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對“固體熱脹冷縮”補充實驗的教學設想

時間:2022-08-07 21:05:19 科學課論文 我要投稿
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對“固體熱脹冷縮”補充實驗的教學設想

九年義務教育教材小學自然(五年制)第六冊《物體的熱脹冷縮(一)》一課,從教材結構上看可分為兩部分:第一部分指導學生認識液體有熱脹冷縮的性質;第二部分指導學生認識固體有熱脹冷縮的性質。

教材的第二部分在課本中的具體表達形式比較簡單:利用一個鐵環(huán)和一個剛好能通過鐵環(huán)的銅球進行實驗,把銅球放入熱水中,銅球受熱體積膨脹,不能從鐵環(huán)中通過;再放入冷水中,銅球受冷后體積收縮,又能夠從鐵環(huán)中通過。依此而得出“固體也有熱脹冷縮的性質”的結論。《教師教學用書》中提到了這個問題:“從一種現象就得出一個結論,顯得有些欠缺,有條件時最好再補充一個實驗!备鶕覀儗滩牡睦斫猓囱a充一個實驗的話,就可以采用歸納概括的方法,得出固體有熱脹冷縮性質的結論。

這樣,就與第一部分認識液體有熱脹冷縮性質的教學模式一致了。補充一個什么材料來做驗證固體有熱脹冷縮性質的實驗呢?用圓金屬片?金屬球和金屬片同是金屬的種概念,根據歸納推理的規(guī)則只能推出金屬有熱脹冷縮性質的結論。而金屬只是“固體”這一概念的一個子類,因此還不足以說明固體有熱脹冷縮的性質。這樣,最好能找非金屬固體材料,但非金屬材料的膨脹系數都比金屬材料的膨脹系數小,這就給補充實驗帶來了難度。通過查找資料知道,固體除了金屬外就是玻璃的膨脹系數比較大了。根據結構力學的原理,我們先是選定了玻璃球作實驗材料進行實驗。因為玻璃球是圓球形的,受冷受熱不易炸裂。經過反復實驗,發(fā)現一般玻璃球并不是規(guī)則的圓形,無法保證實驗的效果。什么玻璃制品既規(guī)則又間隙非常小呢?便想到了注射器。注射器是熟玻璃制成的,受冷受熱不易炸裂。使注射器受熱可以用酒精燈,使其受冷當然用冰箱既快效果又明顯了。但由于不可能把冰箱搬到課堂上,便想到可以用冰箱中的儲冷器來使注射器受冷。經過反復實驗,效果很好。這個實驗就定下來了。

補充了這個實驗,教材的第二部分也就比較完美了,整篇課文的教學模式統(tǒng)一了,從認識過程看也比較科學。

這部分的教學設計如下:

師:現在我們知道了銅球有熱脹冷縮的性質。其他固體形態(tài)的物體還有很多,如桌子、椅子、玻璃、陶瓷等,它們有沒有熱脹冷縮的性質?下面我們用實驗來研究玻璃有沒有熱脹冷縮的性質。老師這有一支注射器,現在,這個玻璃塞可以順利地進入管內到達底部,我用酒精燈加熱注射器的塞,再放入管內,你們想,會有什么現象?

生:注射器的塞不能到達底部。

師:(演示實驗后)的確是只到一半處。我們在它到達的位置做一個標記。(教師在注射器外活塞頂端到達處用不干膠做標記。)下面我們再把塞放到冰箱里儲冷用的這個儲冷器上,使活塞受冷后,把它再放入注射器內,你們推想一下會發(fā)生什么現象。(學生互相交流自己的推測。)現在老師把塞放入管內,你們看到了什么現象?這說明注射器有什么性質?

生:塞又能順利到達管內的底部了。這說明注射器有熱脹冷縮的性質。

師:注射器是玻璃做的,所以說玻璃有什么性質?

生:玻璃有熱脹冷縮的性質。

師:銅球有熱脹冷縮的性質,玻璃有熱脹冷縮的性質。銅球、玻璃都是固體,都有熱脹冷縮的性質,由此,你可以推想出……

生:固體有熱脹冷縮的性質。