初三化学教师实验操作比赛中引发的思考与建议

来源 :广东教学报·教育综合 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a372092
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】本文通过十五位初三化学教师参加的实验操作比赛中出现的问题进行探讨,并结合比赛选手的表现提出一些今后教学的建议,以提高这个实验的教学效果。
  【关键词】教师;实验操作比赛;问题;探讨
  2020年底,有幸成为初三化学教师实验操作比赛的评委,评比的内容是《测定空气里氧气的含量》,要求比赛教师用说课等形式在12分钟内一边做实验一边分析实验,得出空气里氧气含量的结论。参加比赛的选手大部分是青年教师,也有经验丰富的中年教师。仪器药品由比赛地点学校提供,参赛选手抽签确定比赛序号后,按序号提前组装仪器,然后进行比赛。对于初三化学教师来说,《测定空气里氧气的含量》是比较简单的实验,参赛老师己经进行了相关内容的教学设计比赛,有心理准备,应该说是一次比较轻松的比赛。但比赛的结果却让人大跌眼镜,实验的成功率不到30%,大部分的选手没有做到集气瓶内水面上升到约1/5处,无法通过现象得出氧气占空气体积的1/5的结论。经粗略统计:成功实验约3至4人,水面上升超过1/5的约1人,有2位老师因为紧张忘记关闭弹簧夹造成失败,另有1位老师因把时间浪费在如何把集气瓶水面上的空间进行五等分导致没有时间做实验外,另有7人的实验水面上升远远少于1/5,或者说几乎没有水流进烧杯。实验失败的原因是什么呢?这个问题引起了我的极大兴趣,作为初三化学的任课教师,因为紧张少数人出现失误是可以理解的,但大面积的实验失败肯定是存在问题的。我认真观察选手们的实验操作和归还的实验装置与药品,并与选手简单交流,检查使用过的仪器装置的气密性,发现几个问题值得探讨,下面逐一进行叙述。
  一、水面上升距离1/5还有较大差距的问题
  1.根据教辅资料和多年经验,《测定空气里氧气的含量》有许多影响因素,如:导管中还滞留有水、集气瓶中的氧气没有完全消耗、点燃的红磷伸入集气瓶时造成气体膨胀逸出,这些因素在本实验中互相制约,互相抵消影响后水面能上升到约为1/5处。因此,按课本的要求进行实验,只要不出现诸如:红磷量不足、装置漏气、集气瓶未冷却到室温就打开弹簧夹等错误操作,水面上升约占空气体积的1/5是没有问题的。较多的选手出现水面上升离1/5还有较大差距,这是什么原因呢?通过观察选手们的操作,红磷的量都取得非常多,一般都是盖满燃烧匙,实验结束后红磷还有大量剩余,因此,红磷的用量不是失败的原因。集气瓶未冷却到室温就打开弹簧夹这一现象确实出现在少数选手身上,因为时间只有12分钟,做实验前铺垫过多,就会造成时间紧张,听到结束提示音后,提前打开弹簧夹,导致流入的水过少,但后续没有观察到烧杯中的水继续流入集气瓶这一现象。归根到底实验失败的主要原因还是气密性不好,造成红磷燃烧后空气进入瓶内,使瓶内压强接近大气压,烧杯中的水不能流入集气瓶。比赛前选手要准备仪器装置,应该会预先检查气密性,那么问题究竟出在哪里?我把比赛过程中观察到的一些较为反常的现象联系起来分析:
  反常现象1:一位男选手在橡皮塞和导管、燃烧匙的连接处用湿纸巾包住,解释说是防止装置漏气,从教几十年,第一次见到这样的操作,以为是橡胶塞上的孔太大,玻璃管和橡胶塞之间有松动,造成气密性不好。
  反常现象2:比赛期间天气严寒,气温100C以下。比赛的选手介绍说,由于天气比较寒冷,手比较凉,须用热毛巾来做气密性检查。根据我的经验,冬天做气密性检查用手捂集气瓶的效果是非常明显的。用热毛巾捂和用酒精灯微热是在夏天气温高的时候的做法,因为手表面的温度与空气的温度相差不大。用热毛巾捂,能使气体迅速膨胀而产生气泡,对于轻微漏气是检测不出来的。后面陆陆续续还有六七位选手这样操作,但气密性检查还是不理想,有两三位选手甚至没做气密性检查,这是出现问题的节奏啊。
  反常现象3:选手做过实验的橡胶塞上与集气瓶口接触的地方都有损坏,是一条深深的划痕,并出现少量橡皮脱落现象。我们知道,集气瓶口里面是光滑的,便于与橡胶塞紧密贴合,光滑面是不可能造成橡胶塞损坏的。
