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学生十个有九个答“火被水浇熄”或者“铁碰到水就生锈”。这堂要改写的是因果：火熄是因为氧气用完，铁生锈要氧气加水两样同时齐。
本堂目标 学生能够：① 讲出空气大约是氮 78%、氧 21%、其他气体 1%，并解释为什么燃烧只用得掉其中约五分之一；② 用“氧气被用掉、气压下降、水被推上来”三步解释罩杯水位上升，并指出上升约五分之一个杯；③ 设计三支铁钉的对照实验（干燥／浸水／盐水），讲出每一支分别控制了哪一个条件，并由此讲出防锈要断氧或断水。
01 先备知识（开课前 3 分钟快检）
以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：
| 技能 | 快检题 | 过关标准 |
|---|---|---|
| 空气的存在 | 你怎样证明空气存在？ | 用胶袋装空气、风吹动纸条、气球可吹胀 |
| 燃烧的观察 | 蜡烛燃烧时你见到什么？ | 有火焰、有热、有烟、蜡变少 |
| 公平测试 | 比较两件事时只可以改几多个条件？ | 只改一个，其他要相同 |
02 课堂流程（45 分钟）
| 时间 | 环节 | 导师做什么 | 学生做什么 |
|---|---|---|---|
| 0–5 分 | 错题诊断 | 问“铁为什么生锈”，把学生答案写在黑板上 | 大声讲出自己相信的原因 |
| 5–12 分 | 空气成分图 | 画一个圆饼图，标出 78／21／1 | 在图上指出氧气那一块 |
| 12–22 分 | 三幕讲解 | 照脚本讲成分、燃烧需氧、生锈两条件，每幕问一次 | 复述“氧气用完火就熄” |
| 22–30 分 | 蜡烛实验推理 | 看图或即场做罩杯实验，逐步问水位为何上升 | 讲出三步因果 |
| 30–38 分 | 铁钉对照设计 | 三支铁钉：干燥剂／自来水／盐水，要学生讲每支控制什么 | 写出预测与理由 |
| 38–45 分 | 离场检查 | 收三题即场对答案，记录错在成分还是条件 | 讲出错因 |
03 讲解脚本（照着说就可以）
第一幕：空气成分：氧气只占约五分之一
先问：“这个课室装满的是空气，空气是什么？”学生多数答“氧气”。画一个圆，切开三份：最大的一份是氮，约 78%；第二份是氧，约 21%；剩下一小条是二氧化碳、水汽和其他气体，约 1%。
用一百格纸带更清楚：涂 78 格氮、21 格氧、1 格其他。要学生数一次 21 格，再问：“21 格占一百格几分之几？”答案是约五分之一。
接着讲清楚“氧气不是空气的全部”这件事的后果：一个密封杯的空气，氧气只够烧一阵，烧完那 21 份就无以为继。
最后要学生讲一次：“空气大部分是氮，氧只占大约五分之一。”
用一百格纸带更清楚：涂 78 格氮、21 格氧、1 格其他。要学生数一次 21 格，再问：“21 格占一百格几分之几？”答案是约五分之一。
接着讲清楚“氧气不是空气的全部”这件事的后果：一个密封杯的空气，氧气只够烧一阵，烧完那 21 份就无以为继。
最后要学生讲一次：“空气大部分是氮，氧只占大约五分之一。”
氧气只占空气大约五分之一，所以火在密封空间一定烧不长。
第二幕：燃烧需要氧气：罩杯水位上升的三步因果
把蜡烛固定在盆底，加水，点着，用玻璃杯罩住。火焰先变小、再熄灭，杯内水位慢慢升上去。
三步讲：一，燃烧用了杯内的氧气；二，氧气少了，杯内气压比外面低；三，外面的大气压把水推入杯中，补回体积。
水量大约是杯容量的五分之一，刚好对应刚才数过的 21 格氧。这不是巧合，是同一件事的两个讲法。
若学生答“因为火需要空气”就停在那里，追问：“空气里面哪一部分？用完之后水为什么会升？”要他讲到氧气与气压两层，才算过关。
三步讲：一，燃烧用了杯内的氧气；二，氧气少了，杯内气压比外面低；三，外面的大气压把水推入杯中，补回体积。
水量大约是杯容量的五分之一，刚好对应刚才数过的 21 格氧。这不是巧合，是同一件事的两个讲法。
若学生答“因为火需要空气”就停在那里，追问：“空气里面哪一部分？用完之后水为什么会升？”要他讲到氧气与气压两层，才算过关。
火熄是因为氧气用完；水升是因为杯内气压变低。
第三幕：铁生锈：氧气与水两样都要齐
拿三支铁钉。第一支放入有干燥剂的密封瓶（有空气、无水）；第二支放入煮沸后铺油的水（有水、无氧）；第三支放在自来水里（有空气、有水）。每日观察一星期。
结果只有第三支明显生锈，第一、二支都干净。原因是生锈要氧气与水同时出现，缺一不可；干燥剂拿走水，油膜拿走空气中的氧。
