山東省陽谷縣教育和體育局(252300) 魏玉體

青島版四年級科學(xué)教材上冊第2單元第8節(jié)“自行車胎為什么爆裂”安排了三部分內(nèi)容，首先是“在炎熱的夏天，自行車胎為什么容易爆胎”，目的是讓學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想，并通過實驗驗證猜想；然后是“固體在受熱或遇冷時體積有什么變化”，目的是讓學(xué)生認識到銅球具有熱脹冷縮的性質(zhì)，進而推理到一般的固體也具有這一性質(zhì)，總結(jié)出一般液體、氣體、固體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)；最后是“找一找生活中物體熱脹冷縮的現(xiàn)象”，目的是讓學(xué)生認識到科學(xué)與生活的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生運用學(xué)到的知識解釋生活現(xiàn)象，解決生活問題[1]。

1 教材中的實驗

(1)實驗?zāi)康?觀察加熱和冷卻后的銅球是否都能穿過鐵環(huán)，探究固體是否具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

(2)實驗材料:酒精燈、銅球、鐵環(huán)等。

(3)實驗步驟:①將銅球接近鐵環(huán)的環(huán)孔，觀察銅球是否能穿過鐵環(huán)；②點燃酒精燈，加熱銅球。將加熱后的銅球接近鐵環(huán)的環(huán)孔，觀察銅球是否能穿過鐵環(huán)；③將銅球放入水中冷卻后再接近鐵環(huán)，觀察銅球是否能穿過鐵環(huán)。

(4)實驗現(xiàn)象:加熱后的銅球不能穿過鐵環(huán)；冷卻后的銅球能穿過鐵環(huán)。

(5)實驗結(jié)論:銅球有熱脹冷縮的性質(zhì)。

2 原實驗的不足

上面的實驗，存在幾點不足之處：

(1)實驗成功率不高，銅球體積大，學(xué)生加熱一會就想試試看能否穿過鐵環(huán)，這樣來回多次，實驗也不能成功。

(2)銅球與鐵環(huán)的配合，大小不可調(diào)整，靈敏度不高，加熱短時間內(nèi)銅球膨脹不大，影響實驗結(jié)果。

(3)銅球加熱后，學(xué)生手拿銅球手柄，接觸鐵環(huán)時，銅球易晃動、滾動，容易被燙到。

3 實驗的改進

3.1 實驗裝置(見圖1)

(1)用1塊長方形木板(長約30 cm，寬約20 cm)作為演示儀底板，在底板的背面用螺絲釘固定一豎板，以加強演示儀的穩(wěn)定性，將底板的右下角挖成1個直角形狀，便于放置酒精燈。

圖1 實驗裝置

(2)在底板上用螺絲釘依次將電池夾、燈座、2塊銅片固定起來。在電池夾中裝入1號干電池，在燈座中裝入小燈泡。用導(dǎo)線依次連接形成串聯(lián)電路。2塊銅片中間斷開，相當于電路開關(guān)。

(3)木板邊緣部位用錫紙裝飾一下，使其美觀。

3.2 實驗操作

(1)把固體的熱脹冷縮儀裝置正放在桌面上，在裝置的右下角放置好酒精燈。

(2)點燃酒精燈，用酒精燈外焰加熱銅片，觀察現(xiàn)象。銅片受熱膨脹，2塊銅片結(jié)合在一起，形成閉合電路，小燈泡發(fā)亮。

(3)熄滅酒精燈，用吹風(fēng)機正吹銅片，使其降溫，觀察現(xiàn)象(銅片受冷收縮，電路斷開，小燈泡熄滅)。

(4)把銅片換成薄鐵片、薄鋁片等其他金屬材料，重復(fù)上面(2)、(3)的操作。

3.3 實驗注意事項

(1)調(diào)節(jié)好2塊銅片(鐵片、鋁片)之間的距離，1 mm左右即可。

(2)調(diào)節(jié)好2塊銅片的高度，以便用酒精燈的外焰對其進行加熱。

4 改進后實驗的優(yōu)點

(1)此實驗改進后，安全性提高，同時大大降低了外界不良因素對實驗現(xiàn)象的影響。

(2)實驗時間縮短，效率提高，實驗效果更明顯，實驗可視性更強。銅片受熱膨脹，2塊銅片結(jié)合在一起，形成閉合電路，小燈泡發(fā)亮。借助小風(fēng)扇使銅片受冷收縮，電路斷開，小燈泡熄滅。

(3)不但用銅做此實驗，還增加了用鐵、鋁等材料來做實驗，讓學(xué)生認識多種固體的熱脹冷縮，使實驗結(jié)論更具說服力，易于得出一般固體也具有熱脹冷縮的性質(zhì)這一結(jié)論。

(4)充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)起了學(xué)生對固體熱脹冷縮的好奇心和探究欲望，同時培養(yǎng)了學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的良好學(xué)習(xí)品質(zhì)，提高了學(xué)生動手實驗操作能力。學(xué)生在直觀現(xiàn)象中感受固體熱脹冷縮的奧妙，再結(jié)合生活中的實例，引導(dǎo)學(xué)生做出科學(xué)合理的解釋，達到了學(xué)以致用的目的，教學(xué)效果良好。