湖北省陽(yáng)新縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)五一學(xué)校(435205) 汪水芳

“空氣中氧氣的含量測(cè)定”選自人教版9年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第二單元“我們周圍的空氣”中的內(nèi)容。教材中從學(xué)生熟悉的空氣自然地過渡到氧氣等要學(xué)習(xí)的知識(shí)，使學(xué)生初步掌握科學(xué)探究的方法。學(xué)生對(duì)空氣有感性認(rèn)識(shí)，但缺乏實(shí)驗(yàn)定量分析。因此，筆者先通過自創(chuàng)的課前小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)原理，即容器中減少氣體的體積等于上升水的體積。然后通過對(duì)課本實(shí)驗(yàn)的剖析，與學(xué)生共同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。

1 實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入——便于理解實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

學(xué)生對(duì)于課本中“水為什么上升”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)理解不深，于是筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)課前實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生理解，同時(shí)對(duì)于后面的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有啟發(fā)作用。

課前實(shí)驗(yàn)：用注射器抽取密閉注射液瓶中的部分氣體，并記錄氣體體積，然后把注射液瓶倒扣在水中，水面上升，將注射液瓶中的水倒入量筒中讀出體積，將兩次體積進(jìn)行比較。

2 剖析經(jīng)典——直擊現(xiàn)實(shí)困惑

根據(jù)拉瓦錫實(shí)驗(yàn)，人們?cè)O(shè)計(jì)出了一套經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)裝置圖，教師播放實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。當(dāng)學(xué)生要求教師安排實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者話鋒一轉(zhuǎn)，開始剖析：①紅磷在瓶外引燃易產(chǎn)生大量的有毒物質(zhì)(污染大)；②燃燒匙伸入集氣瓶中需要時(shí)間，瓶?jī)?nèi)空氣不可避免地外漏，增大了實(shí)驗(yàn)的誤差；③集氣瓶上的刻度是貼上去的，數(shù)據(jù)不精確、不可靠；④彈簧夾太松易漏氣，夾太緊又很費(fèi)力；⑤玻璃管內(nèi)需注滿水；⑥橡膠塞打孔難，耗時(shí)又費(fèi)力。正當(dāng)學(xué)生疑惑不解之時(shí)，筆者展示出改裝實(shí)驗(yàn)裝置圖(見圖1)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)比分析。學(xué)生發(fā)現(xiàn)這3套裝置都解決了實(shí)驗(yàn)中的污染問題，但是第1套裝置中的太陽(yáng)光在實(shí)驗(yàn)室中難以保證，第2套裝置中空氣的總體積難以準(zhǔn)確測(cè)量，第3套裝置中玻璃管上的刻度不好劃定。

圖1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置圖

3 交流探討——共同創(chuàng)新設(shè)計(jì)

教師與學(xué)生通過探究設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)裝置(見圖2)，制作過程：剪去輸液管中的一半，將它與注射器的針筒相連，把輸液管上的針頭直接插入橡膠塞，連通好試管，固定在鐵架臺(tái)上。這套裝置相比于課本的裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：①針筒上的刻度比燒杯上的刻度要清晰準(zhǔn)確；②輸液管比橡膠管經(jīng)久耐用；③調(diào)節(jié)閥比止水夾更靈活；④直接用輸液管上的針頭，避免了打孔的麻煩；⑤用大試管代替集氣瓶，可以直接加熱試管，不用在空氣中點(diǎn)燃紅磷。

圖2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置圖

實(shí)驗(yàn)操作過程：將硫酸銅溶液注入針筒內(nèi)(為了更好地吸收生成的五氧化二磷和殘留的白磷)，推動(dòng)注射器活塞使輸液管內(nèi)注滿液體，固定在鐵架臺(tái)上。試管中裝入適宜白磷，塞上塞子，用酒精燈給試管加熱，試管內(nèi)的白磷很快燃燒起來。待試管冷卻后，打開調(diào)節(jié)閥，可以看到液體像噴泉似地涌入試管中，針筒內(nèi)的液面不斷下降。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束，對(duì)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總，發(fā)現(xiàn)有一組學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在異常，經(jīng)組長(zhǎng)反映，原來是該組學(xué)生還沒等試管冷卻就迫不及待的打開調(diào)節(jié)閥導(dǎo)致的。最后，經(jīng)過學(xué)生歸納總結(jié)得出結(jié)論：氧氣體積約占空氣體積的1/5。