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对“固体热胀冷缩”补充实验的教学设想

时间:2007-4-1栏目:科学课论文

九年义务教育教材小学自然(五年制)第六册《物体的热胀冷缩(一)》一课,从教材结构上看可分为两部分:第一部分指导学生认识液体有热胀冷缩的性质;第二部分指导学生认识固体有热胀冷缩的性质。

教材的第二部分在课本中的具体表达形式比较简单:利用一个铁环和一个刚好能通过铁环的铜球进行实验,把铜球放入热水中,铜球受热体积膨胀,不能从铁环中通过;再放入冷水中,铜球受冷后体积收缩,又能够从铁环中通过。依此而得出“固体也有热胀冷缩的性质”的结论。《教师教学用书》中提到了这个问题:“从一种现象就得出一个结论,显得有些欠缺,有条件时最好再补充一个实验。”根据我们对教材的理解,即补充一个实验的话,就可以采用归纳概括的方法,得出固体有热胀冷缩性质的结论。

这样,就与第一部分认识液体有热胀冷缩性质的教学模式一致了。补充一个什么材料来做验证固体有热胀冷缩性质的实验呢?用圆金属片?金属球和金属片同是金属的种概念,根据归纳推理的规则只能推出金属有热胀冷缩性质的结论。而金属只是“固体”这一概念的一个子类,因此还不足以说明固体有热胀冷缩的性质。这样,最好能找非金属固体材料,但非金属材料的膨胀系数都比金属材料的膨胀系数小,这就给补充实验带来了难度。通过查找资料知道,固体除了金属外就是玻璃的膨胀系数比较大了。根据结构力学的原理,我们先是选定了玻璃球作实验材料进行实验。因为玻璃球是圆球形的,受冷受热不易炸裂。经过反复实验,发现一般玻璃球并不是规则的圆形,无法保证实验的效果。什么玻璃制品既规则又间隙非常小呢?便想到了注射器。注射器是熟玻璃制成的,受冷受热不易炸裂。使注射器受热可以用酒精灯,使其受冷当然用冰箱既快效果又明显了。但由于不可能把冰箱搬到课堂上,便想到可以用冰箱中的储冷器来使注射器受冷。经过反复实验,效果很好。这个实验就定下来了。

补充了这个实验,教材的第二部分也就比较完美了,整篇课文的教学模式统一了,从认识过程看也比较科学。

这部分的教学设计如下:

师:现在我们知道了铜球有热胀冷缩的性质。其他固体形态的物体还有很多,如桌子、椅子、玻璃、陶瓷等,它们有没有热胀冷缩的性质?下面我们用实验来研究玻璃有没有热胀冷缩的性质。老师这有一支注射器,现在,这个玻璃塞可以顺利地进入管内到达底部,我用酒精灯加热注射器的塞,再放入管内,你们想,会有什么现象?

生:注射器的塞不能到达底部。

师:(演示实验后)的确是只到一半处。我们在它到达的位置做一个标记。(教师在注射器外活塞顶端到达处用不干胶做标记。)下面我们再把塞放到冰箱里储冷用的这个储冷器上,使活塞受冷后,把它再放入注射器内,你们推想一下会发生什么现象。(学生互相交流自己的推测。)现在老师把塞放入管内,你们看到了什么现象?这说明注射器有什么性质?

生:塞又能顺利到达管内的底部了。这说明注射器有热胀冷缩的性质。

师:注射器是玻璃做的,所以说玻璃有什么性质?

生:玻璃有热胀冷缩的性质。

师:铜球有热胀冷缩的性质,玻璃有热胀冷缩的性质。铜球、玻璃都是固体,都有热胀冷缩的性质,由此,你可以推想出……

生:固体有热胀冷缩的性质。

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