  根据以上三种反常现象,可以得出实验失败的原因就是气密性不好造成的。气密性不好的原因是集气瓶的质量问题造成的,集气瓶口有向内突出的边锋造成瓶塞损坏而漏气。比赛地点学校提供的仪器中,300mL的集气瓶有两种,大部分是新的集气瓶,瓶口处有向内突出的边锋,用手摸能够明显感觉得到。选手们做过实验后橡皮塞都出现了表皮损坏,就是瓶口突出的边锋造成的;另一种是旧集气瓶,发现不多,其中一个是比赛选手从外校带来。旧集气瓶瓶口内表面光滑平整,用过的橡胶塞表面没有损坏,检查气密性时没有使用热毛巾,并且有非常明显的气泡。橡胶塞都是9号塞,稍大一点,使用时只有少量橡胶塞能塞进集气瓶,大部分橡胶塞暴露在瓶外,当时选手们做实验时,把燃烧匙伸入集气瓶中时都是用力向下压,因为准备阶段橡胶塞就被新集气瓶口内突出的边锋损坏,向下压没有让橡胶塞与突出的边锋嵌合紧密,导致漏气。
  因此,教师平时演示红磷燃烧测量空气中氧气含量的实验要注意以下几点:
  1.导管和燃烧匙与橡胶塞之间如果松动确实会出现漏气现象,解决方法是涂抹凡士林进行密封,在橡胶塞上包湿纸巾的操作不适合科学实验,只能当作应急处理。
  2.橡胶塞与集气瓶之间出现漏气是因为嵌合不好,注意要找瓶口標准的集气瓶,橡胶塞不要使用老化的橡胶塞,刚塞进集气瓶时要旋紧,防止气体受热膨胀使橡胶塞弹出。
  3.大多数选手把燃烧匙伸入集气瓶时都用力压橡胶塞,实际上橡胶塞伸入集气瓶后最好是旋紧,能更好的防止气体膨胀时造成瓶塞松脱漏气。包括橡胶塞塞入试管制取氧气的实验,塞入橡胶塞后也是旋紧,而不是压紧。曾经到一些学校调研,许多学生用试管装药品后拼命压橡胶塞而不是采用旋紧的方法,真担心压裂试管口,造成手部受伤。
  二、水面上升超过1/5的问题
  最后一位选手没有使用比赛地点学校提供的实验仪器,用自带的仪器装置做红磷燃烧测量空气中氧气含量的实验,检查气密性和操作都非常顺利,并且还预先在导管中充满水,防止水滞留在导管中。但打开弹簧夹却发现水面上升超过1/5,约为1.5/5,比赛选手还分析了超过1/5的原因是:①燃烧匙伸入集气瓶时弹簧夹未夹紧橡胶管,造成气体通过橡胶管逸出,②燃烧匙伸入集气瓶过慢,造成瓶内空气逸出,因此有较多的水流进集气瓶。但比赛选手的导管预先充满水并夹紧弹簧夹,还把导管口浸入水中,未发现有气泡逸出;比赛选手操作实验还是比较迅速的,伸入速度慢也不是主要原因,哪么,原因是什么?   我用最后一位选手自带的装置进行反复实验发现,在做好把燃烧的红磷迅速伸入集气瓶和弹簧夹夹紧橡胶管这两个问题外,集气瓶中水面上升超过1/5的原因还有:(1)红磷用量过多,燃烧剧烈造成集气瓶内的空气迅速膨胀逸出,造成水面上升超过课本的预设。(2)如果点燃红磷前让导管充满水,集气瓶内的水面上升也会超过课本的预设。如果两种原因兼有,则水面会上升更多。因此,做演示实验,红磷的量要尽可能少,导管中也不要注入水,水面上升就是课本要求的约1/5。
  事实上,红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验本身就有很多缺陷,如点燃后伸入集气瓶,造成气体膨胀溢出;红磷在氧气浓度较低时就会熄灭,不可能把集气瓶中的氧气消耗完;烧杯中的水流入集气瓶时滞流在导管中,等等。这些因素相互制约,相互抵消,因此水面上升约为1/5。如果人为在导管中预先充水或改用激光在瓶外照射点燃瓶内的红磷等方法,必然会造成进入的水量出现问题,因此,用红磷测定空气中氧气含量的实验,无须过于深入的探讨和考查。
  三、红磷的用量问题
  红磷用量过多会造成实验出现误差,那么红磷的用量究竟多少才合适呢?比赛选手使用的集气瓶体积约为300ml,先加入50mL水,水面上的部分再进行五等分。因此空气的体积为250mL,计算如下:
  1.氧气体积为:250mL×21%=52.5mL;
  2.氧气质量为:52.5mL×1.429g/L=0.075g;
  3.需要红磷的质量为:
  124×0.075g÷160=0.058g。
