化學實驗設計與研究,2014級免費師范教育碩士（2014年7月）,盧一卉,.,盧一卉：化學實驗設計的基本原則化學實驗設計的要求化學實驗創新設計的內容化學實驗創新設計的策略和方法化學實驗創新設計的思維方法中學化學實驗教學中的問題解決（視時間而定）朱華英：中學化學實驗研究與改進梁吉成：化學實驗在新課程改革中的功能探究陳輝國：化學課堂實驗教學設計,化學實驗設計與研究課程內容安排,.,教師介紹,朱華英老師簡介：重慶巴蜀中學化學教研組長，高級教師。重慶巴蜀中學名師工作室主持人。擔任過重慶市骨干教師評審工作，重慶市化學名師評審工作。曾在全國化學研討會上展示過化學實驗，在重慶骨干教師培訓會上作過實驗報告。在化學核心期刊上發表學術論文40余篇。,.,教師介紹,梁吉成老師簡介重慶市兼善中學教務處副主任、中學高級教師全國優秀教師、北碚區名師。北碚區理科綜合教育學會常務理事北碚區高中課改核心組化學學科副組長重慶市北碚區教師教育專家庫成員；西南大學化學國培班兼職教師、西南大學學科教育兼職副教授、西南大學師范生教學實踐導師參加多個國家級、市級課題研究，曾在多種國家級刊物上發表多篇論文。,.,教師介紹,陳輝國老師簡介西南大學附中，中學一級教師，化學教研組組長。西大附中青年骨干教師，多次代表學校參加重慶市優質課大賽，近幾年多次獲得重慶市優質課大賽一等獎和三等獎；“重慶直屬重點中學教師課堂技能大賽”二等獎。發表教學改革論文多篇。化學奧林匹克競賽教練，指導學生獲全國冬令營金牌1名；數十位學生獲重慶市一等獎，二等獎。,.,課程學習目標,通過案例的討論理解化學實驗設計的基本原則通過案例的討論明確化學實驗創新設計的內容通過案例的討論學會化學實驗創新設計的策略和方法通過案例的討論學會化學實驗創新設計的思維方法通過討論和交流解決中學化學實驗教學中的具體問題通過中學老師的專題講座拓展實驗研究的視野、了解實驗教學的新功能、學習如何利用實驗的教學功能去設計一堂優質的化學課堂教學,.,化學實驗的含義,化學實驗定義化學實驗是依據研究目的，利用實驗儀器、設備，突出主要因素、排除干擾因素，在最有利的條件下認識物質變化規律的一種化學研究方法。化學實驗的構成,.,1、科學性原則科學性是化學實驗方案設計的首要原則。科學性是指：實驗原理、實驗操作程序和方法正確。問題討論：木炭還原氧化銅實驗，有教師用乙醇將木炭和氧化銅調成糊狀，涂在試管壁上或在其中加鉛筆粉末，方法是否可行？用氧化銅代替金屬銅作為乙醇催化氧化反應的催化劑的方法是否可行？,化學實驗設計的原則,.,2、安全性原則實驗設計應盡量避免使用有毒藥品和進行危險性的實驗操作。,化學實驗設計的原則,.,化學實驗設計的原則,案例1驗證質量守恒定律實驗改進的科學性研討,原滬教版教材中的實驗【實驗原理】火柴頭的主要成分是氯酸鉀、二氧化錳和三硫化二銻等。當加熱火柴頭時，三硫化二銻燃燒產生氣體，同時燃燒放出的熱量又使氯酸鉀分解放出氧氣，,.,化學實驗設計的原則,【存在的問題】三硫化二銻燃燒產生氣體，及氯酸鉀分解放出氧氣，在較高的溫度環境中氣體體積會變大。在短時間內密閉的小空間中，氣體迅速的膨脹，試管內壓力迅速增大，會發生爆炸!,.,化學實驗設計的原則,3、綠色化原則從源頭上盡可能地消除或減少有毒、有害化學物質對環境的影響是當前綠色化學一個重要的目標，而綠色化學又是當前化學科學的重要發展方向。,.,化學實驗設計的原則,案例2銅與氯氣反應實驗綠色化設計,.,4、可行性原則實驗設計所運用的實驗原理在實施時切實可行，所用的化學藥品、儀器、設備和方法等在現有的實驗條件下能夠得到滿足。問題討論：除去CO氣體中的少量CO2氣體，有老師選擇將混合氣體通過熾熱的炭層的方法，目的是想利用炭的還原性將CO2還原為CO氣體。此方案是否可行？為什么？用點燃法除去CO2中混有的少量CO是否可行？,化學實驗設計的原則,.,化學實驗設計的原則,5、簡約性原則實驗設計要盡可能簡單易行，應選用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和藥品，并能在短時間完成實驗。,NO與NO2轉化實驗裝置1,NO與NO2轉化實驗裝置2,.,化學實驗設計的原則,6、直觀性原則直觀性原則就是設計的實驗現象要直觀、鮮明。因為直觀、鮮明的實驗現象才能對感官的刺激達到一定程度和強度，才能使人們更好地感知。問題討論：在進行認識“酸與堿反應生成鹽和水”反應規律教學時有以下兩種實驗設計方案，你認為哪種方案更好？方案1：用H2SO4與NaOH溶液的反應，來作為說明“酸與堿反應生成鹽和水”這一反應規律。方案2：用H2SO4與Cu(OH)2固體反應，來作為說明“酸與堿反應生成鹽和水”這一反應規律。,.,化學實驗設計的原則,7、教育性原則設計的實驗方案必須有環保的意識體現綠色化學思想；設計方案中所用的儀器裝置必須美觀大方注重審美教育；設計方案中的儀器裝置必須主體突出，以便展示其主要部位，不能喧賓奪主，讓次要的部分強占了主體位置，以免分散學生的注意力。,.,1、目標明確，具有針對性化學實驗設計要依據化學教學的目標，為教學目標服務。2、現象鮮明，富有趣味增強實驗的直觀性和現象的鮮明性和趣味性，能使學生更有效的感知和形成深刻的印象。,化學實驗設計的要求,.,案例3“分子的運動”實驗趣味化改進,化學實驗設計的要求,.,3、精心設計，富有啟發性精新設計實驗，設法提高每個實驗的智力價值，使整個教學過程充滿啟發、思考，有利于學生能力的發展。,化學實驗設計的要求,.,【設計思路】利用壓強變化說明他們之間發生了反應。,案例4證明CO2與NaOH發生反應的實驗設計,化學實驗設計的要求,.,化學實驗設計的要求,.,一、化學實驗本身的創新1、化學實驗條件的優化實驗條件的種類化學藥品這類實驗條件主要包括化學試劑的規格、化學藥品的種類、純度、狀態（固、液、氣態）、形狀（塊狀、顆粒狀或粉末狀）、用量、體積和濃度等。