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宜昌市第七中学于2002年秋季开始使用人教版《义务教育课程标准实验教科书·化学》九年级上册（以下简称新教材）。笔者使用该教材数月以来，深感教材内容弹性很大，给了任课教师一个充分施展自己才能的广阔空间。因此，从自己对新课程标准、新课程观的理解出发，试着对教材里的几个实验，进行了重新设计。
一、测定空气里氧气含量的“趣味性”设计
教材里已有的实验设计，受到实验误差过大的困扰。主要有：盛燃着的磷的燃烧匙从伸入集气瓶内到塞紧塞子前会有部分空气因热膨胀而“漫”出瓶外，不能准确度量集气瓶内空气的实际体积；若燃烧匙伸入瓶内的速度不够快，还可能产生倒吸水达集气瓶实际容积2/5的现象；磷只在一处燃烧，产生的白烟不能与周围的空气快速置换位置而使火焰过早“窒息”；止水夹前后段玻璃管内空气里的氧气也难以参与磷的燃烧；盛水烧杯内水位的高低与导管口在水下的位置的深浅不同，也会对水的倒吸产生一定的影响。
本实验设计的主旨，意在尽可能减少实验误差，提高这一定量实验的精度。
（1）实验装置（图1）。
图1 测定空气里氧气的含量
取
32mm×200mm试管一支，用量筒和水测其80mL和100mL水面并做好标记。取长条形宽窄、厚薄均匀的金属片弯成与试管内弧度一致的金属槽，按相等间隔将其中间部分挖成“门”字形，成为“金属梯”。“金属梯”的每一步做成“凹”形，用以放置1小粒白磷。可用量筒和水测出空气的实际体积。
空气的实际体积=100mL-金属梯在100mL刻度内的体积-白磷的体积。
（2）实验操作及现象。
在“金属梯”的每一步上放置一颗吸干水后的白磷，伸到试管内，用铁架台将试管固定好，试管口下方放置盛水的玻璃水槽。用套有乳胶管的针筒抽取试管内的多余空气至水位上升到100mL处，取出乳胶管。
用“电吹风机”吹热风加热试管内下部白磷，或用放大镜会聚6伏手电筒光于第一步“金属梯”处的白磷上，可观察到，白磷像“上楼梯”般依次燃烧，开始时冒白烟，燃烧快停止时在倒置试管的上部出现黄烟，此为空气里的氧气快耗尽的现象。待火焰熄灭，试管不发烫时，可用水槽中的冷水浇在试管上，使试管内的温度快速恢复到初始温度，加快实验速度。此时可观察到，试管内水位上升到一定位置后恒定不动，与空气实际体积相比较后得出氧气含量。
氧气的测量体积=水的测量体积-水位上升淹没的金属梯体积。
本实验设计经多次实测，测得100mL空气里氧气体积为17mL～19mL，实验精度在81％～91％之间。
（3）误差分析。
主要误差来自于燃烧方式本身。因为空气里的氧气在耗尽前燃烧就会停止。
关于燃烧停止后剩余气体里有无残余氧气、剩余混合气体里氧气比例小到什么程度时燃烧就会停止等问题可作为新的探究性课题，留待课后安排学生做进一步探究。
二、加热过氧化氢溶液产生氧气的“探究性”设计
按教材所设计的实验方法，不能检出氧气的存在。主要原因是：加热温度不够高时，反应速度不快；加热温度高时，水的蒸气压又过大。两种情况均导致试管内氧气浓度过低且氧气又会随着水蒸气不断逸散到试管外，使试管内蓄积的氧气量不足以引燃带火星的木条，反而会使火星熄灭。改用排水法收集氧气检验，可方便而有效地排除水蒸气对实验的干扰，检出氧气的存在。
（1）实验装置（图2）。
图2 加热过氧化氢溶液并用排水法收集氧气检验
（2）实验操作。
用市售过氧化氢溶液配成体积分数为15％左右的过氧化氢溶液，加入到大试管内，加入过氧化氢溶液的体积不超过试管容积的1/3，加热过氧化氢溶液，用排水法收集气体，估计试管内空气和导气管内空气被收集完后，用排水法第二次收集气体数毫升，即可用带火星的木条检出氧气的存在。整个操作过程的时间约5分。
（3）课堂教学设计
①情景设计，引出问题。用市售30％过氧化氢溶液现场配制体积分数为5％过氧化氢溶液。按教材【实验2-5】（2）的说明进行实验，引导学生观察实验现象，在产生不少气泡已有几分时间后，用带火星的木条检验，不复燃。
