实验数据解读,是指读懂别人设计好的实验,然后清楚说出改变了什么、测量了什么、数字显示什么,以及这些数字有多可信。它和 IGCSE 化学的内容课题相辅相成,尤其是反应速率和酸、碱与盐。
本页所有例子都使用虚构数据,并会注明。这里没有任何内容是让你在家尝试的步骤。实验要在有人监督的实验室里、按老师的风险评估进行,危险性我们只从概念上解释。
这项技能是什么,为什么值得练习?
实验型题目每次奖励的都是同样的习惯:找出变量、正确处理表格、理解每件仪器的作用、发现不合群的读数,并提出合理的改进。
学生在这里丢分,常常与化学本身无关:把”控制变量”写得含糊,表头漏了单位,或者说某个读数”错了”却没有理由。每一种都可以用一个简单的流程改正。
开始之前需要知道什么?
你需要了解反应速率的基本概念(反应物用完或产物出现有多快),并会求平均值。12.4、12.6 和 12.5 的平均值是 (12.4 + 12.6 + 12.5) ÷ 3 = 37.5 ÷ 3 = 12.5。如果题目涉及物质的量,可以用摩尔与方程式比例辅导工具和方程式配平推理训练器,把化学部分和实验读题分开检查。
一个引导例题
虚构数据。 一个班级测量一片药片在不同水温下溶解所需的时间,每个温度重复两次。
| 温度 / °C | 时间 1 / s | 时间 2 / s | 平均时间 / s |
|---|---|---|---|
| 20 | 84 | 88 | 86 |
| 40 | 33 | 35 | 34 |
| 60 | 14 | 14 | 14 |
自变量(independent variable)是温度,因为它是故意改变的。因变量(dependent variable)是溶解时间,因为它被测量。水的体积、药片大小和搅拌方式必须保持不变。
规律很清楚:温度越高,时间越短。两次重复结果非常接近,所以读数看起来可靠。每个平均值都正确:(84 + 88) ÷ 2 = 86,(33 + 35) ÷ 2 = 34,(14 + 14) ÷ 2 = 14。
这些课应该按什么顺序学?
- 从给定的探究中选出变量。其他所有技能都依赖于知道什么被改变、测量和保持不变。
- 画出带单位的结果表格。好的表格能让规律和异常一目了然。
- 读懂仪器图而不把它当作危险操作指引。你学的是每个部分的作用,而不是把图当成食谱。
- 找出异常读数。现在你可以判断哪些数字合理。
- 根据已知局限提出安全的概念性改进。这一课用上前面所有技能,说明如何让结果更可信。
哪些陷阱最容易让学生中招?
- 只写”量”或”相同条件”,而不是写出有名称、可测量的控制变量。
- 把单位写在表格单元格里,而不是表头。
- 因为读数不方便就删掉,而不是因为它打破了规律。
- 把”更小心”当作改进,既没有说明改变什么,也没有说明效果。
- 把仪器图当成操作指示,而不是对各部分作用的描述。
怎样使用练习?
先在纸上做每一题,再打开答案。解释类题目要写完整的句子,因为得分来自推理过程。如果做错,“如果这些题做错了”一节会指引你回到对应的课。
有些学生每一课都跟得上,遇到全新的实验仍会卡住。这种差距是考虑线上一对一化学补习的一个常见原因,老师可以针对你自己的答案作出回应。