化學實驗儀器和裝置這類實驗條件主要是指不同的規格的化學實驗儀器及不同的安裝方法。,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,化學實驗操作這類實驗條件包括點燃、加熱、冷卻、振蕩、溶解、洗滌、過濾、蒸發、蒸餾等化學實驗操作，以及對電流、電壓、時間和壓強的控制等。這也是化學實驗中經常需要控制的一類實驗條件。,.,化學實驗設計與創新的內容,2、化學實驗裝置的創新（1）改進不合理的裝置,.,案例5蔗糖與濃硫酸反應【教材中的方法】,化學實驗設計與創新的內容,.,【實驗存在的問題】有污染不能完全檢驗反應產物【改進思路】將反應在密閉的容器中進行，防止污染。設計組合裝置檢驗二氧化硫和二氧化碳。【改進后的優點】避免污染、操作簡單、方便。,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,問題討論：改進裝置1有無問題？有何問題？如何改進？,.,化學實驗設計與創新的內容,導管是插入大瓶底的！,.,化學實驗設計與創新的內容,改進裝置3,.,化學實驗設計與創新的內容,改進裝置4,.,化學實驗設計與創新的內容,改進裝置5,.,化學實驗設計與創新的內容,（2）實驗裝置組合創新將相關的化學實驗按照某種關聯因素或特征進行新的組合，以形成功能更好的實驗設計方案。,.,案例6二氧化碳性質的組合設計,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,案例7氨噴泉裝置組合設計【教材中的方法】,.,化學實驗設計與創新的內容,【存在的問題】操作不方便、有污染【改進后的裝置】如圖所示【改進后的優點】將制備、性質實驗裝置和吸收裝置組合在一起，簡化操作、降低污染，增加趣味性。,.,化學實驗設計與創新的內容,（4）實驗儀器替代用生活中的用品或廢棄品代替實驗藥品和儀器。,.,化學實驗設計與創新的內容,3、實驗方法的創新從實驗方法上改進實驗，從而達到相同的實驗目的和相同（或更好）的實驗效果。（1）增強觀察效果的方法創新實驗,.,案例9金屬活潑性比較（金屬活動順序）【教材上的方法】,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,【存在的問題】實驗效果不夠直觀，不利于學生觀察【改進方法】在溶液中先滴加石蕊溶液（產生顏色，便于觀察），再滴加餐具洗滌劑（產生泡沫，便于觀察）。【改進后的優點】有顏色增加美感、便于觀察、鞏固指示劑知識；增強觀察效果。,.,（2）用微型的方法創新實驗將化學實驗微型化，減少用量和降低濃度：降低污染、降低實驗成本、增加學生動手的機會、節約時間。裝置微型化的實驗采用微型化學的方式進行實驗。降低試劑用量、節約成本、減少污染、有利于學生自主學習。,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗創新設計與研究,案例10“分子在不斷運動”實驗微型化設計,.,化學實驗創新設計與研究,案例11一滴溶液的微型實驗,.,化學實驗設計與創新的內容,實驗儀器按比例微型化,.,化學實驗設計與創新的內容,用井穴板進行實驗用V形管或W型管進行實驗,特殊微型實驗儀器,.,化學實驗設計與創新的內容,用多用滴管進行實驗,.,化學實驗設計與創新的內容,新型微型實驗儀器（成套微型實驗儀器）,.,化學實驗設計與創新的內容,案例8空氣中O2的測定微型實驗設計【教材上的方法】,.,化學實驗設計與創新的內容,【實驗存在的問題】使用紅磷的量大實驗時間長，紅磷在空氣中燃后再伸入廣口瓶，這樣燃燒產生的白煙（P2O5）會污染空氣，同時紅磷伸入廣口瓶的過程中廣口瓶內會有空氣逸出，增大了實驗誤差。【實驗改進裝置設計思路】讓“容器先密閉，紅磷后引燃”，就能提高實驗結果的準確性，避免污染空氣。利用注射器的特點（有刻度、能夠自由伸縮、能夠儲備氣體和液體），設計實驗裝置。,.,化學實驗設計與創新的內容,【改進后的實驗裝置】【操作方法】按照圖裝配好儀器和藥品，將注射器活塞事先處于10mL刻度處，用酒精燈加熱紅磷；燃燒結束，等到試管冷卻后，松開彈簧夾，可以看到注射器活塞從10mL刻度處慢慢前移到1mL刻度處，說明空氣里的O2的體積分數為（10-1）mL/45mL1/5。,.,濾紙上的微型實驗在濾紙上進行實驗，節約實驗試劑。,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,【實驗方法】將一塊濾紙裁成兩半，取一半平放在玻璃板上，用NaCl酚酞試液充分浸潤，分別用舊2號電池碳棒、鐵釘作陽極和陰極，輕輕將電極卷在濾紙中，并接通電源。通電1-2分鐘后，立即打開裹有碳棒的一端濾紙，滴入一滴碘化鉀淀粉溶液，濾紙變藍，證明陽極有氯氣生成，再打開另一端，發現濾紙變紅，證明NaOH在陰極生成。【優點】藥品用量少，節省時間，現象直觀。,案例9電解飽和食鹽水（濾紙上的微型實驗）,.,化學實驗設計與創新的內容,粉筆上的微型實驗粉筆的主要原料是碳酸鈣和熟石膏，通常是以2:3的質量比混和，加水調和成漿狀澆模制得。可用作實驗液體的載體。做焰色反應、乙醇、汽油和苯等液體的燃燒實驗做“粉筆生煙”（氨水與氯化氫反應）實驗做層析分離實驗,.,化學實驗設計與創新的內容,【實驗方法】取三支白色粉筆，分別浸到甲基橙、石蕊、酚酞試液中；再將粉筆浸在稀鹽酸溶液中片刻；再豎直放在盛有氫氧化鈉溶液的培養皿中。【實驗結果】三支白色粉筆變為彩色粉筆；pH值恰好如粉筆的自然形狀，由粗到細象征pH值由大到小。,案例10指示劑的變色范圍（粉筆上的微型實驗）,三種指示劑的變色范圍和顏色,.,化學實驗設計與創新的內容,案例11電解飽和食鹽水（粉筆上的微型實驗）【實驗方法】在飽和食鹽水中，滴入少量酚酞和碘化鉀、淀粉溶液，用一支白粉筆在上述溶液中浸潤。將連有直流電源的惰性電極接觸粉筆的兩端。