淺談溫度與水的變化關(guān)系

鄭匡杰

摘 要：《溫度與水的變化》是小學(xué)科學(xué)課中一節(jié)比較重要的知識(shí)單元，同時(shí)這節(jié)單元的課程內(nèi)容也涉及到我們生活的方方面面，和我們的實(shí)際生活有關(guān)。因此本文以水溫實(shí)驗(yàn)的方式展開(kāi)討論，分析與比較溫度與水之間的關(guān)系，從而幫助更多的同學(xué)掌握好這一單元知識(shí)的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；溫度與水的變化；水文測(cè)量

科學(xué)是一門(mén)研究自然的學(xué)科，需要科學(xué)家與研究者孜孜不倦的探索，才能夠掌握準(zhǔn)確的研究理論。同時(shí)科學(xué)也是一門(mén)從生活現(xiàn)象研究出發(fā)，分析生活現(xiàn)象與自然科學(xué)關(guān)系的知識(shí)。因此學(xué)好科學(xué)課知識(shí)，有助于我們塑造發(fā)現(xiàn)、分析、實(shí)踐、解決問(wèn)題的能力。在傳統(tǒng)授課模式下，因年齡與視野之間的差距，教師往往并不能掌握好教學(xué)的度，了解我們學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的真實(shí)需求。因此，本文將以我這名學(xué)生的個(gè)人第一視角，在實(shí)踐的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)自然學(xué)科知識(shí)與生活現(xiàn)象之間的關(guān)聯(lián)。希望通過(guò)本文能夠激發(fā)同學(xué)內(nèi)心深處的學(xué)習(xí)熱情，發(fā)揮主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極學(xué)習(xí)的價(jià)值。

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

本次的學(xué)習(xí)目的是為了了解周圍環(huán)境溫度與水形態(tài)變化之間的關(guān)系。從而在探索的過(guò)程中，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的娛樂(lè)性，鍛煉我的實(shí)驗(yàn)操作水平，提高我對(duì)水形態(tài)與溫度變化的了解。

二、學(xué)習(xí)環(huán)境與設(shè)備

本次學(xué)習(xí)環(huán)境我選擇的是家中，利用到的設(shè)備包括水杯、溫度計(jì)、冰箱、電磁爐、吹風(fēng)機(jī)、燒杯、冷凝管、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)。

三、學(xué)習(xí)方法

學(xué)習(xí)方式為自學(xué)，運(yùn)用的方法為實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

四、學(xué)習(xí)流程

眾所周知，世間萬(wàn)物主要分為三種形態(tài)，固態(tài)、液態(tài)與氣態(tài)[1]。為了掌握《溫度與水的變化》知識(shí)點(diǎn)，本次實(shí)驗(yàn)一共包括三部分，分別是水的固態(tài)、水的液態(tài)、水的氣態(tài)變化實(shí)驗(yàn)。

（一）水的固態(tài)

從教材得知當(dāng)水溫低于零度以下，那么水在環(huán)境辯護(hù)的影響下，將會(huì)逐漸從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，即發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象[2]。為了了解實(shí)際流程與變化過(guò)程，我在實(shí)驗(yàn)中，在水杯中倒入300ml的常溫水，之后將水杯放于冰箱的冷藏箱，即保鮮箱。之后將溫度計(jì)放置在冷藏室中，3小時(shí)后回來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3小時(shí)結(jié)束后，我打開(kāi)冰箱發(fā)現(xiàn)冷藏箱中的水杯依舊呈現(xiàn)液態(tài)情況，之后觀察溫度計(jì)，發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)溫度顯示零上一度，與教材中說(shuō)明的水必須在零度以下才能結(jié)冰相符。不過(guò)在水杯放置在常溫狀態(tài)下（室內(nèi)溫度24度）出現(xiàn)了大量的水珠，說(shuō)明在常溫狀態(tài)下，冷水與熱空氣會(huì)出現(xiàn)一定的反應(yīng)，出現(xiàn)水珠。

