陳迪妹 徐雯 成佳峰 王路怡

摘 要：文章以“測定空氣中氧氣的含量”為例，在生活化學(xué)課程的理念下，通過創(chuàng)新實驗?zāi)Ｊ剑O(shè)計出利用暖寶寶原理測定空氣中氧氣含量的拓展性實驗，使學(xué)生充分認(rèn)識到化學(xué)源于生活，以進(jìn)一步將所學(xué)知識應(yīng)用于生活，解決實際問題。

關(guān)鍵詞：生活化課程理念;創(chuàng)新實驗;化學(xué)教學(xué);暖寶寶原理

中圖分類號：G642;G633.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2019）13-0079-01

“從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會”是化學(xué)新課程改革的基本理念，它要求學(xué)生從已有的經(jīng)驗和社會生活實際出發(fā)，認(rèn)識化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會問題，以培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、參與意識和決策能力。化學(xué)與生活有著廣泛而密切的聯(lián)系，教師在運用教材時，要貼近學(xué)生的生活，充分體現(xiàn)出“生活即化學(xué)，化學(xué)即生活”的理念。

“空氣中氧氣含量的測定”是研究空氣組成的一個重要探究性實驗，這個實驗對于認(rèn)識空氣的組成起著重要作用，同時也為下一節(jié)“氧氣的性質(zhì)”的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。對比分析浙教版化學(xué)八年級教材中的相關(guān)實驗設(shè)計，筆者設(shè)計出利用暖寶寶的原理測定空氣中氧氣含量的拓展性實驗。通過對該實驗的探究設(shè)計、基本操作、觀察分析，讓學(xué)生掌握測定空氣中氧氣含量的方法，初步形成基本的化學(xué)實驗技能，并且培養(yǎng)學(xué)生觀察分析、勇于創(chuàng)新、勤于思考的能力。以下為“利用暖寶寶的原理測定空氣中氧氣含量”內(nèi)容的教學(xué)實錄。

一、創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑導(dǎo)入

設(shè)計意圖：對利用紅磷的燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗提出改進(jìn)方案，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新、敢于質(zhì)疑、勤于思考的能力。

教師：我們學(xué)習(xí)了通過紅磷的燃燒實驗測定空氣中氧氣的含量，大家試著分析一下該實驗有何不足？學(xué)生：該實驗存在幾點不足。（1）紅磷燃燒后塞緊瓶塞存在時間差，使部分空氣受熱膨脹排出集氣瓶，導(dǎo)致實驗結(jié)果有偏差。（2）紅磷燃燒生成的五氧化二磷有毒，如果裝置的氣密性不好，會對身體健康造成一定危害。（3）實驗前要先將集氣瓶體積五等分，既麻煩又不準(zhǔn)確。（4）紅磷燃燒后要先冷卻到室溫再進(jìn)行后面的步驟，實驗步驟不連貫，同時由于時間較長，裝置氣密性對實驗結(jié)果影響較大。（5）該實驗的誤差原因較多，在進(jìn)行誤差分析時感到比較困難。（6）該實驗較為復(fù)雜，難以在課堂中現(xiàn)場演示。（以上內(nèi)容，學(xué)生只要能提出兩三點即可，由教師進(jìn)行總結(jié)）

教師：那么我們可以如何改進(jìn)該實驗?zāi)兀?h3>二、實驗探究，構(gòu)建新知

設(shè)計意圖：通過引入暖寶寶，讓學(xué)生體會到“從生活走進(jìn)化學(xué)”的理念;通過對資料卡的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生閱讀資料、自主學(xué)習(xí)的能力;通過小組合作討論探究實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生實驗探究的科學(xué)思維能力和團(tuán)隊合作能力。

教師：同學(xué)們有沒有用過暖寶寶？有同學(xué)對其原理有所了解嗎？

投影：暖寶寶的反應(yīng)原理為利用原電池加快反應(yīng)速度，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。暖寶寶的?nèi)部材料主要為鐵粉、活性炭、蛭石、水、鹽等。正常情況下鐵粉氧化是比較緩慢的，熱量無法積累，在活性炭粉的作用下，鐵粉和空氣接觸面積增大，產(chǎn)生大量的熱量。

教師：根據(jù)這個知識點，我們可以如何設(shè)計實驗?zāi)?？請小組進(jìn)行討論。（學(xué)生積極思考與討論，探究實驗方案）

教師：取兩個錐形瓶，一個錐形瓶中加入大量的鐵粉和少量的活性炭粉，再加入少量的飽和NaCl溶液，大致配制出暖寶寶的化學(xué)材料。那么，通過反應(yīng)，空氣中的氧氣含量減少，我們可以通過什么方法體現(xiàn)出氧氣的減少量呢？

