作用吸进氧气，呼出二氧化碳，释放热。②植物呼吸作用吸进二氧化碳，呼出氧气，释放热。（4）设计意图。生活化的问题启动了学生的思维，暴露学生的前概念，让学生从生活走向探究。
7.2自主合作，设计实验（1）问题讨论。①选择植物的哪部分做实验比较好，为什么？②如何检验氧气含量的变化？③如何检验二氧化碳含量的变化？④如何检测热量的变化？⑤上述实验在什么样的装置中进行？（2）设计意图：实验设计是科学探究的重要环节，是培养学生科学探究能力的关键，但是这个实验的设计对初二学生有一定的难度。因此，从研究的问题出发，根据问题思考的逻辑，把该问题分解成若干个小问题，每个小问题设置在学生的最近发展区，让学生跳一跳能摘到果子，使学生始终保持积极的思维。（3）小组合作，自主设计实验方案，要求如下。①实验简单易行，具有可操作性。②以简图配文字形式绘制在实验活动单上。学生上台展示，汇报实验方案，引导学生评价并完善实验方案，渗透学法指导：学会设置对照组。
7.3反思质疑，改进实验图2是教材实验方案。（1）反思质疑1：教材实验方案能不能优化呢？它有没有美中不足之处呢？（2）实验评价。①3个实验，实验器材多，实验准备繁琐，操作费时。②对于当地来说小麦种子取材不易。③保温瓶一般不透明，不利于观察种子萌况。（3）反思质疑2：能否利用一套装置就完成上述3个实验呢？（4）追问引导：如果可以，那么为了实验之间不互相干扰，你觉得这3个实验顺序应该如何？（5）学生讨论。首先，检测温度的变化；其次，检验二氧化碳含量的变化；最后检验氧气含量的变化。（6）设计意图：对教材的质疑、对权威的挑战瞬间点燃学生探究的热情,学生的思维活跃。出示初步改进的实验装置（图3），并对事先准备的对照组和实验组进行测温，观察发现两支温度计示数差别不大，不易读数，也就是实验现象不够明显。（7）质疑反思3：要想实验现象明显，如何进一步改进装置？学生讨论出各种方案，归纳起来从这两方面着手进行改进：一是减少热量的散失；二是提高温度计的准确程度。（8）创新实验装置如图4所示。设计意图：教师并不是突兀地把自己设计的实验方案和创新教具展示给学生观看，而是引导学生自主设计，待水到聚成之时再展示创新教具，让学生体验技术发明的过程，感受它是自己创新的成果，心中涌动成功的喜悦和自豪。（9）介绍创新实验装置。①用废弃的塑料瓶、玻璃瓶做成简易保温瓶，因为瓶壁厚，两瓶壁间气体不易对流，所以保温效果好。此外，材料透明，便于观察内部种子萌况。②探针温度计读数能精确到0.1℃，读数方便且能灵敏显示温度变化。③医用安培瓶的橡皮塞嵌在简易保温瓶的瓶塞上，因为它柔软，弹性好，所以便于探针的插入，探针温度计拔出不影响装置气密性。用医用安培瓶的瓶身取代集气瓶，系上细线吊入容器内，以便收集瓶内的气体。④绿豆种子很常见，用以代替小麦种子。设计意图：瓶瓶罐罐当器材，拼拼凑凑做实验，该创新教具巧妙地利用了生活废弃品，渗透了环保的理念，体现了科学就在身边的思想［1］。
7.4分组实验，验证假设（1）观看准备好的实验视频。（2）分组实验：检验氧气、二氧化碳和热量的变化，观察并记录实验现象。设计意图：该实验耗时较长，前期的实验准备在课前拍成视频，在课堂中先观看实验准备的视频，然后再分组实验，检验氧气、二氧化碳、热量的变化。
7.5归纳总结，建构概念（1）归纳总结：种子的呼吸作用吸收氧气，放出二氧化碳，释放能量，并指出植物体的所有器官的全部活细胞都在不停地进行呼吸作用。（2）建构种子作用的概念。①呼吸作用的定义。②呼吸作用的反应式：有机物+氧气活细胞二氧化碳+水+能量。③呼吸作用的意义。设计意图：学生在实验的基础上自主获取知识，建构概念，实现由感性认识上升到理性认识的飞跃。
7.6知识应用，拓展提升（1）农民伯伯为什么在施肥之前进行松土，目的是什么？（2）清晨到树林中锻炼是否科学？（3）水果如何保存才能预防腐烂？为什么？设计意图：科学知识来源于生活，最后回归于生活，植物的呼吸作用与我们日常的生产和生活是紧密相连的，能用学过的知识解释身边的现象。最后一个问题将知识进行拓展提升，提出影响植物呼吸作用的重要因素有温度、水分、氧气和二氧化碳的浓度等。
8教学反思
8.1实验及装置的创新以“植物呼吸作用的实验探究”为载体，运用创新技法中的组合法对教材实验进行改进与创新。创新装置巧妙地利用生活废弃品，更加贴近生活；改进后实验操作更加简单便捷，实验现象更加直观、明显。
实验创新设计范文6
关键词：化学；探究性；实验设计
探究性实验是培养学生实践能力、创新能力的主要手段，它能较好的培养学生的科学素养，并将新课改三维一体的教学目标落实到实处[1
].
