从一道习题获得跨学科问题的解答

“唉，这个题出错率太高﹗”“不应该呀，这个汽化知识在物理学上是简单原理嘛﹗”大家百思不的其解。原来初三化学第一单元学习了空气的主要成分为氮气和氧气，而学生在资料中阅读了工业上分离液态空气制取氧气的原理后，为学生设计了这样一道习题：将液态空气倒入烧杯中，用一燃着的木条放在烧杯口，木条熄灭了；过一会再把燃着的木条置于烧杯口，此时木条反而燃烧更旺。问：液氮的沸点比液氧____（填“高”或“低”）。学生答案有一半答低，剩余有1/3学生说高，还有1/6拿不准，不填。
　　
　　我也很疑惑，这个在老师们看来如此简单的问题，为什么成了学生的难题。基于沸点以及汽化是物理问题，我请教了物理老师，这是我们探讨的过程：
　　
　　化学老师(下称“化”)：物理上学习了汽化和沸点有什么关系？
　　
　　物理老师(下称“物”)：液体达到沸点就沸腾就汽化
　　
　　化：那汽化需要提供什么条件，一般怎么操作？
　　
　　物：我们一般用酒精灯给物体加热。
　　
　　化：低温的液体放在空气中是如何汽化的这个问题研究过吗？
　　
　　物：我们没有涉及这个问题。但既然是低于室温的液体，就与外界环境有温差，有温差就要进行热传递，低温的液体会吸收热量，温度渐渐升高。
　　
　　化：液体中有液氮、液氧两种液体，那谁吸收的热量更多呢？
　　
　　物理：那得看比热容。但两种液体混合在一起，又会热传递，温度应该相同。
　　
　　我在此时恍然：原来液氧和液氮一直处于相同温度下，那就只需要考虑谁的沸点低或高的问题。当两种液体温度从低到高上升，谁的沸点低谁就先汽化成气体。
　　
　　通过这次谈话，发现学生分别在物理化学价交叉部分出现盲点：1）空气液化是将空气降温至沸点以下，所以液态空气的温度远低于室温（零下一百多摄氏度）2）液体沸腾汽化不一定对液体加热，有温差就要进行热传递，所以室温下空气要向低温下的液空传递热量。3）两种物质混合虽然吸收热量不等，但温度相同。最终得出沸点低的液氮先沸腾汽化。
　　
　　在课堂上，我把这几点设置成问题，从物理原理出发，与化学现有知识连接起来，学生也有恍然大悟的表情。有了这些思考过程，学生能轻易解决这一类型知识，如液氮冷冻麻醉、干冰用于人工降雨、液氧罐需要低温轻放防止爆炸等原理。
　　
　　实际上，在化学里不乏这样的“盲区”，比如量筒俯视仰视的问题:物理上重错误读法的刻度，而化学重实际测得的体积，其实问题实质相同，只是侧重点相反；比如空气中氧气含量测定时，利用体积不变的条件下气体质量减少，压强减小的原理；再如天平使用:物理上要求称出某物品的质量，增减的是砝码游码，化学通常需要称出一定量的物质，增减的是物质。每当这时，就是化学老师与物理老师共同备课的时候，将两门科学的理论作对接，就能站在学生的角度利用现有物理知识来思考化学问题，不但扫清思维障碍还可助化学一臂之力。