改用感溫材料增強實驗效果

◇聶建國 熊智勇（江蘇：鎮(zhèn)江市丁卯第二中心小學(xué)）

蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級上冊第二單元“熱傳遞”單元由4課組成。第1課《熱傳導(dǎo)》，學(xué)生通過實驗、觀察、測量，知道熱在同一物體內(nèi)和不同物體間的傳遞過程和方向，認識熱傳導(dǎo)。第4 課《物體的傳熱本領(lǐng)》，通過實驗，讓學(xué)生了解不同材料傳熱速度的快慢，知道影響熱傳遞的主要因素，并對生活中保溫和散熱的做法進行解釋。

一、在《熱傳導(dǎo)》一課教學(xué)中研究熱在金屬中的傳遞（圖1）

圖1

在實驗過程中，在一端加熱的金屬片上，凡士林從加熱的地方慢慢向另一端擴散熔化；在中心加熱的金屬片上，凡士林從中心慢慢向四周擴散熔化。本實驗通過凡士林的熔化過程說明熱是可以傳遞的，而且是從溫度高的地方傳向溫度低的地方。但是在實際的操作過程中，存在一些問題，主要是凡士林加熱熔化以后變得透明，學(xué)生不容易看清，而且由于學(xué)生年齡小，涂抹凡士林容易將桌面等其他物品弄臟，影響實驗室的衛(wèi)生。

對此，我對實驗材料進行了一些改進，用感溫材料代替凡士林涂抹在金屬片上。這種感溫材料其實就是一種溫感指甲油，網(wǎng)上購物平臺很容易買到。（如圖2）

圖2

（一）操作步驟

將感溫材料均勻涂抹在金屬片上；

用試管夾夾住金屬片一端，加熱另一端，觀察感溫材料顏色的變化；（如圖3）

圖3

將金屬片從加熱處移開，冷卻一段時間后，待金屬片上的感溫材料恢復(fù)到原來的顏色，再加熱金屬片的中心，觀察感溫材料顏色的變化。（如圖4）

圖4

（二）實驗效果

在加熱金屬片一端的時候，可以清楚地看到金屬片最先被加熱處的感溫材料迅速由紫色變成紅色，然后紅色逐漸向另一端擴散；在加熱金屬片中心的時候，金屬片中心由紫色變成紅色，然后紅色由中心向四周擴散。通過感溫材料顏色的變化，學(xué)生能清楚地看到熱傳遞的過程，實驗現(xiàn)象非常明顯，而且可以反復(fù)實驗，也不需要擔(dān)心凡士林帶來的衛(wèi)生問題。學(xué)生對此非常感興趣，更能激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

二、在《物體的傳熱本領(lǐng)》一課教學(xué)中用感溫材料代替凡士林（圖5）

圖5

（一）教材中的實驗存在的問題

1.教材提供的實驗材料操作有難度

由于材料棒是圓柱體，珠子是球體，兩者的接觸面較小，珠子很難粘住，有時候?qū)嶒炦€沒開始，珠子就掉落下來。學(xué)生操作比較困難，影響實驗效果，也降低了學(xué)生實驗的積極性。

2.按照教材中的方法進行實驗，結(jié)果不準確

學(xué)生在每種材料棒上涂抹的凡士林有多有少，而且每種材料棒表面粗糙程度不一樣，表面粗糙的材料棒比較容易粘住珠子，而表面光滑的材料棒就比較難粘住珠子。這對實驗的結(jié)果有很大影響，使實驗結(jié)果不準確。

（二）用感溫材料替代的操作步驟

在塑料、木頭、銅、鐵、鋁5 種長度相等的材料棒的相同部位涂上感溫材料，且涂色部分長度相同。（如圖6）

圖6

將一個一次性餐盤上挖5 個圓洞，蓋在一個塑料小水槽上，然后將5 種材料棒分別插入圓洞中，使露出部分長度相同，并稍加固定。（如圖7）

圖7

將餐盤稍微提起，往塑料水槽中加入足夠多的熱水，然后蓋上餐盤，使5 根材料棒一端能浸在熱水中，觀察材料棒另一端感溫材料顏色的變化。

將5 根材料棒同時從熱水中取出，放在空氣中冷卻，看看剛才變色的幾根金屬材料棒哪一根最先恢復(fù)到原來的顏色。

（三）實驗效果

通過實驗可以看出，銅棒上的感溫材料最先發(fā)生顏色改變，接著是鋁棒和鐵棒，而塑料棒和木棒上的顏色變化不明顯。這兩種材料棒暫時還無法比較出哪一種材質(zhì)導(dǎo)熱性更強，只能說明塑料棒和木棒導(dǎo)熱性比金屬棒導(dǎo)熱性差。

以上3 種金屬中，銅的導(dǎo)熱性最好，其次是鋁，最差是鐵。此外，本次實驗還可以進行有效拓展，由比較金屬導(dǎo)熱性延伸到比較金屬的散熱性，讓學(xué)生知道物體導(dǎo)熱性和散熱性雖然是兩個不同的概念，但是它們之間也是有一定聯(lián)系的。這樣更能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，提高學(xué)生參與實驗的積極性。

三、思考和體會

最后談?wù)勛约旱囊恍┧伎己腕w會。我認為：科學(xué)教師在引導(dǎo)學(xué)生進行探究實驗的過程中一定要關(guān)注細節(jié)。俗話說：細節(jié)決定成敗。課堂教學(xué)由多個細節(jié)組成，新的教學(xué)理念只有落實到教學(xué)的具體細節(jié)中，才能給學(xué)生呈現(xiàn)一個個精彩的課堂。在科學(xué)實驗教學(xué)中，學(xué)生通過親自動手操作去探究科學(xué)原理。一些小小的細節(jié)往往會關(guān)系到實驗的成敗。所以教師要密切關(guān)注實驗操作過程中的細節(jié)，提高學(xué)生的動手能力，增強實驗效果。同時，科學(xué)教師還應(yīng)該以人為本，學(xué)會換位思考，把自己放在學(xué)生的角度，考慮學(xué)生在做這一探究實驗的時候會遇到哪些困難，如何去解決這些困難。

文中介紹的兩個實驗，都是關(guān)于物體熱傳遞的實驗，一個是探究熱傳遞的方向，一個是探究物體導(dǎo)熱性的強弱。在這兩個實驗中，教師敏銳地覺察到教材中提到的實驗材料存在一定缺點這一細節(jié)。同時，教師站在學(xué)生的角度考慮，預(yù)料到學(xué)生用傳統(tǒng)方式在做這個實驗時可能會遇到的困難。為了解決學(xué)生在實驗時可能會遇到的困難，教師巧妙運用感溫材料代替教材中提到的凡士林，用感溫材料顏色的變化來顯示熱傳遞的過程，和原來教材中的實驗相比，簡化了實驗操作步驟，降低了學(xué)生實驗操作難度，而且實驗現(xiàn)象更加直觀、明顯，取得了更好的實驗效果。