初中生物实验“比较人体呼出的气体与空气的差别”的创新

周林

摘 要：文章从初中生生物教学教材的实验创新角度出发，针对初中生物教材上（济南出版社）“比较人体呼出的气体与空气的差别”实验的操作烦琐、难度大、可行性不高等缺点，设计并验证了一个操作简单、可行性高、便于初中生掌握和理解的新实验方法。

关键词：初中生物实验；操作；创新

实验目的：描述人体呼出的气体中氧气和二氧化碳含量的变化。

原教材实验的材料器具和方法步骤：

材料器具：水槽、集气瓶、毛玻璃片、弯导管、细木条、澄清的石灰水。

方法步骤：

（1）取四个集气瓶，分别标为甲、乙、丙、丁。

（2）取甲、乙两集气瓶，置于空气中，用毛玻璃片盖住瓶口。瓶内的气体成分与空气相同。

（3）将丙、丁两集气瓶装满水，用毛玻璃片盖住瓶口，翻转过来，倒置于水槽中（图1）。将弯导管插入集气瓶内，用嘴向集气瓶内吹气，待有气泡向瓶内冒出时，在水下用毛玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶正放在桌面待用，用此法收集呼出的气体（图2）。

（4）向甲、丙两集气瓶内分别倒入少量澄清的石灰水，振荡，观察瓶中石灰水的变化（图3）。

（5）向乙、丁两集气瓶中分别伸入一根点燃的细木条，观察细木条的燃烧情况（图4）。

创新后的实验及操作步骤：

材料器具：相同体积并带有刻度的针筒四支、广口瓶四个、澄清的石灰水、蜡烛。

方法步骤：

（1）取四个广口瓶，标为A、B、C、D；取四支针筒，标为a、b、c、d。

（2）分别在A、B广口瓶中装入少量等量的澄清石灰水，分别在C、D中放入一支燃烧的蜡烛。

（3）拉动a、c针筒的活塞，装入等量的空气，分别从b、c针筒的下端人为地向里吹气，待活塞移动到与a、c针筒相应的刻度为止。

（4）分別将a、b内的气体注入A、B瓶中，观察石灰水的浑浊程度；分别将c、d内的气体缓缓推入C、D瓶中，观察蜡烛熄灭的快慢（实验设计如图5）。

实验现象：B瓶中石灰水比A瓶更浑浊，D瓶中比C瓶的蜡烛更快熄灭。

实验结果：人体呼出的气体二氧化碳比空气中多，氧气比空气中少。

实验结论：人体呼出的气体主要是二氧化碳。

实验分析：A、B瓶形成对照，B呼出的二氧化碳比A瓶空气中的多，因此石灰水更浑浊；C、D形成对照，C瓶空气中的氧气比D瓶中的多，因此D瓶蜡烛熄灭得更快。同时A、C作为对照组，B、D可作为实验组，在确保单一变量和等量原则的同时验证呼出的气体与空气中气体含量的变化。

原实验的缺点：①所用实验器具较多；②收集呼出的气体操作复杂，而且不容易成功；③两次用同样的方法收集呼出的气体，很难确保等量原则；④比较氧气的多少，用的是带火星的木条，很可能由于空气中氧气浓度不够高，不能使带火星的木条燃烧，此操作可行性不高，没有可比性，从而导致本实验不够完整；⑤此实验操作烦琐，叙述众多，对于初中生来说难以完成和理解。

创新后实验的优点：①所用实验器具简单，初中生可自己准备，培养自我动手能力；②收集呼出的气体方法简单，操作性强，并且针筒带有刻度，可确保等量原则；③比较氧气的多少，用的是燃烧的蜡烛，观察熄灭的快慢，比原实验更具有可行性；④此实验步骤操作简单，材料简单，更适合初中学生理解和操作。

参考文献：

[l]王景山.气体成分变化的实验改进[J].中学生物教学，1999（2）.

[2]胡恒武.剖析初中化学探究空气成分的实验[J].理科考试研究（初中版），2009（10）.endprint