②分析原因，讨论对策。对带火星的木条为什么不复燃的原因及对策，学生可能的讨论结果有：加热的时间还不够长，试管内氧气的蓄积量不够多（观察与猜想）；产生气泡的速度太慢，应提高温度加快产生气泡的速度（观察与假设）；教师在过氧化氢溶液里掺了水，不掺水或少掺水再试一试，也许产生氧气的速度可以更快一些（情景素材的铺垫与假设）。
③修改实验设计，继续实验论证。增大过氧化氢溶液的浓度，延长加热时间，在反应速度明显加快的情况下，用带火星的木条检验，仍不复燃。
④再次分析原因，讨论对策。对于带火星的木条仍不复燃的原因及对策，学生可能的讨论结果有：加热时产生的氧气在温度较高时形成热气流逸散到试管口外的空气中去了（初二物理知识）；过氧化氢溶液中水的含量超过过氧化氢的含量，加热时除产生氧气外，还产生大量水蒸气，致使试管内氧气的含量过少（受情景素材铺垫与试管口内有水蒸气凝结现象的启发）；可用排水法收集气体，这样既可避免氧气的损失，又可减少氧气中水蒸气的含量（受新教材第一单元课题2中的已有知识及生活经验的启发）。
⑤再次修改实验设计，第三次进行实验论证。经教师引导和全班学生集思广益，用加装导气管的单孔塞塞住试管口，用小试管收集气体检验，带火星的木条复燃。
⑥阶段性小结。交流与讨论：你做化学实验不成功时持什么态度及采取什么措施（以你做过的化学实验为例）？
三、排水法收集氧气时的“难点分散式”设计
学生在做制取氧气的实验时，由于要连续收集两瓶氧气，又由于学生的操作不熟练，往往白白浪费不少氧气。可在此处增添一个储、排气自如的装置（可用实验室制取二氧化碳的装置代替），收到不浪费氧气的效果。
（1）实验装置（图3）
图3 先用锥形瓶用排水法收集完氧气，再用排空气法和排水法收集两瓶氧气
（2）实验操作。
用排水法在大集气瓶或锥形瓶中一次收集完氧气，在水面下用玻璃片盖住瓶口。把瓶子移出水面，用带长颈漏斗和导气管的双孔塞塞住瓶口。用一灌满水的小集气瓶向长颈漏斗口中加入一瓶水，同时用排水法在另一小集气瓶中收集一瓶氧气，使用完后再用向上排空气法收集另一瓶氧气。这样可以从容不迫地操作，不浪费氧气，又练习了两种收集氧气的方法，还可收到化难为易的效果。
四、分子运动实验的“绿色化”设计
新教材在第三单元课题2里安排了氨分子扩散的探究性实验。由于要将浓氨水倒入敞口小烧杯中，浓烈的刺激性气味会使学生不由自主地躲避该气味的刺激。此外，实验室常用的最小烧杯一般为50mL规格，要用1000mL大烧杯才能罩住两个50mL的小烧杯，购买1000mL大烧杯，需花费较大代价。
用代用品也能完成该探究性实验。
【方法1】
（图4）用废纸搓成小纸棍，其一端用酚酞试液润湿，粘上碎纸片，贴在一次性透明塑料水杯上的不同部位。另一小纸棍蘸浓氨水涂在外壁其中一块上，纸片变红以示氨水能使酚酞变红。然后将盛浓氨水的小试剂瓶塞取下，用塑料杯罩住小试剂瓶，观察现象。塑料水杯内壁各处粘有的碎纸片在1分时间内即可变红。盖上盛氨水的试剂瓶的瓶塞，供下一个班的学生使用。这样设计，既观察到明显现象，又将污染降到很小的程度，还节省了购仪器的经费。
图4 氨（或醋酸）分子的扩散
【方法2】
将方法1中浓氨水改换成食用醋精，将碎纸片改用pH试纸代替，也可收到异曲同工之效。食用醋精的气味扩散到教室内，还可起到杀灭病菌的作用。
五、质量守恒定律实验的“学科综合型”设计
多年来，教材里质量守恒定律的验证性实验所用的化学反应，其生成物均没有气体，这似乎是一个缺憾。为弥补这一缺憾，笔者设计了如下实验。
（1）实验装置（图5）。
图5 过氧化氢溶液遇二氧化锰分解出氧气使气球鼓圆产生浮力，白磷燃烧消耗氧气使气球变瘪浮力消失
取两支相同的具支试管，用乳胶管将其支管连接起来，当中夹上止水夹。在一支具支试管内注入少量5％过氧化氢溶液，试管口套上内盛少量二氧化锰粉末的小气球并用胶条二次密封。另一支具支试管内感1cm高的干燥河沙，在实验前放入一粒白磷。把挤瘪的小气球套在试管口上，用胶条二次密封。