一、设计初中化学探究性实验的基本要求
1.要符合科学性.教师设计的探究性实验，无论是对化学成份的探究还是对物质性质的探索，都要符合科学性，在探究过程中，提出的观点，或者是对问题与现象解释都要依据化学原理，不能随意的臆造.比如，探索MnO2能不能在H2O2起到催化剂的作用，不仅要看H2O2分解反应的速度有没有发生变化，还要看MnO2在反应前后的质量与化学性质有没有发生变化，这就必须要求学生在反应结束后提取MnO2，并测出它的质量是否与反应前一样.如果要验证它是不是MnO2，还可以让它加入到氯酸钾中，看看氯酸钾的反应速度是不是变快了，从而确定它还是MnO2这个物质.在整个教学过程中，不仅要注意教学目的与教学方法之间的联系性，还要注意教学过程的逻辑性，并尽量贴近学生的生活实际来设计探究性实验.
2.要使实验简单化.初中学生所探究的化学问题，在化学学习中是早有定论的，之所以让学生进行科学探究，目的在于培养学生的实践能力与创新能力，实现学会向会学的转变.教师在设计探究性实验的时候，要考虑实验的可操作性，初中学生的化学知识与生活经验都很有限的，过于复杂的探究性实验是无法完成的，如果学生在多次探究性实验中都无法体会到成功的喜悦，势必会失去信心.因此，在设计化学探究性实验的时候，无论从器材的选择上，还是操作上都要考虑初中学生的可行性，过于复杂的装置或者实验步骤，会使学生产生畏惧感，影响到学生学习的积极性.
二、设计化学探究性实验的途径
1.从常规实验中出现异常来设计.由于化学药品放置的时间长，或者是混有杂质的影响，使常规的实验出现了预料之外的现象，此时，教师只作粗略的解释是很难让学生理解的，而且也不利于调动学生探知的积极性，最好的教学方法就是让学生进行探究.比如，在装有NaOH溶液的试管里滴几滴无色的酚酞，溶液会变红色，当向红色的溶液中滴入稀HCl的时候，理应只看到红色逐渐褪去，但在具体的实验中还看到汽泡产生了，这是没有想到的现象，教师可以根据这个“异常”现象设计一个让学生探究的实验.学生通过实验最终探究出这一异常现象的原因是NaOH中混有一定量的Na2CO3.
2.利用学生的疑问来设计探究性实验.初中化学对于才接触化学学习的初中生来说是有难度的，尤其是化学上有很多的概念、原理，而且初中化学内容所涉及的生活知识也很多，实验操作的要求也不低，因此，学生在学习的过程中会遇到不少问题，产生了很多的疑问，教师可以利用学生的疑问来设计探究性实验，这样不仅让学生解决了自己的疑问，还提高了探知的能力，并能更大限度的激发学生的学习兴趣，这样的教学效果远远比教师简单的释疑要好.比如，人们在进入深的山洞或者地窖的时候，要做个“灯火试验”，测测里面的CO2气体是不是很多，怕人窒息.有的学生查阅资料后提出： CO2在空气中的体积比达到6%的时候，人就会窒息了，可是，蜡烛在6%的空气里不一定熄灭，也就是说灯火试验并不可靠！这是一个很好的问题，最好是设计一个实验让学生探究一下.这个实验的设计的关键是让空气中的CO2的含量怎么才能达到6%.教师可以这样的引导学生：在探究空气中氧气含量的时候，我们是怎么知道它的体积百分比的？学生在教师的点拨后，想到了这样的设计：在集气瓶里事先灌注6%体积的水，然后用这个集气瓶（排水法）来收集稀盐酸与石灰石反应所产生的CO2，再利用点燃的蜡烛伸入该集气瓶里，看看蜡烛火焰是不是熄灭了，从而验证“灯火试验”的可靠性.
三、及时做好教学的反思
在进行探究式教学的时候，教师要理解新课程教学理念，及时做好每一节课的反思，反思自己的教学设计与教学过程，有没有将教学目的与教学方法有机的结合起来，在教学的过程中有没有凸显学生是学习的主体地位，设计的实验有没有脱离学生的实际，有没有增加学生的学习负担，学生在学习的活动中有没有积极的参与.教学反思的目的并不在于做“检查”，而是为了今后的教学能取得更好的效果，使学生的科学素养得到更好的培养.
总之，探究式教学是新课程教学的重要模式，而设计好各种探究性实验是新课改对教师的一项重要要求，作为一名新课程教学的教师，应该勤于钻研，并在实践中不断的探索、总结，使驾驭新课程教学的能力得到不断的提高.