【結果觀察】不久就可看到與電源負極相連的一端呈現紅色，與正極相連的一端呈現藍色。【原因分析】在陽極生成了C12，置換出Kl中的碘，碘遇淀粉變藍；在陰極生成了Na0H，使酚酞變紅。,.,化學實驗設計與創新的內容,案例12系列微型化學實驗氣體分子運動實驗木炭還原氧化銅實驗白磷自燃實驗氨氣與氯化氫反應實驗,.,化學實驗設計與創新的內容,（3）模擬的方法創新實驗模擬實驗是指模仿實驗對象制作模型，或者模仿實驗的某些條件進行實驗。模擬實驗也是科學研究中常用的一種方法，在中學常用的模擬實驗是計算機動畫模擬實驗。計算機模擬化學實驗應用范圍實驗現象不易觀察的化學實驗（反映物質內部變化的實驗）對環境有較大污染實驗受藥品和儀器的限制或有毒、有危險實驗難度較大或現象不明顯、影響教學效果的實驗模擬實驗的錯誤操作模擬實驗裝置的搭配,.,化學實驗設計與創新的內容,（4）虛擬的方法創新實驗虛擬實驗是指借助于多媒體、仿真和虛擬現實等技術在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統實驗各操作環節的相關軟硬件操作環境，實驗者可以像在真實的環境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優于在真實環境中所取得的效果。,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,.,（二）實驗類型創新1、化學實驗生活化創新化學實驗生活化創新的方法利用生活用品設計實驗將生活中的化學現象或社會問題依據其所包含的化學原理設計成實驗,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,案例13自制植物酸堿指示劑【實驗原理】植物中含有植物色素，主要含有花青素植物的花葉果實等，在不同酸堿環境中能呈現出不同的顏色。因此，可作為酸堿指示劑。,.,【變色情況】,化學實驗設計與創新的內容,氫氧化鈉氨水氯化鈉醋酸鹽酸植物原液,鹽酸醋酸氯化鈉氨水氫氧化鈉植物原液,.,鹽酸醋酸氯化鈉氨水氫氧化鈉,氫氧化鈉氨水氯化鈉醋酸鹽酸,化學實驗設計與創新的內容,植物原液氫氧化鈉氨水氯化鈉醋酸鹽酸,.,化學實驗設計與創新的內容,案例14碘的生活化系列化學實驗設計【實驗原理】碘受熱時會升華變成碘蒸氣。碘蒸氣能溶解在指紋印上的油脂等分泌物中,形成棕色指紋印跡,能顯示指紋。碘與可溶性淀粉水溶液形成包合物,顯藍色溶液,可互檢碘與淀粉的存在。IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O2I-+H2O2+2H+=I2+2H2OC6H8O6（L-抗壞血酸）+I2C6H6O6+2HI（丙烯-1,2,3-三羧酸或烏頭酸）,.,化學實驗設計與創新的內容,【可進行的實驗】加碘食鹽中碘的檢測從海帶中提取碘醫用藥品華素片中碘的檢測碘蒸氣法檢測指紋維生素C還原性的檢驗鮮牛奶中摻假（面湯）的檢測【實驗藥品】醫用碘酒含碘食鹽干海帶華素片淀粉溶液高酸度白醋醫用雙氧水維生素C片牛奶廢報紙蒸餾水(可用隔夜的自來水、井水、雨水蒸鍋蓋上的水代替),.,化學實驗設計與創新的內容,【設計目的】加深學生對燃燒的條件和滅火的原理的認識。【設計思路】利用銅絲具有良好的導熱性，快速降低蠟燭周圍的溫度，從而達到使蠟燭熄滅的目的。【實驗裝置】見右圖。【實驗操作】將粗銅絲或多股銅絲繞成一個內徑比蠟燭直徑稍小的線圈，圈與圈之間需要有一定的空隙。點燃蠟燭，把銅絲制成的線圈從火焰上面罩下去，正好把蠟燭的火焰照在銅絲里面。觀察發生的現象。,案例15銅絲滅火實驗設計,.,2、化學實驗趣味化創新化學實驗趣味化創新的方法：變換實驗名稱,為實驗增添一份樂趣指示劑和酸堿的反應“搖身多變”“鐵與硫酸銅的反應“紅色警戒”;氧化氫的還原性和氧化性“雙面俠”替換實驗材料,增加實驗趣味性,化學實驗設計與創新的內容,.,案例16熒光棒溫度對反應速率的影響【教學中常用的方法】【設計思路】利用學生熟悉的物品熒光棒的亮度來說明溫度對反應速率的影響。,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗設計與創新的內容,【實驗原理】化學發光是給予發光化合物一個外加的能量，使其電子由基態躍升到激發態，當電子由激發態返回基態時放射出熒光或磷光。本實驗是通過發光的強度來觀察溫度的高低對反應速率的影響。【實驗用品】熒光棒、溫度計、燒杯、冰水、熱水,.,化學實驗設計與創新的內容,【實驗步驟】取3個500mL燒杯,分別加入300mL的冰水和熱水于第一和第三個燒杯中,第二個燒杯中不加水。取三支熒光棒并且輕輕地折斷內部的薄玻璃管,分別置入上述三個燒杯中約2-3分鐘,觀察三支熒光棒的發光強度。從冰水和熱水的燒杯中同時取出熒光棒,放置在第二燒杯中并且靠近于第二支熒光棒的兩旁。觀察并比較三支熒光棒的發光強度。注:若室內亮度太亮,則放置在無光線之處以利于觀察。,.,化學實驗設計與創新的內容,與生活結合,增加實驗趣味性檢驗補鐵食品中的鐵元素原電池實驗自制生日賀卡碘食鹽中碘的檢驗會游泳的雞蛋模擬溶洞的形成“酒駕”檢測,.,化學實驗設計與創新的內容,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,會游泳的雞蛋,.,化學實驗設計與創新的內容,人造溶洞,.,化學實驗設計與創新的內容,案例17“酒駕”的檢測【實驗原理】2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO42Cr2(SO4)3+3CH3COOH(橙黃色）(墨綠色）+2K2SO4+11H20,.,化學實驗設計與創新的內容,打破常規,增加實驗的趣味性“魔棒點燈”高錳酸鉀與濃硫酸反應“水火相容”白磷在水下燃燒“滴水生火”過氧化鈉與水反應“吹氣著火”過氧化鈉與二氧化碳反應“點紙成金”濾紙上還原Fe3+,.,化學實驗設計與創新的內容,（三）實驗教學手段創新1、實驗技術創新利用傳感技術手持技術將定性實驗轉化成定量實驗，用數字說話，并且實時、直觀地呈現實驗過程中的變化。