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学生应初步具备的实验能力主要包括:
能正确使用仪器进行观察、测量和读数;
会分析实验数据并得出正确的结论;
能进行实验误差的分析;
会写简明的实验报告。
苏科版的物理教科书为广大的师生提供了一个很好的学习平台,但教科书中有些实验可以改进,使得:
1、改进后的实验更能贴近生活,方便普遍推广,利用身边随手可得的器材就可以进行实验设计。
2、改进后的实验更简便、易操作,更科学、合理,符合大多数学生的认知过程和思维逻辑。
3.改进后的实验产生的现象更明确,不易混淆,以便学生分析实验现象,得出正确的实验结论。
4、改进后的实验更易于控制,把握时间,更有利于完成课堂教学。
5、学生通过改进后的实验实践活动,能不断积累经验,随时能够自己设计实验,并动手完成实验,使实验的意识和能力得到增强。
为此,我们对苏科版物理8年级上册教材中的液体汽化这一节的“观察水的沸腾”这个实验进行了一些改进,现小结如下:
观察水的沸腾
教材实验设置:
活动2.4
观察水的沸腾
1.如图1所示,向烧杯中注入适量的热水,用酒精灯给烧杯加热,观察水中发生的变化(水的温度、水发出的声音、水中的气泡……)。
2.当水温度升到90℃时,每隔1min读一次温度计的示数,记在表格中,同时注意观察烧杯中水发生的变化,直到水沸腾5min后停止读数。
3.移开酒精灯,停止加热,观察水是否继续沸腾
4.描述实验中水在沸腾前和沸腾时的情景:
……
图1
本实验的缺点:
(1)烧杯较大,容水量较多,加上使用石棉网,加热的时间太长,在课堂预定的时间内难以完成;
有时甚至会在水沸腾之前达到热平衡状态,水不能沸腾而使实验失败。
(2)烧杯横截面较大,水的深度较小,水中气泡行程较短,不易观察气泡上升时大小的变化情况。
(3)
要用温水进行加热,水的初温难以控制。
(4)
温水只能在课堂上临时倒进烧杯,容易引起课堂混乱,比较麻烦。
(5)
由于学生不明确沸腾的特点,也就不知道什么时候水沸腾了,因此对沸腾前和沸腾时的不同时段划分、不同情景描述有较大困难。
对实验的改进:
用一根长为20cm、直径为3cm大试管代替烧杯(如图2)进行实验。
改进后的优点:
(1)
改进后的实验用水量较少,水的温度上升较快,可以用冷水直接进行加热实验,不必为每组准备热水。
(2)
选择记录温度的起始点范围比较广。
例如从40℃、50℃、60℃都可以。
实验器材简单容易准备。
(4)试管横截面较小,水虽然不多,但是深度较大,气泡行程较长,易于观察气泡上升过程中的变化情况。
(5)改进后的实验成功率较高。
实验所用时
图2
间可以控制,有助于把握课堂节奏。
经过统计,在十几个班级近300组的实验中,在预定时间内完成水的沸腾实验,并观察到水的沸腾现象的有290组以上,实验成功率超过95﹪。
(6)有利于学生对实验现象的归纳:
学生通过对实验的观察,把观察到的现象记录在下面的表格中,可以发现后一阶段水的温度保持不变,同时还有大量气泡产生,明确这就是水的沸腾现象,总结出沸腾的特点。
这时引导学生把实验过程分为前后两个不同的阶段,这样就可以自己通过观察到的现象,比较水沸腾前后有什么不同了。
这种归纳、分析实验现象的过程更加符合学生的认知规律。
水的沸腾现象记录表:
沸腾前后
时间/min
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
温度/℃
50
水中气泡的多少变化
水中气泡在上升过程中的大小变化
水中声音的大小变化
实验注意:
试管中装一半水为宜。
调节酒精灯的火焰大小,使水的温度每分钟上升10-15℃为宜。
因为水的温度上升较快,可以每隔0.5min读一次温度计的示数。
温度计上端可用细铁丝进行固定,避免温度计摇晃,玻璃泡碰到试管壁。
(5)由于试管内水中的空气较少,如果加热时间过长或连续使用试管中的水,水会出现无声沸腾,即爆沸现象,所以,试管中的水不宜连续使用,在下一次实验前应把试管中的水进行更换。
以上是我们在课堂教学中的一点心得。
我们认为,对课本实验进行改进,尽量利用身边材料,简单易得,学生一方面可身临其境,自己驾驭实验,另一方面树立物理就在身边,变废为宝的思想,增强对知识的理解及节约环保的意识。
另外在分组实验中,清晰的实验现象,明显的实验效果,能提高学生观察和实验能力,且使学生对物理学习有着长期的动力,增加了学生对实验及结论的可信度。
参考文献:
《切实加强物理实验,重视学生的实践活动》
刘炳升
附:
活动记录卡
活动名称:
探究水的沸腾现象
活动内容:
探究对水加热的过程中,
(1)水的温度变化情况;
(2)水中的气泡变化情况;
(3)水中的声音变化情况。
以及加热取消前后,水中的现象有什么变化。
友情提醒:
1.要注意安全呀!
2.观察项目较多,要做好分工,搞好合作哦!
##
各项任务:
计时员:
根据温度观察员要求开始计时,以后每隔0.5分钟报一次时,一直到第7分钟。
7分钟后,移开酒精灯,停止加热,并观察水中现象的变化。
温度观察员:
用酒精灯对水加热,不断观察水的温度,当水的温度升到50℃时告诉计时员开始计时,以后计时员每一次报时,你都要迅速读出温度,并记录在下面表格中对应位置。
气泡观察员:
观察加热过程中水中气泡越来越多还是越来越少、以及水中的气泡在上升过程中的变大了还是变小了,并注意前后的比较。
声音观察员:
仔细听水中声音的大小变化,并注意前后的比较。
活动记录表:
58
65
72
78
84
91
98
活动归纳:
1.分析水的温度可知:
对水加热,开始,水的温度
(不断上升/保持不变/不断下降);
后来,水的温度
(不断上升/保持不变/不断下降)。
此时水的温度是
℃。
这就是我今天用实验测量出的水的
。
2.沸腾是在
温度下,在液体
发生的
汽化现象。
3.移开酒精灯,停止加热,水的沸腾
(停止/继续)。
说明沸腾过程
(需要/不需要)吸热。
水的沸腾图像
如果我们以横轴表示时间,以纵轴表示水的温度画出图表,就可以把各个时刻水的温度在图表中标出来,然后把这些点用平滑的曲线连起来,这就是水的沸腾图像。
请根据你今天的实验数据画出水的沸腾图像。
温度/Оc
100
90
80
70
60
0
1
2
3
4
5
6
7时间/min
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- 关 键 词:
- 进水 沸腾 实验 提高 课堂教学 效益
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