初中生物實驗“比較人體呼出的氣體與空氣的差別”的創新

周林

摘 要：文章從初中生生物教學教材的實驗創新角度出發，針對初中生物教材上（濟南出版社）“比較人體呼出的氣體與空氣的差別”實驗的操作煩瑣、難度大、可行性不高等缺點，設計并驗證了一個操作簡單、可行性高、便于初中生掌握和理解的新實驗方法。

關鍵詞：初中生物實驗；操作；創新

實驗目的：描述人體呼出的氣體中氧氣和二氧化碳含量的變化。

原教材實驗的材料器具和方法步驟：

材料器具：水槽、集氣瓶、毛玻璃片、彎導管、細木條、澄清的石灰水。

方法步驟：

（1）取四個集氣瓶，分別標為甲、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。瓶內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，翻轉過來，倒置于水槽中（圖1）。將彎導管插入集氣瓶內，用嘴向集氣瓶內吹氣，待有氣泡向瓶內冒出時，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、丙兩集氣瓶內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燃的細木條，觀察細木條的燃燒情況（圖4）。

創新后的實驗及操作步驟：

材料器具：相同體積并帶有刻度的針筒四支、廣口瓶四個、澄清的石灰水、蠟燭。

方法步驟：

（1）取四個廣口瓶，標為A、B、C、D；取四支針筒，標為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，待活塞移動到與a、c針筒相應的刻度為止。

（4）分別將a、b內的氣體注入A、B瓶中，觀察石灰水的渾濁程度；分別將c、d內的氣體緩緩推入C、D瓶中，觀察蠟燭熄滅的快慢（實驗設計如圖5）。

實驗現象：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。

實驗結果：人體呼出的氣體二氧化碳比空氣中多，氧氣比空氣中少。

實驗結論：人體呼出的氣體主要是二氧化碳。

實驗分析：A、B瓶形成對照，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A、C作為對照組，B、D可作為實驗組，在確保單一變量和等量原則的同時驗證呼出的氣體與空氣中氣體含量的變化。

原實驗的缺點：①所用實驗器具較多；②收集呼出的氣體操作復雜，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，從而導致本實驗不夠完整；⑤此實驗操作煩瑣，敘述眾多，對于初中生來說難以完成和理解。

創新后實驗的優點：①所用實驗器具簡單，初中生可自己準備，培養自我動手能力；②收集呼出的氣體方法簡單，操作性強，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，比原實驗更具有可行性；④此實驗步驟操作簡單，材料簡單，更適合初中學生理解和操作。

參考文獻：

[l]王景山.氣體成分變化的實驗改進[J].中學生物教學，1999（2）.

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