教育杂谈(四)

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  跟市场较什么劲
  说是有的地方要立法(条例)明令禁止在职教师从事有偿家教和兼职活动了。
  看来又要跟市场较劲了。
  三十多年前,在职农民自家种的菜养的鸡是不能拿到市场上去卖的,甚至自家是不能养鸡的。因为这是资本主义的,在职农民已经被安排在生产队里挣工分了,业余走市场会变质成为地主资本家的,会助长资产阶级生活作风的。因为城镇居民的吃菜自有计划经济计划着,每月肉二两,过年加一斤,哪里用得着你个人瞎操心。
  那时管这种事的不叫城管,叫造反队、红卫兵,或者叫工宣队,一般袖上套个箍的。
  结果在职农民没钱买盐了,工人农民要靠吃铁补血色素了,家家户户炒菜放油都是用筷子蘸的。
  野火烧不尽,春风吹又生,卖菜的和买菜的从来都是有禁无止。
  结果历历在目,在职农民还是公开养鸡卖菜了。养得越多、卖得越多越光荣。不但农民卖菜,菜贩子也卖菜了。结果是市场说了算。
  一卖又卖出了问题,城市交通、卫生、秩序受到影响了。于是成立了城管。城管可是正式的,属于法制队伍,不是伪军。见秤撅秤,见锅砸锅,小卡车往路口一停,死的咸菜、活的鱼虾、凉的板凳、烫的火炉,什么都敢往车上搬。
  后来城管的孩子就不敢跟同学说爸爸是城管了。城管一般不在家里换制服的。
  后来有些小贩(或者大贩)就敢怒也敢言了。再后来城里造了更多的菜市场,开了更多的饭店。物质进步了,文明也进步了,该给买卖双方遮风挡雨了,秩序也就在其中了。对设摊游击队,城管也是赶劝结合,秤是不敢撅了,锅是不敢砸了。市场和城管双赢了。
  这回要禁止家教,为什么呢?
  因为已经给在职教师提供了足够的工资。因为教师已经是一份很不错的职业,当年的窘迫已是昨天的故事,如今大学毕业生要当上一名教师谈何容易。因为家教会增加学生的学习负担,不利于自主学习。因为国外没有家教。因为影响了本职工作。因为有教师收了钱不负责。甚至有教师欺行霸市,让学生被家教。因为无法控制税收。等等。
  所以教师业余应该去进修业务,接受培训。可以去看电影,钓鱼,还可以打麻将斗地主。哪怕你去市场卖T恤去夜排挡炒螺蛳,都管不着了,就是不让你家教。家教比打牌卖内衣还下流。
  那么这次有关部门准备成立一支什么队伍来管事呢?成立教管队挨家挨户去搜恐怕不大现实。指望学校的校长、主任?
  大会肯定是要开的。校长一般也是大学毕业,估计不会说出工资已经足够这种既没水平又没出息的话来。何况很多校长昨天或者去年自己也家教的。什么叫足够?二十年工资买套公寓够不够?教师做做别墅梦可不可以?
  校长自然不会提倡家教,你影响本职工作可以批评你,你强卖家教可以处分你,你漏税他不会妨碍税务局来查你。有事咱们说事,个别人的马屁校长可以不拍,犯不着跟很多教师站对立的。
  所以关键在于凭什么跟市场较劲?跟市场较劲你有几成胜算?
  又记:随着大学大规模扩招,随着意外落榜生日益减少,随着大学毕业生大规模找不到工作,最近两年家教市场实际上已经在走下坡路,许多高复班也招不来学生了。尤其是大城市,除语数外,其它学科已经很少有家教了。做家教除了要有力气,现在也要有点名气了。指不定哪天一觉醒来,上海跟香港一样,家教销声匿迹了。
  自然背景下的电化学
  一、原电池构成的基本条件
  水往低处流,因为存在差异,高低差异。一杯热水与一杯冷水紧贴放置,热水会自发将热量传递给冷水,因为有冷热差异。一根锌棒和一根铜棒相连,会有电子自发由锌方移向铜方,还是因为差异,什么差异?丢电子能力的差异,锌比铜更容易失电子。追求稳定、追求自身能量的下降是普遍存在的自然规律。
  所以,“差异”是构成原电池的第一个条件。
  原电池的基本原理是将化学能转化成电能,电极上发生的化学反应当然是要有电子得失的,也就是说必须发生氧化反应或还原反应。所以,我们常常说氧化还原反应的发生是构成原电池的又一个前提条件。
  因为导电的要求,构成原电池的溶液最好是电解质溶液。有时电解质自身参加氧化还原反应,比如铜锌原电池的正极反应2H++2e→H2,有的电解质未必直接参加反应,如钢铁在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀的正极反应O2+4e+2H2O→4OH-。
  二、电解是一种强迫
  可以用水泵迫使低处的水往高处流。有没有办法让冷处的热量传向热处呢?有,只要支付电费,空调机干的就是这事。那么有没有办法让电子由铜方移向锌方?这就用到电解了。可由直流电源的阴极向锌方涌出电子,正极则向铜方索取电子,铜锌原电池成了电解池,电子流向就颠倒了。