2、實驗手段創新對于污染大、操作難度大、反應速度太快或太慢、危險大、現象不明顯或效果不好的實驗，可用計算機模擬實驗。,.,化學實驗設計與創新的內容,案例18濃度對化學反應速率影響實驗探究【教材中的實驗方法】,.,化學實驗設計與創新的內容,【存在的問題】通過比較收集10mL氧氣所需要的時間來判斷反應速率的大小，費時且不夠直觀。【實驗改進】通過用手持技術中的壓強傳感器來測定單位時間內的壓強變化，來比較不同濃度對反應速率的影響。,.,化學實驗設計與創新的內容,.,化學實驗創新的內容,案例19稀硫酸與氫氧化鋇在水溶液中的反應,原實驗方法,.,化學實驗創新的內容,用離子傳感器進行實驗,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,1、問題策略問題策略指化學實驗設計與創新的課題應主要來源于化學教學和化學實驗教學的實踐，在教學中發現問題、提出問題，通過設計新實驗或創新實驗去解決問題。2、儀器（裝置）多用途策略根據同一種儀器或同一套裝置的特點和使用原理，來改進或設計實驗裝置。,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,3、多法制備策略根據同一物質制法的多樣性，從中選擇適宜的制法作為制備原理，使實驗設計達到實驗的目的和要求。氧氣的實驗室制備實驗設計：加熱高錳酸鉀法；加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物法；過氧化氫分解（二氧化錳作催化劑）；過氧化鈉和水反應法；過氧化鈉和二氧化碳反應法。,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,4、替代策略利用相同或相似功能的其他物品來替代現有實驗規定的物品，從而達到改進或設計實驗的目的。包括實驗儀器的替代和實驗藥品的替代。,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,自制專用儀器替代常規儀器,.,簡易啟普發生器,化學實驗設計與創新的策略和方法,簡易微型啟普發生器,利用生活廢棄品替代實驗儀器,.,微型氣體制備及性質實驗裝置,化學實驗設計與創新的策略和方法,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,濾紙載體的實驗,粉筆作載體的實驗,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,利用注射器替代實驗儀器設計氨氣噴泉實驗,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,5、組合策略將相關的化學實驗按照某種關聯因素或特征進行新的組合，以形成功能更好的實驗設計方案。,改進后的Na2CO3與NaHCO3的熱穩定性比較實驗裝置,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,案例20噴泉、噴煙實驗組合化設計問題討論：設計思路？操作步驟？,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,5、簡約化策略這種策略就是簡化某些常規實驗裝置。在不影響實驗效果的前提下，盡量采用儀器、設備少、用藥少、裝置簡單或微型的實驗裝置。,H2的可燃性及還原氧化銅微型實驗裝置,.,化學實驗設計與創新的策略和方法,蔗糖與濃硫酸反應裝置簡略化改進,.,化學實驗改進與創新的策略和方法,6、環保策略這種策略是從環境保護的角度，對一些實驗過程中產生有害氣體，且污染環境的實驗裝置的改進與創新。,.,化學實驗改進與創新的策略和方法,7、變換輸出策略這種策略是通過變換信息輸出形式，使得實驗現象更加鮮明、直觀、觀測更加方便。,二氧化碳氣體與氫氧化鈉溶液反應,.,化學實驗改進與創新的策略和方法,8、非常規儀器的使用策略非常規儀器指非常規通用儀器（如橫口管、叉形管、H形管等）和非化學儀器（如醫用注射器、藥用小藥瓶、塑料瓶、氣球等）。,鈉在氯氣中燃燒,燃燒的條件探究,氧氣的制備及性質實驗,.,化學實驗創新的思維策略,（一）創造性思維活動創造性思維活動包括：發散思維與集中思維、形象思維與抽象思維、直覺思維與邏輯思維、顯意識與潛意識思維等多種思維協調活動。（二）化學實驗創新的思維策略1、運用逆向思維創新實驗逆向思維技法是沿著事物的相反方向，用反方向探求的思維方式對現有的實驗設計進行逆向思考，從而提出新的實驗設計的實驗創新技法。,.,化學實驗創新的思維策略,【實驗裝置】如圖所示【實驗操作】打開分液漏斗活塞,使水流下。即刻可見燒杯內局部沸騰,酸液四濺。結束時拿下硬紙板,可看到有碳化后的黑斑。,案例21故意錯誤法濃硫酸的稀釋,.,化學實驗創新的思維策略,2、運用缺點列舉方法創新實驗缺點列舉方法是指通過發現現有實驗的缺陷，把現有實驗的缺點一一列舉出來，然后提出改革或革新方法的一種思維方法。利用缺點列舉法創新化學實驗的一般步驟為：選定化學實驗（可以是整體也可以是局部），確定與實驗有關的信息種類如材料、功能、結構等，根據確定的信息一一列出缺點，針對缺點（可以是全部也可以是其中的一個或幾個）研究改進方案。,.,化學實驗創新的思維策略,案例22測定空氣中氧氣的含量實驗改進【教材中的方法】,小組討論：教材中實驗存在的問題,.,化學實驗創新的思維策略,【教材中實驗存在的問題】該實驗在實驗時是先在容器外點燃紅磷，再伸進容器內，燃著的紅磷伸入到集氣瓶時會導致熱空氣外逸，使實驗結果偏高。產生的五氧化二磷污染環境,小組討論：根據存在的問題，應該如何改進？