  我们知道学生用的托盘天平只能称准到0.1g,也就是说,做这个实验只需要一点点红磷即可,可用小匙取用。大部分的选手取用红磷基本上是盖满燃烧匙,反应后剩余大量未燃烧的红磷,造成了较大浪费,不符合科学实验的原则。取用少量的红磷进行实验也可以防止大量红磷剧烈燃烧造成空气快速膨胀逸出而出现水面上升超过1/5。
  实验学校提供的红磷表面有水,是因为红磷会发生缓慢氧化生成五氧化二磷,五氧化二磷是超强的吸水剂,吸水后形成液体,因此红磷比较潮湿,实验前最好用滤纸吸水,如果不吸水则需用酒精灯加热使水分蒸发后才能燃烧,因此,取用含水的红磷用量要稍多一点。
  四、红磷燃烧测定空气中氧气含量的说课问题
  十五位老师说课,每个人都有自己的特色,特别是出现实验失利的情况下,更能体现比赛选手的应变能力。当然,对于比赛的选手来说却是另外一番心情,谁希望比赛中实验操作失败了呢?好吧,十五人加起来就有十五人的智慧,结合自己的经验,归纳如下较好的说课方式:
  1.用红磷取代汞测定空气中氧气的含量
  拉瓦锡用加热汞和氧气生成氧化汞粉末,造成瓶内气体压强减少,汞槽中的汞上升约1/5,证明空气中氧气的体积约为1/5。因为加热汞的实验用时十二天,时间太长,汞蒸气又有毒,我们可用什么药品来代替汞呢?可用红磷代替汞,与氧气反应生成白色固体五氧化二磷,来测定空气中氧气的含量。
  2.通过红磷与氧气反应确定装置
  用红磷燃烧测定氧气的含量我们需要使用什么仪器呢?需要集气瓶来装氧气,需要用燃烧匙盛红磷在集气瓶中燃烧,消耗氧气后需要通过水面上升来观察氧气的含量,因此需要酒精灯点燃红磷,需要导管引流水,需要烧杯盛水等。
  3.通过实验的注意事项确定操作步骤
  (1)检查气密性;(因为有气体参加,为防止装置漏气,因此反应前需检查气密性)
  (2)取用足量的红磷;(因为需用红磷消耗瓶内的氧气,因此红磷的量要足量)
  (3)点燃红磷后要迅速伸入集气瓶;(为了防止伸入燃烧的红磷时造成集气瓶内空气膨胀逸出,因此需要迅速伸入集气瓶,并且在伸入前还要防止气体从导管逸出,要用弹簧夹夹紧橡胶管,导管也要放入水中,以观察是否有气泡逸出)
  (4)待集气瓶冷却再打开弹簧夹;(因为热胀冷缩,集气瓶未冷却到室温,瓶内的空气仍然膨胀,造成水缓慢流入,无法准确测量氧气的体积)
  4.水面上升约1/5,说明空气中的氧气约占空气体积的1/5。(可用画图的方式表示,在集气瓶内画出4个氮气分子,画出1个氧气分子,因为氧分子变成固体五氧化二磷,因此烧杯中的水流入集气瓶中,取代了氧气)
  如果时间允许,还可以根据注意事项如:检查气密性、红磷要过量、装置要冷却到室温来得出水面上升距离1/5有较大差距的原因。燃烧的红磷要迅速伸入集气瓶及伸入前要夹紧橡胶管来防止水面上升超过1/5,只要在操作步骤里找即可。
  虽然教师实验操作比赛因装置气密性的原因造成了许多不可控因素,但这也是竞赛的一部分,突发事件也能展示一位教师的应变能力。毕竟平时的教学中就有许多突发因素,能及时找出原因并纠正对于学生的学习也是有帮助的。这次实验比赛发现一个非常好的现象,就是近年步入教师行列的年轻人,说课思路非常清晰,本次实验说课的方法总结就来自于他们,看来年轻一代的能力是比较强的,教育事业有人接班才是这次比赛的最大的收获。
  【参考文献】
  [1]九年制义务教育教科书上册.人民教育出版社
  [2]義务教育教科书教师教学用书上册.人民教育出版社
  [3]教材解读.人民教育出版社教学资源编缉室
其他文献
【摘要】英语单元整体设计是一个全新的、优化的课堂教学尝试,它是以现代学习理论和现代“整体教学”思想为依据,展开对一个单元内的语音、词汇、词法、句法、语篇等的整体设计。目前,PEP小学英语教材,每个单元就是一个主题,都或多或少地渗透着文化意识,但是,不是每个课时都有文化要素。作为一线教师,可以尝试把英语教材里的每个单元内容作为一个整体来设计,每个单元挖掘一个文化要素,再分布到不同的课型中进行文化对比