  铜在氯气中燃烧生成稳定的CuCl2,CuCl2不能自发分解。以石墨为电极给CuCl2溶液通直流电,CuCl2却分解成了Cu和Cl2。所以,电解是一种强迫,是反自发的,是人为的、用电的、花钱的。电解是将电能转化成化学能。
  电解CuCl2,溶液中的Cu2+在阴极接受了直流电源负极提供的电子,却由Cl-在阳极丢失电子还给电源的正极,以维持电子在完整电路中的持续定向流动。电子不会游泳,靠的是“丈夫欠债,妻子还钱”,间接传递彼岸,所以溶液的导电一定就是电解反应,有新物质生成,而且电解反应一定是氧化还原反应。
  电解池的阳极发生氧化反应,原电池的负极也发生氧化反应,所以有时也把正极叫做阳极。
  三、放电竞争
  使用惰性电极电解熔融状态下的简单电解质,如熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3,不存在其它离子的干扰,可将其直接分解成单质。如果电解的是电解质溶液,必须考虑水中的OH-、H+可能的捷足先登。如电解食盐水,在阴极放电的就不是Na+而是H+,因为H+的得电子能力远在Na+之前(尽管H+浓度远低于Na+)。
  2NaCl + 2H2O → H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH产物中的OH-显然是H2O电离的H+在阴极放电析出后被遗弃在阴极的。
  两极的得电子与失电子都叫放电。电解的结果往往是同在离子(甚至包括电极材料)放电顺序的竞争结果。   原电池中也可能存在放电竞争,如将铜锌原电池的H2SO4溶液改成CuSO4与H2SO4的混合液,Cu2+的得电子能力强于H+,正极析出的应该是Cu不是H2。
  四、关于电化学装置的形状
  抽象的原电池或电解池几乎都是“两根棍、一桶水”(也有用U型管的),这在多数情况下未必实用,变化是必然的。最简单的变化如将左右放置的两根棍改成上下放置。
  锌锰干电池的正极仍是一根棍(碳棒),负极的锌已演变成桶状,既作电极也兼作盛器。它的电解质“溶液”也已被改造为不能流动的糊状。但“两种电极材料同浸在溶液中”的情形与“两棍一桶”并无二致。
  钢铁电化腐蚀原理中的无数个微电池更是“没有形状”,正极材料由肉眼看不见数不清的炭粒担任,溶液则是明显或不明显的水膜。不变的还是“两极同浸”。
  工业上电解饱和食盐水所用的阴极材料铁是做成网状的。
  工业上电解氧化铝的阴阳极用的都是石墨,其中阴极既是电极也是盛放氧化铝与冰晶石共熔物的池槽,形状当然不再是棍。
  形状的千变万化首先是实际的需要而不是考试的促刻。你要想在此以不变应万变,关键在于咬定“两极同浸”,厘清“哪两极”、“什么液”和“是否导通”。馒头和面条都是面,不会因为不认识变形的那一个而饿肚子吧。
  
  台湾高中化学教材印象(二)
  “龙腾文化”的“基础化学(一)”中有不少内容与大陆课本不尽相同,一些概念我们没有。
  物质分类。首先将物质分为均匀物质和不匀物质两类。若物质的各部分组成相同,看似单一成分者(物质内部各个部位并无界面存在),称为均匀物质,例如水、空气或合金等。均匀物质可能是纯物质(纯净物),也可能是均匀的混合物,而均匀的混合物称溶液。又若组成物质的各成分并非处于同一相中,而是以其原来的形态相互混合,由外观即能判别含有不同成分者,称为不匀物质,例如花岗岩、珍珠奶茶等。
  相——为对不匀物质的说明有更深入的了解,学生需有相与界面的概念。一般而言,物质的状态又称为相(phase),常见有固、液、气三相。当系统中两相不相溶或溶解已达饱和时,其接触面即称为界面。界面可存在于不同相态之间,例如水与砂石间、冰与水间、水与空气间等。或者存在于相同的相态间,例如水与油之间。
  物质分离与纯化的物理手段除过滤、蒸馏、层析、萃取、再结晶、分馏外,台湾教材还介绍倾析、离心。过滤除重力过滤外还有真空过滤(抽滤)。
  滤纸层析法——将少量待分离的试样点于滤纸上,当溶剂借毛细作用向上移动时,与溶剂作用力较大(或与滤纸作用力较小)的色素,在滤纸上移动距离较远,反之则较近。其中滤纸称为固定相,溶剂则称为移动相(也称为展开液),移动相带着试样在固定相上移动的过程称为冲提。
  倾析——对组成成分比重不同且不相溶的物质的分离。如水与油的分离、淘米、溶液与沉淀物的分离。
  离心——利用离心力使比重不同的各成分快速分离。倾析、过滤、离心均用于不均物质的分离。
  萃取则引入分配系数概念:K=C/Cs。C为有机物在有机层中的溶解度,Cs为有机物在水层中的溶解度。V为水溶液的体积,Vs为所用萃取剂(有机层)的体积,W0为原溶于水中的有机物质量,Wn为n次萃取后残留于水中的有机物质量。K=■=■ …… Wn=W0■■