學(xué)生：利用大氣壓使水倒吸。

投影展示具體實驗方案。

實驗儀器：錐形瓶、燒杯、止水夾、橡膠管、玻璃彎管、橡膠塞、玻璃棒、藥匙。

實驗藥品：鐵粉、活性炭粉、飽和NaCl溶液。

實驗步驟：1）在燒杯中加入適量的鐵粉和少量的活性炭粉，再加入少量的飽和NaCl溶液，用玻璃棒攪拌均勻，這時會感覺到放出大量的熱。2）用藥匙將上述得到的粘稠固體加入錐形瓶A中，塞緊橡膠塞，同時橡膠塞上連有玻璃彎管，用止水夾夾緊，彎管的另一端伸入裝有水的燒杯中。3）取另一相同規(guī)格的錐形瓶B，加入適量的水與錐形瓶A中的橡皮塞下端相平齊，測量水的體積V1。計算出錐形瓶中大致的氧氣含量為V2=0.2V1。在錐形瓶B中加入體積為V2的水。將實驗裝置靜置2小時，使之充分反應(yīng)。4）打開止水夾，燒杯中的水被大氣壓壓入錐形瓶中。待沒有水再滴入錐形瓶后，將錐形瓶A與錐形瓶B放在一起進(jìn)行對照，發(fā)現(xiàn)兩瓶中的水量大致平齊，這證明氧氣的含量約占空氣總體積的1/5。

實驗注意事項：1）實驗藥品的比例要控制適當(dāng)。2）需要較長時間靜置。在上課過程中，教師可以先完成實驗步驟1-3，在課堂展示的時候只用展示步驟4。

三、反思總結(jié)，知識升華

設(shè)計意圖：通過實驗分析，讓學(xué)生體會到“從化學(xué)走向社會”的理念。反思、歸納、改進(jìn)實驗，對實驗優(yōu)、缺點進(jìn)行分析，形成不斷探索、不斷質(zhì)疑、不斷改進(jìn)的科學(xué)思想。同時，拓寬學(xué)生的知識視野，關(guān)注暖寶寶使用安全。

教師：本實驗設(shè)計為驗證性實驗，在已學(xué)習(xí)過的氧氣含量約占空氣總體積的1/5的基礎(chǔ)上進(jìn)行驗證。請同學(xué)們分析該實驗的優(yōu)缺點。

學(xué)生：優(yōu)點。1）該實驗方便、簡單、易操作，無毒、無污染。2）巧用暖寶寶的原理，了解到化學(xué)在生活中的有效應(yīng)用，提高對化學(xué)的興趣。3）實驗結(jié)果可以直觀證明氧氣的含量約占空氣總體積的1/5。缺點。1）裝置的密閉性要好，否則實驗誤差較大。2）該實驗結(jié)果顯示錐形瓶A中的液面要略高于錐形瓶B，因為錐形瓶A中還含有固體藥品。雖然看似體積較大，但是固體之間存在的間隙也較大，間隙大也有利于與氧氣的反應(yīng)。該反應(yīng)只用于粗略測定空氣中氧氣的含量。

教師：同學(xué)們看過有些人使用暖寶寶受傷的新聞嗎？

案例分析（投影）：家住澧浦鎮(zhèn)山南村的趙奶奶，因為上了年紀(jì)，一到冬天就會腰腿痛。前幾天，貼心的孫女給她買來了一包暖寶寶，告訴她腰痛時貼上會舒服些。隔天，趙奶奶就用了暖寶寶，她以為這就是普通的膏藥，便直接貼在了后腰上，不料，當(dāng)趙奶奶第二天早上取下時，皮膚隨之脫落，上面還有水泡，疼痛不已的她趕忙到澧浦衛(wèi)生院就診。

教師：像趙奶奶這樣的情況被稱作低溫燙傷。它是指雖然基礎(chǔ)溫度不高，但皮膚長時間接觸高于體溫的低熱物體而造成的燙傷，它和高溫引起的燙傷不同，創(chuàng)面疼痛感不十分明顯，僅在皮膚上出現(xiàn)紅腫、水泡、脫皮或者發(fā)白，如果處理不及時，就會發(fā)生潰爛，長時間無法愈合。

使用注意事項（投影）：使用暖寶寶切忌與皮膚直接接觸和長時間使用，雖然它的熱源溫度低，但長時間使用也會造成低溫燙傷。兒童使用時，尤其需要注意。當(dāng)暖寶寶發(fā)熱后，它在局部產(chǎn)生的熱量將通過熱傳導(dǎo)的方式傳遞給相應(yīng)位置的肌膚、血液，再通過血液循環(huán)流動，將熱量傳遞到身體各部位。這也是為什么要求血液循環(huán)不暢的人群勿使用暖寶寶，因為不暢通的血液循環(huán)難以將局部的熱量傳遞出去，會導(dǎo)致局部過熱。而孕婦則不宜在腹部使用暖寶寶，因為局部過熱會引起子宮收縮，影響胎位。同時，由于通過外部手段產(chǎn)生的熱量滿足了人體維持熱平衡所需的熱量，人體自身的產(chǎn)熱行為將適當(dāng)降低，故而長期使用暖寶寶會降低人體自身的熱平衡調(diào)節(jié)能力，可能會導(dǎo)致人體免疫能力下降等不良后果。

綜上所述，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中教師要將生活、化學(xué)、社會有機(jī)地結(jié)合起來，貫穿教學(xué)過程的始終，體現(xiàn)“從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會”的思想。化學(xué)源于生活，要引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題，探究問題，使學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并將所學(xué)知識應(yīng)用于社會發(fā)展上，解決實際問題，使學(xué)有所得，學(xué)有所用。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2017.

[2]王優(yōu)媛，陳迪妹.創(chuàng)新微型噴泉實驗在化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].成才之路，2016（11）.