浅谈“测定空气中氧气含量”的实验

李成伟

摘 要：实验是科学知识的来源。为了提高学生的科学素养，促进学生全面发展，学校要积极开展实验教学。学生通过观察、实验、制作等活动可以探究科学。教师是实施素质教育、培养学生创新精神和实践能力的第一责任人，教师教学的创新直接影响素质教育的推进和学生创新精神培养的成败。本文就“测定空气中氧气含量”实验，结合笔者的教学经验，阐述几点认识。

关键词：原型实验；实验不足；实验改进

一、原型实验及不足之处

1.原型实验

（1）在集气瓶内加入少量水，并做好标记，将标记以上的部分按体积分为5等份；（2）检查装置的气密性；（3）在燃烧匙内装入足量红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧橡皮塞；（4）充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。

2.实验中的注意事项

测定空气中氧气的体积分数时，所用物质应满足的条件：（1）此物质能够在空气中燃烧，不能用铁丝代替，铁丝在空气中不能燃烧；（2）此物质在空气中燃烧时只能消耗氧气，不能消耗其他气体，不能选用镁代替红磷，因为镁不仅与空气中的氧气反应，还和二氧化碳反应；（3）此物质在空气中燃烧时只能生成固体，不能生成气体，一般不用木炭，用硫代替红磷。实验过程中，师生齐心协力，反复实验，找出其中的不足。

3.实验自身的不足之处

（1）集气瓶不规则，等分集气瓶内空气体积的难度较大；（2）打开橡皮塞，在空气中点燃白磷时，燃烧产生的白烟会污染空气；（3）若塞橡皮塞稍慢，热量使瓶内少量空气溢出，会导致误差较大；（4）冷却后打开弹簧夹，有少量水留在导管内不能流入集气瓶，误差较大。

4.原型实验的不足给学生造成的影响

（1）学生反复实验失败会挫伤学生对科学探索的积极性；（2）教师滞留在原来实验的基础上，不求创新，学生的认知会相应地产生概念混淆，操作失去积极作用。

二、原型实验的改进与创新

1.实验改进的目的

（1）通过改进装置，使实验设计在原理上更加严密，尽可能减少因实际操作和内外压强差造成的误差；（2）将细微的变化放大，使实验现象明显，便于学生观察，进而对实验过程及结果形成深刻的印象。

2.改进后实验仪器及用品

20W内热式电烙铁，自制燃烧匙（2个），玻璃注射器，橡皮塞（1个）、橡皮管、长颈漏斗、白磷、红水。

3.改进后的实验装置

（1）连接注射器、长颈漏斗，向长颈漏斗中注红水，使液面与0刻度相平；（2）将电烙铁穿入橡皮塞，将自制燃烧匙呈阶梯状固定在烙铁上；（3）在每个燃烧匙内各放一颗白磷，塞紧橡皮塞，接通电源，白磷燃烧后，切断电源；（4）观察白磷燃烧现象及液面的变化情况；（5）待白磷熄灭并冷却后，上下移动长颈漏斗，使两边液面相平，观察注射器内液面上升的高度。

4.实验改进创新的意义

（1）用规则的注射器，更准确等分玻璃管内空气的体积；（2）用内热式电烙铁引燃白磷，使反应始终在一个密闭的装置内进行，瓶内气体受热不会逸出，同时也不会污染空气；（3）使用阶梯状燃烧匙使白磷燃烧时，与注射器内的氧气更能充分地接触，将氧气耗尽；（4）长颈漏斗内液面的变化能放大气体体积的改变；（5）通过上下移动长颈漏斗，使液面相平，能保证反应前后注射器内的气体压强保持不变。

实验教学不仅要求教师熟练完成实验操作，更高的目标是教师要让学生在实验中积极参与、大胆质疑、创造性地改进一些原型实验，寻找完成实验的最佳器材、途径等，来增强实验的可视效果和简化实验操作。小学科学实验教学是一个崭新的课题，任重而道远，挑战与机遇并存，我们只有在实践中不断体验、感悟，才能早日取得科学实验教学的“真经”，培养具有科学素养的一代新人。