【摘要】德育是现代教育非常重要的组成部分,德育与素质教育同等重要。德育不仅是小学生全面发展的基本要求,更是学生成为社会人才的重要途径。尤其是对于小学生来说,德育更是重中之重。对于年龄偏小,认知能力还不成熟的小学生来说,德育有助于帮助小学生塑造健康积极的三观。本文正是基于此浅谈小学生德育工作,从小学班主任的德育工作出发,研究小学德育工作的发展策略,旨在为小学德育事业添砖加瓦,助力小学德育工作的发展,
本报综合消息 3月15日下午,省委教育工委、省教育厅召开2021年第一轮巡察工作动员部署会。省委教育工委书记,省教育厅党组书记、厅长景李虎到会作动员讲话。省委教育工委副书记、省教育厅党组副书记李大胜宣布本轮巡察组长授权任职及任务分工。省教育厅党组成员、副厅长、一级巡视员朱超华参加会议。省教育厅党组成员、省纪委监委驻省教育厅纪检监察组组长黄建固作指导讲话。会议由省教育厅二级巡视员朱俊文主持,委厅巡察
本报综合报道 为全面贯彻党的教育方针和新时代军事战略方针,深入落实立德树人根本任务和强军目标要求,持续推进军事课教学改革,进一步提高军事课教学质量,教育部办公厅近日印发通知,决定2021年度继续举办军事课教学展示活动。  活动将以《普通高等学校军事课教学大纲》和《高中阶段学校学生军事训练教学大纲》为根本遵循,区分军事理论教学和军事技能训练,区分高等学校和高中階段学校,集中组织实施。其中,军事理论
【摘要】随着素质教育不断推进,德育的价值逐渐凸显出来,成为一项重要的育人工作。在小学音乐德育中开展粤剧文化教育,实现文化传承与创新的同时,还能进一步落实立德树人任务。对此,让粤剧进入校园,对学生进行功底训练,开展各项比赛,同时利用粤剧创造学校特色,将粤剧融入课程中,创造良好社会氛围,并拓宽视野,提升学生积极性,激发学生民族自豪感,成为高素质、全面发展的人才。  【关键词】粤剧文化进校园;小学音乐;
【摘要】良好的师生互动环节不仅促进了学生课堂参与的主动性,同时促进了学生表达能力,思维能力和创造能力的发展,让学生产生浓厚的数学学习兴趣,对于提升数学学习效果和学生的综合发展有着很好的推动作用,为此,笔者在理论联系实际原则下,以所在学校的初中数学中考复习课为例,就如何将双向互动教学模式有效的推广、应用做了如下分析,希望能够为一线的初中九年级数学教师教学实践活动的展开给予有效的帮助和参考。  【关键
【摘要】英语在小学阶段是一门重要的课程之一,为了让学生能够从小打好英语的基础,提高英语阅读能力尤为重要。合作学习作为新课改的重要学习方法之一,不仅能够提高学生个人的阅读水平,还能提高班级整体的英语综合素养。在英语课堂学习中,合理地划分学习小组,针对性地设计教学计划,丰富课堂活动,充分发挥小组学习的优点,让每个学生能够最大程度地参与到课堂学习中。  【关键词】合作学习;小学英语;策略  提高英语阅读
【摘要】在数学学习中,有些学生犯错误是因为他们读题时不理解问题。由此可见,阅读能力在数学学习中的重要性。通过培养小学高年段学生的数学阅读能力,可以更有效地提取数学信息,增强对数学素材的理解,高效解决数学问题。同时,数学阅读能力的培养扩大了学生数学阅读的范围,有助于学生认识数学的价值,增强学习数学的激情。针对小学高年段小学生数学阅读能力培养中存在的问题,构建了以数学阅读能力培养为目标的教学策略。这些
【摘要】作为基础必修课的视唱练耳课程,对音乐听觉的培养以及音乐语汇的积累其中至关重要的作用,对音乐人才的培养有着重要的作用。节奏是步入音乐大门的重要一步,节奏能增强学生对音乐的速度感和节奏感,强化视觉、听觉与记忆的联系,对于视唱练耳课程的学习有很大的帮助。本文主要介绍了视唱练耳课程的特点,并分析研究了视唱练耳教学中节奏训练的现状,针对其存在的问题提出了合理化建议,为视唱练耳课程的发展以及音乐人才的
【摘要】2014年3月,教育部印发的《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》文件中,提出了“核心素养”的概念,为现在的课程改革提供了理论依据,小学数学教师要全面解读核心素养的概念及内涵,并将这新理念渗透到教学实践中,采用多样化的教学方法,较好地提高小学数学课堂教学的有效性。  【关键词】小学数学;核心素养;课堂教学  核心素养能力就是在教学过程中培养学生终身学习的意识,以适应社会发展的