之后我再次取一水杯，并在水杯中同樣注入300ml常溫水，將水杯放于冷凍室，將可測(cè)零下溫度的溫度計(jì)同樣放于冷凍室，3小時(shí)后回來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3小時(shí)結(jié)束后，我打開(kāi)冰箱發(fā)現(xiàn)冷凍室中的水杯確實(shí)變成了冰坨。并且本與水平持平的水位線，在結(jié)冰以后冰塊明顯高出水杯很高。之后觀察溫度計(jì)，發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)現(xiàn)實(shí)零下23度，與教材中說(shuō)明的水必須在零度以下才能結(jié)冰完全相符。之后將水杯拿出放置在常溫的室內(nèi)，能夠看到冰塊冒出絲絲涼氣，并在室溫下開(kāi)始逐漸融化。說(shuō)明當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，水的形態(tài)的確會(huì)出現(xiàn)明顯變化[3]。

（二）水的液態(tài)

為加快冰塊的融化，我將冰塊從水杯中取出，敲碎取一半放置在鍋中，在鍋中加入50毫升的液態(tài)水，浸泡冰塊中部位置開(kāi)始加熱實(shí)驗(yàn)，并插入溫度計(jì)。在加熱過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)冰塊隨著時(shí)間的變化開(kāi)始迅速融化，并伴有大量氣體蒸發(fā)，在大約十分鐘左右冰塊已經(jīng)完全融入水中。另一半被敲碎的冰塊在常溫下并沒(méi)有融化多少，僅在冰塊下方出現(xiàn)了一灘融化的冰水。之后為加快這一半冰塊的融化，我想到了使用吹風(fēng)機(jī)的方式融化冰塊。之后在冰塊旁放置一溫度計(jì)，在大約50分鐘左右后，冰塊完全融化。我在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，于電磁爐中融化的冰塊水溫達(dá)到了96攝氏度，電吹風(fēng)吹出的熱風(fēng)只有60攝氏度。這說(shuō)明冰塊融化的速度與周圍環(huán)境有很大關(guān)系。溫度越高，冰塊融化越快，溫度越低，冰塊融化速度越慢。最后筆者稱重電磁爐與電吹風(fēng)融化的水，發(fā)現(xiàn)本應(yīng)為150ml+150ml+50ml的液態(tài)水只有275ml，說(shuō)明在冰塊融化為液態(tài)的過(guò)程中，出現(xiàn)了一定比例的水資源蒸發(fā)情況。

五、學(xué)習(xí)反思

本次實(shí)驗(yàn)完全由我自行完成，包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)量。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得知，水在經(jīng)過(guò)高溫加熱后會(huì)出現(xiàn)氣態(tài)變化，一部分的水會(huì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)進(jìn)入空氣中。水在低溫狀態(tài)下，將會(huì)變成固態(tài)以冰塊的形式展現(xiàn)給眾人，體積變大，重量不變，說(shuō)明密度出現(xiàn)較為顯著的變化。當(dāng)冰塊加熱后，會(huì)同時(shí)出現(xiàn)氣態(tài)與液態(tài)兩種變化模式。一部分水資源進(jìn)入空氣中，一部分水資源則轉(zhuǎn)化為液態(tài)。

在自學(xué)的過(guò)程中，由于沒(méi)有時(shí)間、空間、條件上的約束，因此我獲得了更大的學(xué)習(xí)成就感與自豪感。既培養(yǎng)了我對(duì)自然學(xué)科的了解，同時(shí)也提升了我實(shí)踐操作的能力，可謂是一舉兩得的學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)過(guò)程。

在自主學(xué)習(xí)模式下，我發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。即由于缺少同伴及教師的幫助，實(shí)驗(yàn)曾一度受到限制，雖然在后來(lái)經(jīng)過(guò)自我的克服，總算是結(jié)束了實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在數(shù)據(jù)上卻與理論存在一絲差距。這一絲差距看似小，但是對(duì)于學(xué)科理論極為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)而言，這一絲差距也是不容小視的。因此我認(rèn)為在今后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)與同伴之間的溝通，遇到一些不會(huì)的問(wèn)題，應(yīng)主動(dòng)尋求教師的幫助。這樣既能夠鍛煉我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)也可以保障實(shí)驗(yàn)流程的嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王紅宇.例談小學(xué)數(shù)學(xué)、科學(xué)課程的整合——從“溫度”一課說(shuō)起[J].教學(xué)月刊小學(xué)版（數(shù)學(xué)），2016（03）：19-21.

[2]安琪.對(duì)“測(cè)量水的溫度”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)分析[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2016（S1）：132.

[3]梁瑞紅，周曉清.基于平板電腦的小學(xué)科學(xué)互動(dòng)課堂——《測(cè)量水的溫度》教學(xué)案例[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2015（05）：51-53.