  能阶的概念——科学家由一连串的原子光谱实验证实电子在原子核外依能量大小分布在不同的壳层(shell)。壳层起初由内而外被命名为A、B、C、D……,但科学家想预留空位给尚未发现的壳层,所以改由K开始命名。每一壳层皆有其特定的能量,称为能阶(energy level)。电子从低能阶跃迁至高能阶时须吸收能量,从较高能阶跃迁至较低能阶时则以辐射的形式放出能量。若辐射的波长在大约380—780纳米的范围则为可见光,如氖灯就是氖原子中的电子先吸收能量跃迁至高能阶,然后电子从高能阶跃迁至低能阶时辐射出红色光的例子。电子跃迁的能阶变化类似棒球沿着阶梯升降,可能停在任意阶梯上,但不能停在阶梯之间。
  元素分类——除金属和非金属(包括惰性气体)外,还有类金属(metalloids),又称半金属(semimetals),包括硼、硅、锗、砷、锑、碲,属于周期表中金属和非金属的交界。类金属的导电性介于金属和非金属之间,导电性随温度的升高而增加,是制造半导体的材料。我们的零族在台湾叫8A族。硅则叫矽。
  莫耳生成热(molar heat of formation)——一莫耳物质由其最稳定之成分元素(单质)反应生成时的热含量变化。标准状态下的莫耳生成热称为标准莫耳生成热,以ΔH0f表示。标准状态下,元素的莫耳生成热定为零,如H2(g)、Br2(l)、Na(s)的莫耳生成热为零。若某元素有多种同素异形体时则将最稳定者的生成热定为零,如石墨、斜方硫(S8)及氧气(O2)等物质的莫耳生成热为零;而其对应的同素异形体如钻石、单斜硫及臭氧的莫耳生成热则不等于零。
  反应热的速算公式:ΔH=生成物的生成热总和-反应物的生成热总和
  莫耳燃烧热(molar heat of combustion)—— 一莫耳物质与氧作用,完全燃烧所放出的热量。标准状态下的莫耳燃烧热称为标准莫耳燃烧热,以ΔH0c表示。
  赫斯定律——1840年,俄国化学家赫斯(Germain Henri Hess)提出化学反应热为固定值,与其反应途径无关。换句话说,一反应的反应式能以数个其它反应式的代数和表示时,其反应热亦等于此数个反应式之反应热的代数和。此叙述称为赫斯定律(Hess’ law),又称为反应热加成性定律(the law of additivity of reaction heats)。依据能量守恒定律,能量既不能被创造,亦不能被毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式,而总能量保持不变,所以赫斯定律是建立在能量守恒定律的基础上。
  能量守恒是自然界最基本的规律之一,赫斯定律是其在化学中的基本体现,台湾教材对此不离不弃,可见编者的内行。
  氧化还原滴定——例如,过锰酸钾易溶于水形成紫色溶液,常应用在化学分析的滴定法中,用以定量某些还原剂(如亚铁盐、草酸盐等)。
  元素——一种含义等同我们说的单质,为最简单的物质,无法再分离出其它成分。第二种含义是“具有相同质子数的一类原子的总称”。对元素含义的这种理解,可能台湾与西方一致,英语单词中单质和元素使用的就是一个单词,element。而我们是不允许将元素和单质混为一谈的,单质是元素的游离态。
  原子量、分子量,简洁的汉字名称,台湾未将其人为复杂化为相对原子质量、相对分子质量。
  台湾高中课本中不给学生物质的量概念:12克12C所含之原子个数为1莫耳(摩尔)。物质的量被称为莫耳数。比如:8.0克硫酸铜中所含氧原子的莫耳数为何?物质的量在该书附录(物理量)中被叫做“物量”。我赞成这个翻译,像一个单词而不是短语。
  实验式(empirical formula)——即我们所说的最简式。不仅有机物用实验式,课本还说明实验式常用来表示金属、离子化合物及共价网状晶体,因为这些物质是由极大数目之原子堆积而成的巨大结构,只能以实验式表示。
  示性式(rational formula)——将结构式适当简化,用来表示分子中含有何种特殊的原子团或官能团,以彰显其化学特性的化学式。
  置换反应在台湾称作取代反应。
  电解质的定义——常温常压下无法导电,但在熔融状态下或溶于水后可以导电的物质称为电解质;反之,有些物质即使溶于水后仍无法导电,称为非电解质。该定义中没有强调电解质是化合物,但“常温常压下无法导电”的限制已将石墨、金属等单质排除在外。
  (作者系上海市特级教师)
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