請說出改進的思路、制定出實驗方案（包括裝置）。,.,化學實驗創新的思維策略,改進方法一【改進思路】在密閉的容器中點燃可燃物，避免空氣外溢造成誤差。利用白磷低燃點的特點，在錐形瓶中加入大約70溶液，提供白磷燃燒的溫度；用硫酸銅溶液，增強實驗的趣味性（藍海白“霧”）。,.,化學實驗創新的思維策略,【改進方案及實驗步驟】（1）測量儀器的體積：在取1個250mL錐形瓶，測出其實際容積是320mL；（2）組裝裝置：如圖安裝裝置。（3）實驗觀察：白磷燃燒五氧化磷（白煙）藍海白“霧”打開彈簧夾：注射器中的水進入錐形瓶，最終注射器中剩余10mL水。,【結果計算】注射器減少的體積是：(50-10)mL=40mL，由于錐形瓶內原有空氣是200mL，故空氣里氧氣的體積分數約是：40mL/200mL=1/5。,.,化學實驗創新的思維策略,改進方法二【設計思路】在密閉的容器中點燃可燃物，避免空氣外溢造成誤差；利用銅的良好的傳熱性，傳遞燃燒物質需要的熱量；利用白磷燃點低的特點，作為燃燒物質；利用U形管裝水后可以作為壓力計的特點，用它作為反應器，可以起到密封平衡氣壓的作用。,.,化學實驗創新的思維策略,改進方法三【設計思路】在密閉的容器中點燃可燃物，避免空氣外溢造成誤差；利用白磷燃點低的特點，作為燃燒物質；用試管作為反應儀器，減少白磷用量和反應時間；用毛細管作為進水的導管使實驗更準確。,.,化學實驗創新的思維策略,改進方法四【設計思路】在密閉的容器中點燃可燃物，避免空氣外溢造成誤差；改進實驗儀器，方便點燃白磷,.,化學實驗創新思維的策略,案例23甲烷燃燒實驗改進【教材中的方法】,問題討論：教材中的方法存在什么問題？,.,化學實驗創新的思維策略,【列舉原實驗的缺點】檢驗水和CO2是在同一個的燒杯中進行：若燒杯過小，燃燒時會發燙，水蒸氣不能凝結下來，觀察不到水的生成，且發燙的燒杯不便于操作；若用大一些的燒杯，能夠看到有水霧產生，但是被冷卻的的CO2會被排出燒杯。收集到的CO2量少與石灰水作用變渾濁不明顯。操作不方便,.,化學實驗創新的思維策略,改進方法一【改進裝置】如圖所示。【操作方法】在一個干燥的錐形瓶中裝入澄清石灰水。將燃燒導管穿過一硬紙板。點燃已檢驗純度的甲烷，將導管伸進錐形瓶中。【現象觀察】甲烷火焰是藍色的、錐形瓶壁上有水霧、澄清石灰水變渾濁。【改進后的優點】操作簡單，現象明顯。,.,化學實驗創新的思維策略,改進方法二【設計思路】利用較長的試管收集燃燒產物可以使其中的水在靠近試管口處凝結；產生的二氧化碳不易被全部排到試管外。發燙的試管可以用試管夾或鐵夾夾住，避免燙手。【優點】能夠很好地觀察和檢驗甲烷燃燒的產物，裝置簡單。,.,化學實驗創新的思維策略,3、運用希望點列舉法創新實驗希望點列舉技法就是通過對課題的希望和理想，使問題的本來目的聚集成焦點，再加以考慮的技法。希望點列舉創新技法的一般步驟為：定課題；找出實驗存在的問題（改進實驗時）列出希望點；制定具體實施方案。,.,化學實驗創新的思維策略,案例24二氧化硫漂白性實驗的改進【教材中的方法】教材中二氧化硫漂白性質的實驗方法是：將SO2氣體通入裝有品紅溶液的試管中，品紅溶液褪色，再加熱試管，紅色又恢復，實驗裝置如圖。,.,化學實驗創新的思維策略,【該實驗存在的問題分析】這個實驗不能很好地說明溶液恢復紅色，是由于二氧化硫與品紅生成的無色物質不穩定，加熱時二氧化硫分解出來了，使溶液又恢復原來的顏色。逸出的二氧化硫直接排放到空氣中，不環保。【列出希望點】希望能夠直觀地讓學生觀察到，加熱二氧化硫與品紅生成的無色溶液時，確實有二氧化硫分解出來。希望裝置環保，避免二氧化硫污染空氣。,.,化學實驗創新的思維策略,【改進后的優點】能夠直觀地讓學生觀察到，二氧化硫與品紅生成的無色溶液不穩定，加熱后有二氧化硫分解出來。設計有尾氣吸收裝置，避免二氧化硫對環境的污染。,改進后的裝置,.,化學實驗創新的思維策略,【存在的問題】操作不方便、有污染【列出希望點】希望將制備、噴泉、生煙實驗同時進行希望在噴泉發生時有音樂響起（音樂噴泉）希望將裝置再簡化（減少打孔的麻煩）,案例25氨噴泉實驗裝置一體化設計,.,案例26燃燒的條件探究實驗裝置改進問題討論：教材中的方法存在的問題？你準備如何改進（列出希望點）？,化學實驗創新的思維策略,.,【實驗存在的問題】有污染操作不方便【希望點列舉】防止污染操作方便，安全。能夠直觀的說明燃燒必須具備的3個條件。【改進措施】用紙片和木炭的燃燒代替紅磷和白磷說明燃燒物的著火點不同。用隔絕空氣和通入空氣的方式說明燃燒需有助燃氣體【實驗改進方法】,化學實驗創新的思維策略,.,化學實驗創新的思維策略,4、運用類比思維法創新實驗類比思維是一種邏輯推理的思維方式，它是根據兩個事物之間在某些方面相似或相同，從而推出在其他方面也可能相似或相同的一種邏輯方法。【已有的知識】NH3極易溶于水，擠壓膠頭滴管內的水進入燒瓶中，燒瓶內氣壓迅速減小，從而產生噴泉。【類比推理】只要氣體易溶于吸收劑，形成負壓后，就可形成噴泉。,案例27噴泉的設計,.,化學實驗創新的思維策略,【形成噴泉的方法】類比形成噴泉氣體和吸收劑的性質，設計噴泉實驗。,.,化學實驗創新的思維策略,彩色噴泉,.,化學實驗創新的思維策略,.,化學實驗創新的思維策略,5、運用對比思維法創新實驗對比思維法是把要研究的事物或現象和另一事物或現象聯系在一起，在一定條件下加以比較，從而確定它們的異同點，達到認識事物和現象的目的。,.,化學實驗創新的思維策略,案例28中學教材運用比較思維策略的實驗設計,二氧化碳溶于水后的性質實驗設計,問題討論：設計思路？,【設計思路分析】通過醋酸與水的對比，說明是酸使石蕊變色；通過干石蕊花和噴水后的石蕊花對比，說明二氧化碳氣體不顯酸性，溶于水后的碳酸才顯酸性。,.,化學實驗創新的思維策略,氧氣制備條件比較的實驗設計,【設計思路分析】通過實驗對比可以得出二氧化錳使反應速率加快。