再加一支盐水铁钉：盐不会自己令铁生锈，但会加快反应，所以盐水那支锈得最快、最厚。这一点要讲明，否则学生以为盐是生锈的原因。
由这个实验直接推出防锈：油漆、涂油、包胶、镀锌都是在铁面加一层膜，把水或氧挡在外面；不锈钢则是在铁里加入其他金属，令表面形成保护层。
结果只有第三支明显生锈，第一、二支都干净。原因是生锈要氧气与水同时出现，缺一不可；干燥剂拿走水，油膜拿走空气中的氧。
再加一支盐水铁钉：盐不会自己令铁生锈，但会加快反应，所以盐水那支锈得最快、最厚。这一点要讲明，否则学生以为盐是生锈的原因。
由这个实验直接推出防锈：油漆、涂油、包胶、镀锌都是在铁面加一层膜，把水或氧挡在外面；不锈钢则是在铁里加入其他金属，令表面形成保护层。
生锈要氧气加水，缺一样都不会生锈；防锈就是断其中一样。
04 必教题型与步骤
| 题型 | 例子 | 步骤 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 空气成分 | 空气中含量最多的气体是什么 | 回想圆饼图最大的一份 | 氮，约 78% |
| 燃烧与氧 | 密封杯中的蜡烛为什么会熄 | 杯内氧气用完，无氧不能继续燃烧 | 氧气耗尽 |
| 实验推理 | 罩杯内水位为什么上升 | 氧被用掉 → 气压下降 → 大气压推水入杯 | 上升约五分之一杯 |
| 生锈条件 | 哪支铁钉会生锈 | 检查有没有同时接触氧气和水 | 有水有氧那支；盐水那支最快 |
合理性检查（一定要教）：合理性检查：氮 78 加氧 21 加其他 1 刚好 100，加起来不等于 100 就是记错。500 mL 空气含氧约 105 mL，所以罩杯水位最多升到约五分之一，若学生答“升满一杯”就不合理，因为杯内还有 395 mL 氮和其他气体没有被用掉。生锈一定要见到水与空气两样同时存在；只放在干燥器里的铁钉一星期后仍然光亮，是正常结果，不是实验失败。盐水那支锈得快但仍然要水和氧，所以不能讲“盐会令铁生锈”。
05 独立练习三题
| 题目 | 答案 | 想观察什么 |
|---|---|---|
| 成分 | 画出空气成分圆饼并标百分比 | 氮 78%、氧 21%、其他 1%，三段相加 100% |
| 实验 | 罩杯水位升到杯的五分之一，说明什么 | 杯内氧气约占五分之一，被燃烧用掉 |
| 对照 | 要证明生锈需要水，两支铁钉怎样放 | 一支放自来水，一支放干燥剂密封瓶，其他条件相同 |
| 应用 | 单车链为何要定期涂油 | 油膜把水和氧挡在铁面之外，断了生锈的条件 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 | 学生通常这样写 | 导师这样说 |
|---|---|---|
| 把空气当成纯氧 | 答“空气全部是氧气” | “空气得大约五分之一系氧，其余大部分系氮。所以你个杯烧一阵就无氧用。” |
| 火熄原因讲错 | 答“因为水浇熄了” | “杯入面没有水浇到支蜡烛，水系外面升上来。火熄系因为氧气用完。” |
| 生锈只讲水 | 答“铁湿水就生锈” | “湿水只系一半。你看干燥瓶𠮶支有空气但没有水生锈未？没有。要氧气加水两样齐。” |
| 把盐当原因 | 答“盐水令铁生锈” | “盐不是原因，盐只系加快。没有氧气的盐水都不会生锈。” |
07 家课建议（直接指到练习卷题号）
- 小四常识卷（站内） 空气与燃烧部分：空气成分填充、蜡烛实验推理题
- 小四常识卷（站内）物质与变化 生锈与防锈简答题：写出两个防锈方法及理由
- 小学常识章节索引 全科章节一览，重温水循环与溶解分离
08 离场检查（最后 5 分钟）
| 题目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 空气中含量最多的气体 | 氮（约 78%） | 答氧表示成分图未入脑，重画圆饼图 |
| 罩杯水位上升多少 | 约五分之一杯 | 答“升满”表示未理解氮仍占空间 |
| 用一句讲出防锈原理 | 断氧或断水，令两条件不能同时成立 | 只答“涂油”表示未讲出原因，追问为什么 |
09 导师常问
要不要学生记住 0.04% 二氧化碳？
不需要。小四只需 78／21／1 三个大约数，并讲明是“大约”。精确数字留到中学。
蜡烛实验一定要即场做吗？
有安全许可与通风就做，效果最好；否则用影片或图片逐步问，重点在推理三步而非实验本身。
生锈实验要等一星期，怎样在一堂内完成？
课堂做设计与预测，图文记录假设；一星期后用照片对照收结论。设计能力才是这一节的评分重点。
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