（2）实验操作及现象。
将连接好的具支试管放在小试管架上，试管架放在天平上用砝码平衡。然后，取下试管架。将小气球内的二氧化锰抖落于具支试管内，迅速产生的氧气会使试管内气体的压强增大，将气球鼓圆。反应停止后，将试管架连同具支试管重新放到天平上，观察天平是否平衡。由于浮力的作用，天平已不能保持平衡。再次取下试管架，打开止水夹，用手挤瘪装氧气的气球后夹上止水夹。将盛装河沙、白磷的具支试管放在酒精灯火焰上微热。白磷在试管内会燃烧起来，冒出浓厚白烟，同时管口的气球迅速瘪了下来，燃烧停止后，冷却，将试管架连同具支试管一起再次放到天平上。此时，由于浮力的消失，天平会恢复平衡。
（3）实验操作注意事项。
为使气球能鼓起产生浮力，又能瘪下去使浮力消失，具支试管内过氧化氢溶液的量和浓度都不应过大，另外，还可在盛装过氧化氢溶液的试管及连接用的乳胶管内预先充满氧气，赶尽空气。
（4）实验现象解释。
根据质量守恒定律，反应前后质量不变。反应在密闭体系中进行，产生的氧气使试管内压强增大，将气球鼓起，排开了一部分空气，产生了与重力方向相反的浮力，使得天平不能保持平衡。参加反应的磷和氧气的质量总和，等于反应后生成的五氧化二磷的质量。反应在密闭体系中讲行，消耗了氧气，使具支试管内压强减小，气球瘪了下来，产生的浮力随即消失，天平恢复平衡。
本实验设计体现了物理、化学知识的融合。可供学生在学习质量守恒定律后，探究有气体生成的化学反应是否遵循质量守恒定律时使用。
六、一氧化碳燃烧产生二氧化碳实验的小改进
教材【实验6-6】验证一氧化碳燃烧产物时，用的是烧杯罩在火焰上方的方法，往往因杯壁附着的澄清石灰水太少，难以观察到澄清石灰水变浑浊的明显现象。对此，若做以下小改动，便可观察到澄清石灰水变浑浊的明显现象。
（1）实验装置（图6）。
图6 一氧化碳（或甲烷）燃烧有二氧化碳产生的验证
（2）实验操作。
在一锥形瓶内预盛适量澄清石灰水，在弯形导管口点燃一氧化碳，观察火焰颜色，然后将弯形导管伸到锥形瓶内，让一氧化碳在瓶内燃烧、几秒后停止送一氧化碳，轻轻振荡锥形瓶即可观察到澄清石灰水变浑浊的现象。
或在一烧杯内预盛适量澄清石灰水，在直形导管口点燃一氧化碳，观察火焰颜色后，将导管口朝下，火焰接近烧杯内澄清石灰水，然后轻轻振荡石灰水，也可观察到此现象。对甲烷燃烧产生二氧化碳的验证性实验，也可做类似改进。
七、燃烧条件实验的“安全、环保”型设计
作为探究性实验，白磷在热水下面通氧气燃烧的趣味实验，提供给学生进行操作，该设计有两个弊端：①污染大；②不安全。白磷燃烧时，其表面的水会暴沸，部分白磷会浮上水面燃烧，带来安全隐患，未燃的红磷也不易回收，故改用以下几种实验方式较好。
（1）实验装置（图7）。
图7（a） 红磷、白磷着火点比较
图7（b） 白磷燃烧需氧气支持
图7（c） 白磷燃烧需氧气支持
（2）实验操作。
①红磷、白磷着火点比较（图7（a））。将吸干水的白磷、红磷加入到短粗口径试管内，塞上橡皮塞。再将试管同时浸入热水里，让白磷在试管内安全地燃烧。红磷不会燃烧，且盛红磷的试管可以留待下一班学生做相同实验时使用。
②白磷的燃烧需要氧气的支持（图7（b）、图7（c））。在一短粗口径的试管内注入热水，加入一小粒白磷，再把试管放入盛热水的烧杯内。用实验室制二氧化碳的装置改作贮、排空气装置，导气管口对准试管内的白磷。在长颈漏斗口加水，通入空气，既可观察到白磷在热水下燃烧，又可控制白磷不致“乱跑”（图7（b））。也可将热水里的白磷用小漏斗罩住，通入空气，排尽漏斗内的水，让白磷在水下漏斗内安全地燃烧（图7（c））。
（3）剩余物的处理。
将白磷燃烧后的剩余物连同水一起倒在教师指定的容器内，用冷水洗试管、烧杯数次，洗涤废水也倒在教师指定的容器内。
以上七个实验的重新设计，能否符合课改方向，还要恭请各位专家、同行不吝赐教。