领略“注射器”的神奇魅力——以“粗略测定空气中氧气含量”为例

王晨敏

（江苏省如皋市外国语学校江苏如皋226500）

领略“注射器”的神奇魅力
——以“粗略测定空气中氧气含量”为例

王晨敏

（江苏省如皋市外国语学校江苏如皋226500）

一、教学背景及目标分析

人教版化学新教材中关于空气中氧气含量的测定是利用红磷燃烧消耗密闭集气瓶内空气中氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为氧气减少的体积。对此教学，在我工作的十多年里，我一直把它处理成演示实验，设计成空气这一课题的教学环节之一，耗时约20分钟，引导学生用已有知识分析原理，介绍实验装置，观察实验，准确描述实验现象，实验误差分析等。老师自我感觉分析得很全面，其实不少学生只是看热闹，却悟不出本质，更不会对误差分析进行反思。

前不久，我们通过“江苏教学新时空”的网络平台，目睹了江苏省初中化学课堂教学比武的现场，领略了课堂教学设计的新视角，“专题实验的课题化”，如：测定空气中氧气含量。整个课堂师生互动，生生互动，在一次次的思维碰撞中，老师演示实验和学生分组实验的自然交替，知识和能力的形成不言而喻。那一刻，我坚定信念，亡羊补牢，设计方案补做学生实验。但是如果照搬课本实验，在橡皮塞上打孔插入燃烧匙必须保证不漏气（经常进行蜡封处理）、使用红磷的量大、时间长、燃烧产生的白烟会污染空气等缺点。如何既回避上述方案的不足，又能激发学生大胆地、积极地参与到实验中来，笔者根据注射器的特点，一方面明确实验目的，理解反应原理。另一方面设计了容器先密闭、白磷后燃烧的方式，增强了实验的探究性、趣味性、安全性，体现了绿色化、微型化的思想理念。

二、教学重点和难点

重点：1.设计实验装置，按正确的实验步骤进行实验、观察实验现象。

2.初步认识定量化学实验的研究方法。

难点：实验原理及实验结果误差分析。

三、实验用品

白磷、水（热水和冷水）、50mL注射器（各小组自备）、2个250mL的烧杯、胶头滴管、水槽、小金属片、

实验装置如图所示。

四、教学过程

片段一：设置原理铺垫——胶头滴管吸水

［学生实验］用胶头滴管吸液（分析原理，比较组内吸液效果并讨论交流）

［学生交流汇报］生1：挤压胶帽，赶走胶帽中的空气，内部压强减小，大气压把水压入滴管中。

生2：挤出的空气多，进入的水也就多。生3：胶帽周围不能漏气，否则无效。

［教师实验再启发］一只空集气瓶倒扣在盛有水的水槽中，将接有一根橡皮管的注射器伸入瓶中抽气，观察现象。

（学生会一目了然地看出液面上升，并且液面上升的体积等于抽取气体的体积。）

设计意图：通过简单实验，观察、对比、总结，对本实验进行有效迁移。

片段二：寻找原理——红磷燃烧

［教师提问］我们如何把一定量空气里的氧气赶出来，水进去呢？

生：小动物在里面呼吸需要氧气、蜡烛燃烧需要氧气……

此时，借于学生的知识还不完善，虽然确定了大方向，即要找消耗氧气的反应，但不知它们的生成物是什么，状态如何？为此提供了一些参考资料，如：蜡烛、红磷、木炭的反应文字表达式，注明反应物和生成物的状态。（学生思考、讨论、交流汇报）

设计意图：该环节是本课题的难点，如果直接告知，根本不符合学生的认识规律，通过对不同原理的思考分析、讨论对比，确立本实验应用红磷燃烧的原理。

片段三：学生实验收集证据

［学生实验］在50mL注射器底部放一圆形金属片，金属片放一颗绿豆大的白磷，抽入40mL空气，用橡皮塞堵住注射器管口，放入烧杯内的热水中，约30s后白磷燃烧，产生白烟，活塞迅速向外移至约50mL刻度处。白磷燃烧完毕，用手顶住注射器的出口，从热水中取出注射器放入室温下的冷水中，观察现象。

［引导思考］（1）所用红磷是多点好还是少点好？

（2）反应结束后，什么时候读取注射器上的数值？

设计意图：借助注射器，操作简单，现象明显，有毒物质零排放，安全环保。设置小问题，化解“实验过程中红磷必须过量”这一难点。也保证在充分理解实验原理的基础上实现有效性实验。

片段四：抓住时机拓展延伸

［问题］（1）哪些原因会导致本实验的测定结果小于1/5？

（2）剩余4/5的气体主要是什么？通过本实验可得出它具有哪些性质？

设计意图：对误差问题进行分析是科学探究的重要环节。对比分析也是科学探究的重要方法。

五、教学反思

笔者认为虽然初三面临时间紧、任务重等诸多问题，但“挤”点时间，尽可能地选择实施一些必要的演示实验和学生实验还是相当重要的。本节课从布置学生课后自备注射器那一刻开始，学生对这种亲自参与实验活动，把实验作为提出问题、探索问题、解决问题的实践活动表现出强烈的探究欲，同时教师必须创设情境化繁为简，让学生易于思考、乐于思考、引导学生主动发现、积极探索、实践体验、解决问题，达到深层次理解科学探究的过程，促进了学生知识的内化与自主建构，真正落实化学课程中的科学探究目标。

1008-0546（2013）06-0093-01

G633.8

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10.3969/j.issn.1008-0546.2013.06.042