,.,化學實驗創新的思維策略,證明質量守恒定律的實驗設計,【設計思路分析】通過反應前后質量的對比說明質量守恒定律。,問題討論：設計思路,.,化學實驗創新的思維策略,燃燒條件實驗設計【設計思路分析】通過空氣中的白磷和紅磷在相同溫度下的情況比較說明以及白磷,.,化學實驗創新的思維策略,滅火的原理實驗設計,【設計思路分析】通過對不同條件下蠟燭燃燒、熄滅的情況比較，從而說明滅火的原理。,.,化學實驗創新的思維策略,碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩定性比較實驗改進,圖2,.,化學實驗創新的思維策略,【影響實驗的主要因素】反應物的用量鹽酸的濃度實驗裝置（儀器）實驗方法和表征方法【設計思路】增加實驗的說服力控制條件一致，兩管同時加入鹽酸，采用活塞或玻珠控制；增強直觀性用單位時間內氣球的大小來表征產氣速率。控制兩種鹽的用量一致，加入鹽酸的用量一致。通過實驗探究反應物的用量和鹽酸的濃度,案例29碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應速率比較的實驗設計,.,化學實驗創新的思維策略,【實驗裝置】如圖所示【實驗操作】在長頸漏斗中加入稀鹽酸（6mol/L）；兩手同時用相同的力量擠壓膠管內的玻璃珠，使酸液以相同的速度分別流入管底觀察兩側管內氣體產生情況及捆在側支管上的兩個氣球膨脹的速度及充盈程度。,.,化學實驗創新的思維策略,6、運用聯想思維方法創新實驗聯想思維是指由某事物聯想起與他相關的事物的一種思維方法。在化學實驗改進或創新的思維過程中，常常會運用到聯想思維方法。,.,化學實驗創新的思維策略,【設計思路】運用聯想的方法思考：同溫同壓下密閉容器里的氣體若減少X升，那么與其相連通的儲水裝置里就有X升的水會被吸入密閉容器。根據倒吸進裝置的水量能夠表明消耗的氧氣的體積。（聯想倒吸的原理）密閉的容器中點燃白磷，會引起氣體膨脹，壓力增大。聯想注射器可以自由伸縮的原理，來控制密閉容器中的氣壓。（聯想氣體的物理性質）,案例30空氣中氧氣含量測定裝置的設計,.,化學實驗創新的思維策略,【設計思路】運用聯想法思考：氣體受熱會發生膨脹體積變大、壓強增大，冷卻后體積會變小、壓強變小；壓強變小溶液會發生倒吸。利用溶液倒吸的原理設計實驗。【實驗裝置】【實驗現象】滴加濃硫酸后，可見水沸騰，U形管中的液面B高于A。待溶液冷卻后可觀察到U形管中液面A高于B。【實驗設計的優點】裝置簡單，操作方便，能夠直觀地讓學生觀察到濃硫酸稀釋放熱的現象。,案例31證明濃硫酸稀釋放熱的實驗設計,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,一、證明中和反應有水生成的實驗設計,設計一個或多個能夠證明中和反應生成物中有水生成的實驗方案。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,一、證明中和反應有水生成的實驗設計,【設計思路】利用無水硫酸銅吸水后生成五水合硫酸銅（藍色），來檢驗是否有水生成；通過對比的方法來說明若無水硫酸銅變成五水合硫酸銅的水是中和反應生成的。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【實驗步驟和現象】無水硫酸銅的制備：略。用對比的方式進行實驗：,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,二、乙酸乙酯的制備實驗改進,【教材中的方法】,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【存在的問題】隨著反應的進行溶液的顏色逐漸變黃，甚至變黑影響對實驗的觀察。較長時間收集不到乙酸乙酯【影響該實驗的主要因素分析】乙醇的用量和濃度乙酸的濃度和用量硫酸的濃度和用量加熱的方式（加熱溫度）加藥品的順序裝置的合理性操作的正確性,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進思路】探究硫酸濃度，避免炭化現象經探究用911molL濃度能夠避免炭化控制好反應溫度小火加熱合理選擇儀器，有利于乙酸乙酯導出選擇適當短的試管合理設計裝置，有助于乙酸乙酯冷凝加冷凝裝置增強觀察效果在碳酸鈉溶液中滴加酚酞，有利于觀察上層的乙酸乙酯，有利于觀察有乙酸被蒸出。【改進后的裝置】,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,三、電解水實驗中的問題討論和解決方案【教材中的方法】【實驗原理】電極反應：陽極：4OH4e2H2O+O2陰極：4H+4e2H2,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【實驗存在的問題】電極腐蝕嚴重氫氧體積比不為2:1操作不方便，電解液常常會弄到手上。用氫氧化鈉作電解液時有泡沫,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【影響因素分析】電極材料與電解液是否匹配（電解液應不與電極或電極表面氧化物反應）電解液的濃度、種類電壓電極之間的距離,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【電極材料必備條件】必須是良導體。不與電解液發生化學反應。不與電解生成的氧化物發生化學反應。電極表面積要盡量大些，增大水的分解速度。【電極材料與電解液匹配的原則】所選用的電極材料不與電解液發生反應；所選用的電極材料在電解時，陽極電極表面能形成不溶于該電解液的保護膜，避免電極材料在電解過程中不斷氧化、溶解，防止不斷消耗氧氣的情況發生。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,問題討論：（1）下列電極材料是否與電解液匹配？