巧做冰的熔化實(shí)驗(yàn)

1、巧做冰的熔化實(shí)驗(yàn)初中物理教材蘇科版第一冊(cè)中“冰的熔化實(shí)驗(yàn)是一個(gè)對(duì) 學(xué)生的獲 得熔化知識(shí)、 激發(fā)探究興趣和掌握根本實(shí)驗(yàn)技能有很大 作用的實(shí)驗(yàn)。實(shí) 驗(yàn)中學(xué)生要正確使用儀器、仔細(xì)觀測(cè)測(cè)量、取得 資料數(shù)據(jù)，并親自分析 總結(jié)、小組合作完成。課本的編者和很多 老師對(duì)它也是贊賞有加。綜合 其優(yōu)點(diǎn)： 1冰的熔化實(shí)驗(yàn)中牽 涉的物理量較多，有時(shí)間和溫度，都 需要測(cè)量，有不同的測(cè)量工 具，且需要同時(shí)進(jìn)行讀數(shù)，所以一兩個(gè)學(xué)生 不易操作。需要幾個(gè) 學(xué)生協(xié)同完成。表達(dá)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。 2 實(shí)驗(yàn)要求對(duì) 實(shí)?的結(jié)果分析處理，得到晶體的熔化圖像。學(xué)生要邊觀察實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn)象，邊記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)。而有別于一般的實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化很快

2、， 如 果只顧看現(xiàn)象圖熱鬧， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)瞬即丟。 實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)收集有 一定的 難度， 既有利于提高學(xué)生的注意力和興奮度， 又有利于學(xué) 生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?提高。 3數(shù)據(jù)的圖像化處理，強(qiáng)調(diào)學(xué)科間的聯(lián)系。學(xué)習(xí)物理過程中圖像一直是非常重要的環(huán)節(jié)。 冰的熔化實(shí)驗(yàn)開啟 了物理圖像的先河。 學(xué) 生第一次用到直角坐標(biāo)系， 應(yīng)用時(shí)間和溫 度作為坐標(biāo)，知道把對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 標(biāo)在坐標(biāo)系中，畫出完美的線條。 做好冰的熔化圖像的教學(xué)， 并懂得圖 像描述和分析是物理研究中 重要的方法， 這對(duì)今后的物理知識(shí)學(xué)習(xí)和學(xué) 科素養(yǎng)的培養(yǎng)打下一 個(gè)良好的根底。 4從心理學(xué)的角度來考慮，學(xué) 生在掌握新知 時(shí)，必須要在自己原有的認(rèn)知框架中找到與之相適

3、應(yīng)的知 識(shí)結(jié) 構(gòu)，有關(guān)冰的現(xiàn)象，學(xué)生心理認(rèn)同度高，是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常 見 過的物質(zhì)狀態(tài)。 尤其是剛剛經(jīng)歷過炎熱的夏季， 南方的學(xué)生對(duì) 冰更有 一種親切感。其次，冰的來源較為廣泛，教師自己可以制 取，也可以動(dòng) 員學(xué)生參與制取后帶來， 不失為一個(gè)可以廣泛參與 的好實(shí)驗(yàn)。我教了幾輪下來感受很多。 就這樣一個(gè)非常重要而看似簡單 的實(shí)驗(yàn)， 我們實(shí)際得到的往往只是學(xué)生參與的熱情， 沒有收到應(yīng) 有的效果。因?yàn)?我們?cè)谡嬲鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)與理想的情況有很 大的差距， 最后只能很 為難的自己套用一些數(shù)據(jù)給學(xué)生， 或者自 己找一些托詞。問題： 1. 按照教材要求， 本實(shí)驗(yàn)采用水浴法并用酒精燈加熱 在實(shí) 驗(yàn)時(shí)，

