關(guān)于熱現(xiàn)象實驗的改進(jìn)與反思

劉麗娜

本文探討了根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，更新傳統(tǒng)的實驗設(shè)計理念，改進(jìn)教材中不完善的實驗，利用可逆的溫變油墨和測溫貼片來使傳熱的實驗現(xiàn)象更加具體和明顯，將觀察不到的傳熱現(xiàn)象借助于實驗材料更好地呈現(xiàn)出來。讓學(xué)生通過反復(fù)實驗更好地經(jīng)歷傳熱的動態(tài)過程，從而幫助學(xué)生理解知識、掌握知識，提高課堂實驗教學(xué)的效率，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

小學(xué)科學(xué)是一門以實驗為主的課程，其主要的目的是培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考和動手的能力。實驗效果的好壞直接關(guān)系到教學(xué)的成功與否。在具體的教學(xué)實踐中，我們發(fā)現(xiàn)教材中有些實驗的設(shè)計或?qū)嶒灢牧系倪x用，存在著一些不夠完善的地方。隨著新課程改革的不斷深入，在課堂上對教師教學(xué)水平的要求也越來越高，作為專任的科學(xué)課程教師，充分利用好身邊的教材，因地制宜地改進(jìn)和精心設(shè)計實驗。只有對一些實驗大膽進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，才能讓學(xué)生積極參與，發(fā)展學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)他們對學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。本文以《熱是怎樣傳遞的》和《熱傳比賽》的教學(xué)為例，對其中的實驗進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，借助現(xiàn)代技術(shù)的新手段呈現(xiàn)出了更好的實驗效果，讓學(xué)生體會到了新技術(shù)與科學(xué)實驗教學(xué)相結(jié)合的樂趣。

一、傳統(tǒng)實驗反思

《熱是怎樣傳遞的》和《熱傳比賽》是“熱”這一單元的后面部分，學(xué)生已經(jīng)知道了物體的熱脹冷縮，同時在生活中也有一些熱傳遞的認(rèn)識。為了進(jìn)一步認(rèn)識熱傳遞的方向以及不同物體傳熱性能的情況，教材安排了這兩節(jié)內(nèi)容?！稛崾窃鯓觽鬟f的》教學(xué)中有兩個實驗，一個是“熱在金屬條中的傳遞”，另一個是“熱在金屬片中的傳遞”。教材中的“熱在金屬條中的傳遞”實驗是將一段鐵絲固定在鐵架臺上，在鐵絲上每隔一段距離用蠟油粘上一根火柴，火柴都向下懸掛，用酒精燈給鐵絲的一段加熱，觀察哪端的火柴先掉下來。實驗中我發(fā)現(xiàn)由于鐵絲是圓的而且比較光滑、比較細(xì)，導(dǎo)致蠟油容易滑落，所以在鐵絲上粘火柴非常困難;同時學(xué)生在滴蠟的過程中也容易發(fā)生燙傷的現(xiàn)象。而在“熱在金屬片中的傳遞”教材中仍然采用涂蠟的方法，即在涂有蠟的金屬圓片的中心或邊緣加熱，觀察蠟的融化情況，從而推測熱傳遞的方向和過程。由于蠟是沒有顏色的，所以這個實驗對學(xué)生來說效果不明顯、印象也不深刻，同時學(xué)生操作起來也并不簡單。

《熱傳比賽》這一節(jié)“比較不同金屬傳熱性能”的實驗，教材上也是用蠟油粘貼火柴棒的方法，將火柴棒分別粘貼在銅、鋁、鋼棒上，在三種材料的金屬棒一端同時用酒精燈加熱，觀察火柴棒掉落的順序，從而判定哪種金屬材料傳熱性能好。這個實驗存在下列的問題：（1）用酒精燈加熱時要用外焰，而這一裝置，需要加熱的面積比較大，受熱均勻不好控制。（2）使用蠟油作為粘貼材料，操作慢、實驗效果影響的因素較多，蠟油的多少肯定會影響實驗的效果;火柴棒的粘貼松緊度不同也會導(dǎo)致掉落的先后順序不同;掉落的火柴棒可能會把旁邊的火柴棒碰倒;諸如此類的問題。（3）實驗存在一定的危險性，火柴棒掉落的時候可能會碰到酒精燈的火焰發(fā)生燃燒，產(chǎn)生危險。

二、現(xiàn)代技術(shù)對實驗的支持

（一）利用可逆溫變油墨探究“熱是怎樣傳遞的”實驗

基于上述原因，在教學(xué)活動中我對這兩個實驗進(jìn)行了認(rèn)真的研究，同時通過網(wǎng)上查閱資料發(fā)現(xiàn)，有一種新材料——可逆溫變油墨非常適合用于改進(jìn)這個實驗。這種油墨在遇到高溫的時候會改變顏色，當(dāng)溫度降低后顏色可以恢復(fù)。所以我將蠟油換成了這種油墨來進(jìn)行實驗，操作簡單而且可以重復(fù)使用，同時將鐵絲換成了比較粗的金屬棒，這樣油墨涂抹的范圍更大，實驗效果會更明顯。實驗時將可逆溫變油墨均勻地涂抹在金屬棒和金屬片上，加熱金屬棒和金屬片，通過觀察油墨的顏色變化來觀察熱傳遞的方向。

（二）利用可逆測溫貼片探究不同金屬傳熱性能

為了更好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高實驗的操作性和公平性，我在查閱資料的時候發(fā)現(xiàn)了一種可以變色的可逆測溫貼片，它在溫度達(dá)到65℃時可以從黑色變成紅色，當(dāng)溫度低于65℃的時候，紅色的可逆測溫貼片會重新變成黑色，這樣就可以重復(fù)使用。所以我將教材中的實驗改進(jìn)為：將三種材料的金屬棒用三腳架聚合在一起，用酒精燈在聚合點加熱。同時用可逆測溫貼片代替蠟油粘貼火柴棒，將測溫貼片貼在距離加熱點相同的位置。通過對比距離聚合點相同長度的貼片變紅的時間，分析金屬棒的傳熱性能。

三、評價與反思

如上文所述，教師通過改進(jìn)實驗教具、整合創(chuàng)新，讓學(xué)生經(jīng)歷了改進(jìn)后的實驗過程，從而獲得了更直觀的感受;同時改進(jìn)后的實驗由于可以方便地進(jìn)行多次實驗，所以給學(xué)生留下了深刻的印象，有效地實現(xiàn)了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，提升了實驗教學(xué)的效率。由此可見，實驗的設(shè)計能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維;能讓學(xué)生加深理解事物的基本原理和運行規(guī)律，讓學(xué)生在快樂中學(xué)習(xí)，在實驗中成長。