能否配套進行電解水實驗？,鐵與稀硫酸溶液銅與稀硫酸溶液鉛與稀硫酸溶液鐵與稀NaOH溶液鉛與稀氫氧化鈉溶液,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,實驗證明，電解水時，常用的幾種非鉑電極材料與電解液按如下匹配，效果較好：,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,（2）碳棒既不與酸反應又不與堿反應，能否作為電解水的電極？,不好。用碳棒作電極時，由于碳棒對氣體吸附作用強，氧氣在碳棒上的超電勢高，導致了氫、氧氣體體積偏離2:1這個比值較大。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,（3）為什么電解水的氫氧比不為2:1？如何避免？,（1）氫、氧氣體在水中的溶解度不同（25時，氧氣為31mL/L，而氫氣為18.2mL/L-1。）。在實驗前先進行預電解，使兩管中氣體在電解液中達到飽和，然后再放出氣體，調整以后進行正式實驗。（2）電極材料參與了反應，陽極消耗了氧氣。注意電極材料與電解液的匹配。（3）陰陽兩極的電極不斷地在變換，消耗氧氣。固定陽極和陰極，不要任意加以調換。這可減少陽極上氧氣的消耗；不要除去陽極上的氧化膜。,（4）為什么用氫氧化鈉溶液作電解液時有時會有大量泡沫？,氫氧化鈉溶液濃度太大時，就會產生泡沫。較適合的濃度：5%10%。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進的電解裝置】,.,化學實驗創新設計與研究,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【教材中的方法】,四、顏色反應實驗的改進,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【實驗原理】金屬或離子高溫灼燒時，電子被激發到高能級，由于在高能級的電子不穩定，很快回到低能級，以光的形式釋放出多余的能量。由于原子結構不同，就發出不同波長的光，因此顏色也就不同。利用焰色反應可以定性地鑒別元素。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【實驗存在的問題】顏色辨別阻礙大：酒精燈因玻璃中含有鈉元素，因而火焰因呈黃色，會對觀察焰色造成干擾，現象不明顯實驗步驟多、繁瑣：在進行一種金屬元素的焰色反應時，必須經過“洗、燒、蘸、燒、洗”等多個步驟，時間消耗大污染問題嚴重：實驗中鉑絲須沾取鹽酸在氧化焰上反復灼燒至無色，加上操作過程中鹽酸揮發，對空氣具有一定的污染。實驗費用貴：實驗中需要反復利用鉑絲，而鉑絲費用昂貴，成本高。觀察鉀離子顏色要用鈷玻片，直觀效果不好。持續時間短,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進的主要目的】使實驗操作更簡單現象更清晰持續時間更長更經濟。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進思路】改進灼燒載體材料，用價格低廉、簡便易取的材料替代較昂貴的鉑絲;棉花粉筆濾紙石棉避免酒精燃燒產生黃色火焰干擾實驗觀察控制酒精用量、純度、燃燒方式簡化操作步驟用價廉的一次性物質進行實驗用噴霧的方式提供金屬鹽直接燃燒待實驗的金屬鹽溶液或粉末。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,改進方法一用噴霧的方法進行實驗【實驗操作步驟】將準備好的金屬鹽各1g分別加到噴瓶中，各加入約20mL甲醇（或乙醇），振蕩，使鹽充分溶解；向酒精燈的外焰上方噴射金屬鹽的乙醇溶液（火球消失后可重復噴射幾次，使火球再現）。【實驗改進的優點】實驗操作簡便、省時、重復性好；霧化效果好，能形成彩色大火球，現象十分明顯。鉀元素觀察不用隔著鈷玻片。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【注意事項】金屬鹽在乙醇中的溶解度較小，一定要避免噴口被未溶解的鹽堵塞；乙醇易燃，要注意實驗的安全；若用甲醇作溶劑和助燃劑一定注意通風宜選用揮發性鹽類。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,改進方法二用濾紙作灼燒載體的焰色反應實驗【設計思路】用吸水性較好的濾紙代替鉑絲載體；用滴管提供鹽溶液【操作步驟】將濾紙卷成比較緊實的、外徑約為1mm、長度約為2cm的圓筒，一半插入滴管的毛細管端；取下滴管的膠頭，向滴管滴入一種鹽飽和溶液；套上膠頭，使滴管傾斜約45度，在酒精燈外焰灼燒濾紙，觀察現象；更換濾紙、滴管和金屬鹽鹽重復以上操作。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【實驗的優點】實驗材料價格低廉，操作簡單、易行；因濾紙中始終有灼燒液存在，基本避免了燃燒載體對實驗效果的影響。【注意事項】注意滴管毛細端的內徑要與濾紙圓筒的外徑吻合，不能太松也不能太緊；灼燒時，要用手輕輕擠壓膠頭，注意掌握好力度，既不能使溶液燒干而燒焦濾紙，也不能使灼燒液滴出而使火焰熄滅。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,改進方法三用蒸發皿作灼燒載體的焰色反應實驗【操作步驟】制作噴灑藥粉的裝置：用針在藥瓶的塑料蓋上鉆上若干小孔即可；將研細的各種鹽的粉末分別裝入小藥瓶中；將無水乙醇倒入蒸發皿中,點燃；用小藥瓶向蒸發皿火焰噴灑粉末。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進后的優點】能看到直徑和高度均約為10cm左右的美麗焰色，現象十分明顯；同時噴灑幾種藥品，還可看到五彩繽紛的焰景。