4、我們照搬教材， 因冰熔化太快， 實(shí)驗(yàn)無一組成功。經(jīng)過仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，南京九月氣溫在20C 以上，根本無需酒精 燈加熱，連水浴法都不需要， 直接利用周圍環(huán)境作為熱源都能使 碎冰的熔化速度 非常快。 而一旦冰塊大一點(diǎn)那么熔化得很慢， 很難 到達(dá)預(yù)期的效果。 根 據(jù)實(shí)驗(yàn)中讀出的數(shù)據(jù)一般不能得到一個(gè)理想 的晶體熔化圖像， 其圖形與 非晶體的熔化圖像很類似。 老師只能 用實(shí)驗(yàn)的誤差來敷衍過去，重新給 學(xué)生介紹一組比擬合理的數(shù) 據(jù)，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)缺乏說服力，而真正能使 冰塊大小恰到好處， 得到一些比擬準(zhǔn)的數(shù)據(jù)確實(shí)很難做到。問題 2. 冰水混合物中溫度計(jì)的讀數(shù) 實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度計(jì)玻璃泡埋在冰中， 當(dāng)冰開始熔化時(shí)， 學(xué)

5、生多發(fā)現(xiàn)冰熔化時(shí)溫度計(jì)顯示為-2C與容器的大小有關(guān)，也與冰的初溫有關(guān)， 但很快就是4°C,很少有0°C。其中4°C持續(xù)的時(shí)間 最長。經(jīng)仔細(xì)研究 發(fā)現(xiàn)，玻璃泡四周全部是水。我們知道4C 的水是最穩(wěn)定的。所以大局部時(shí)間溫度計(jì)的讀數(shù)都是4C。這與我們介紹的冰的熔點(diǎn)有較大的出入。如何克服這些問題， 做出我們滿意的結(jié)論呢？我經(jīng)過幾年的 探索找 到了一個(gè)比擬好的方法?，F(xiàn)介紹如下：每小組器材：試管1個(gè)規(guī)格20ml，如沒有大一點(diǎn)也可以，實(shí)驗(yàn)需要的時(shí)間就會(huì)稍長。 溫度計(jì) 1 只，泡沫塑料用刀切成略大 于試管口的 1cm 厚的方塊。本實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的難點(diǎn)就是如何使溫度計(jì) 能直立在試管中，

6、且不 能碰到試管的底和壁。 有的老師用橡皮塞 做，結(jié)果會(huì)擋住溫度計(jì)的 0 C 附近的讀數(shù)，不便于數(shù)據(jù)的讀取和 記錄。用泡沫塑料那么可以根據(jù)溫度計(jì) 的液泡長短自己調(diào)節(jié)固定溫 度計(jì)的位置。操作：試管中放入水 6? 8ml 必須能浸沒溫度計(jì)的液泡，用 燒紅的鐵 絲在泡沫塊中間燙一個(gè)比溫度計(jì)直徑略小的洞， 把溫度 計(jì)插入水中， 注 意不能碰到試管的底和壁。 做好后正立放在試管 架上放入冰柜冷凍一夜。保存：由于上課時(shí)的溫度較高而制取的冰不能長時(shí)間保存，可用保溫桶放置帶到班級(jí)中使用。 如沒有， 那么可以找一個(gè)塑料泡 沫盒子， 里 面放入自己制取的冰鹽水， 自制成一個(gè)隨身攜帶的保 溫箱。可以使冰的 初溫在 -5C 左右，且維持的時(shí)間可以超過 40 分鐘。實(shí)驗(yàn)時(shí)每 4 人一組，小組協(xié)作：一個(gè)負(fù)責(zé)看時(shí)間，一個(gè)負(fù)責(zé) 看冰的 熔化， 一個(gè)負(fù)責(zé)讀溫度計(jì)的視數(shù)， 還有一個(gè)負(fù)責(zé)記錄數(shù)字。 南京地區(qū) 實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要加熱， 直接利用空氣自然加熱即可。 全部 完成大約需要 6min 左右。下面是我在課堂上一組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)：實(shí)驗(yàn)過程中，冰的熔化過程清晰，且時(shí)間適中，融點(diǎn)溫度準(zhǔn) 確。便 于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象， 并且根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫出冰的熔化圖 像，到達(dá)實(shí)驗(yàn) 的目的。 為學(xué)生掌握冰的熔化現(xiàn)象提供了生動(dòng)的體 驗(yàn)，極大地提高了學(xué)習(xí)的趣味性和效率。物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生感受物理思想、領(lǐng)悟物理科學(xué)精髓最主要、最有效的途徑之一。