吳思怡
實(shí)驗(yàn)原型及不足
《熱是怎樣傳遞的》的實(shí)驗(yàn)中,教材分別設(shè)計(jì)了用蠟將火柴粘在鐵絲上加熱和對涂有蠟的金屬圓片加熱來觀察熱傳遞的實(shí)驗(yàn)。這一系列的實(shí)驗(yàn)操作難度較大,不適合開展分組實(shí)驗(yàn),主要表現(xiàn)在:火柴很難粘在鐵絲上,即使粘上了也易掉落;蠟的厚薄很難保持相同,容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗;蠟易凝固,很難將蠟均勻地涂在金屬圓片上。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
1.初次改進(jìn)——用熱敏紙代替蠟
一次偶然的機(jī)會(huì),我發(fā)現(xiàn)熱敏紙可以用來代替蠟油。熱敏紙很易得,超市里打印小票用的就是熱敏紙。熱敏紙其實(shí)是在普通紙張上涂上了一層熱敏涂料,它在遇熱時(shí)就會(huì)變色。
根據(jù)熱敏紙的特點(diǎn),我試著將它粘到金屬條和金屬圓片上進(jìn)行“熱是怎樣傳遞的”的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),熱敏紙完全可以代替蠟。
(1)將熱敏紙貼在鐵條上,加熱鐵條的一端。觀察熱敏紙的顏色變化,學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)熱的傳遞方向(如圖1)。
(2)將熱敏紙貼在金屬圓片上,分別加熱金屬圓片的中心和邊緣的一點(diǎn),觀察熱敏紙的顏色變化,學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)熱的傳遞方向和過程(如圖2、圖3)。
在該實(shí)驗(yàn)中采用熱敏紙,不僅使實(shí)驗(yàn)操作更簡單,而且還有以下優(yōu)點(diǎn):
①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、直觀。學(xué)生通過觀察熱敏紙遇熱后其顏色變化的過程,很容易發(fā)現(xiàn)熱的傳遞方向。
②實(shí)驗(yàn)成本低。熱敏紙價(jià)格便宜,一卷熱敏紙只需要1元。兩人一組開展實(shí)驗(yàn),一卷熱敏紙就夠8個(gè)班使用了。
③實(shí)驗(yàn)材料易得。如果學(xué)生想做家庭實(shí)驗(yàn)繼續(xù)觀察,只要找一張超市小票就可以了。
④熱敏紙易保存。沒用完的熱敏紙可以留到下個(gè)學(xué)年再用。在本單元的《傳熱比賽》教學(xué)中,比較銅、鐵、鋁的傳熱速度時(shí)也能用上熱敏紙。
但是,我用熱敏紙做實(shí)驗(yàn)時(shí),也發(fā)現(xiàn)了一些不足:由于熱敏紙和金屬圓片之間存在空隙,影響了傳熱的速度;在加熱時(shí),熱敏紙容易翹起,使得熱敏紙上的色塊容易變成“四角星”型(如圖2),這會(huì)干擾學(xué)生的推測結(jié)果;如果用膠水將熱敏紙粘在金屬片上的話,在加熱后,膠水黏性消失,紙張更易卷起。
2.再次改進(jìn)——用熱敏不干膠打印紙代替熱敏紙
經(jīng)過多次嘗試,我終于找到可以代替熱敏紙的材料——熱敏不干膠打印紙。熱敏不干膠打印紙就是在普通熱敏紙的背面添加了一層不干膠,使它自帶黏性。這樣就可以把它直接貼在金屬條或金屬圓片上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖4)。
實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)
通過實(shí)驗(yàn),我發(fā)現(xiàn):采用熱敏不干膠打印紙代替熱敏紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn),效果更佳,它不僅擁有了熱敏紙的優(yōu)點(diǎn),還彌補(bǔ)了其不足:
熱敏不干膠打印紙與金屬條、金屬圓片更貼合,熱從金屬片傳遞給熱敏不干膠打印紙后,呈現(xiàn)出一個(gè)圓形,其變色過程能很好地反映熱在金屬條或金屬片上的傳遞方向。
熱敏不干膠打印紙加熱后會(huì)失去部分黏性,很容易從金屬條或金屬圓片上揭下來,這使得金屬條和金屬圓片可反復(fù)使用,體現(xiàn)了綠色實(shí)驗(yàn)的理念。
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