【注意事項】金屬鹽類應選擇易形成粉末狀態的鹽，從實驗知用碳酸鹽為最佳；小藥瓶可貼上標簽，注意保存可連續多年使用。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,改進方法四用棉花條或者石棉線作載體的焰色反應【操作步驟】在鐵架臺上固定一根長約50cm的玻璃棒；將脫脂棉（或石棉）制成長30cm、寬3cm的幾個長條；把幾種金屬鹽的粉末分別均勻灑在各個棉花條上，用酒精潤濕；將幾根棉花條按一定順序、隔有一定距離纏繞在玻璃棒上；點燃棉花，觀察現象。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進后的優點】能同時觀察到多種金屬的焰色反應，便于對比；操作簡便，材料易取；此裝置能夠較長時間放置并且可多次反復使用。【注意事項】玻璃棒不好固定時，可先將玻璃棒插入橡皮塞，用鐵架夾住橡皮塞；注意保持棉花不被燒干、燒焦，火焰變小時，立即滴加酒精；,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,改進方法五用棉花球作載體的焰色反應實驗【操作步驟】在點滴板的各孔穴中分別放入少量待實驗的固體粉末或晶體；用鑷子夾住浸泡有酒精的棉球蘸取藥品；用酒精燈點燃酒精棉球，然后將燃著的棉球迅速移開火焰，觀察實驗現象。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進后的優點】現象明顯，可見度大，趣味性強；觀察鉀的焰色反應不需要藍色鈷玻璃片。【注意事項】剛點燃時，火焰下方均呈淡藍色（酒精蒸汽燃燒的焰色），幾秒鐘后，淡藍色消失，可觀察到金屬的焰色反應；注意鑷子頭的清潔，也可直接用醫用棉簽替代鑷子和棉球。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,改進方法六用粉筆作載體的焰色反應實驗【操作步驟】把粉筆切成若干約2cm高的粉筆頭，一端削平，一端挖成小窩狀；將粉筆浸入酒精中，吸透后取出放在石棉網上；有小窩一端朝上；將待灼燒的金屬鹽溶液滴入小窩中點燃，觀察現象。（也可將粉筆僅僅作為酒精的載體，用噴壺對著燃燒著的粉筆噴霧）,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進后的優點】實驗材料簡便易取，操作簡單；可同時做幾種鹽的焰色反應，便于對比；用粉筆做燃燒載體，還可激發學生興趣。【注意事項】粉筆成分中的鈣離子可能對實驗效果有所影響，可向學生們簡要介紹一下粉筆的成分。同時，燃燒時間不要太長。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,五、鋁熱反應實驗改進【教材中的方法】,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進思路】鎂條點燃時間長產生強光對眼睛有害；鋁熱劑比例不合適，燃燒時火星飛濺較遠，存在不安全因素。濾紙漏斗遮擋住了內部的反應，且易被引燃，導致學生只能看到“一團火”的表面現象；鐵球下落時極易被氧化，致其略帶銹色而非銀白色；反應過程中釋放大量的熱，造成大量的煙塵污染。,.,【各藥品的作用】鎂條提供反應需要的熱量氯酸鉀提供氧氣，助燃鋁熱劑反應物2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3【影響實驗的主要因素】溫度反應物比例反應物的接觸（表面積、緊密度）干燥合理的裝置,化學實驗教學中的問題解決方案討論,高溫,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【改進思路】改變點燃方式，避免鎂光較長時間刺激學生眼睛改變鋁熱劑的比例，使反應程度減緩。用透明材料作儀器，讓學生觀察到實驗的全過程。采用全封閉式的實驗裝置進行實驗，避免污染氣體放出；避免生成的鐵被氧化干燥氧化鐵，減少對熱量的消耗。用氯化鈉代替河沙，使熔化的鐵形成光亮的小珠,在高錳酸鉀晶體上滴入甘油，利用兩者反應放出的熱引燃鎂條。,教材中的氧化鐵粉末與鋁粉的質量比為5：2。鋁粉太多反應太過劇烈，與空氣接觸會發生微爆現象。降低鋁熱劑中鋁粉的含量，減緩反應的程度將比例改成4：1，反應適中。,熔化的鐵進入河沙，河沙包裹在鐵外面，不易觀察鐵的顏色。食鹽在鐵球表面容易熔化，不會附著在鐵球表面，更便于觀察其顏色，得到的鐵球外形也更趨于球形,改進方法一,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【操作方法】填裝藥品：將底部破損的硬質試管底部用紙條封住依次加入食鹽(占試管容積的23左右）、鋁熱劑質（將其壓實，便于反應連續進行，用量大約為在試管中高1.5cm)、高錳酸鉀（在小試管中的高度大約0.5cm）最后然后插入一根打亮的鎂條，讓鎂條略有露出。將其裝滿藥品后插入橡膠塞(事先打孔，孔的大小以能插入硬質管為宜)中將試管放入廣口瓶內（裝一定量水，溶解粉塵，減小瓶內氣壓，防止氣球爆炸。），并用帶氣球（事先用水潤濕，或用注射器）的橡膠塞封閉廣口瓶。在硬質試管中用膠頭滴管向高錳酸鉀晶體上滴加3滴熱甘油，蓋上橡膠塞，觀察現象實驗結束后用鑷子夾出試管(試管斷裂部分往往位于鋁熱劑位置附)，用磁鐵將鐵球吸出，觀察其表面的銀白色。,.,化學實驗教學中的問題解決方案討論,【實驗改進后的優點】可透過硬質試管觀察到鋁熱反應自上而下的紅熱現象可清晰地看到鐵球的銀白色由于裝置為全封閉式，反應過程中產生的熔化物飛濺現象得以有效控制，粉塵污染也被限制在廣口瓶內，并且還能避免鎂條燃燒所產生的光污染，很好地提高了安全性能以及環保性能。引燃劑的替換可有效提高實驗的引燃成功率裝置使用的是破損硬質管，可達到廢物回收利用的目的。,