屠鐵劍

摘 要：演示實驗在課堂教學(xué)中的作用是不言而喻的，實驗的成敗將直接影響課堂中重難點的突破與否。對此，以“使每個學(xué)生能觀察到實驗的關(guān)鍵情節(jié)、增強演示實驗的可視度”為思路，通過剖析“海波熔化實驗”失敗的因素，對不斷改進(jìn)完善演示實驗來提高課堂效果進(jìn)行了嘗試。

關(guān)鍵詞：演示實驗；改進(jìn)；教學(xué)效果

科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的綜合性學(xué)科，演示實驗是科學(xué)教學(xué)成功的根本保證。一個成功的演示實驗可以清楚生動地闡明科學(xué)問題，集中學(xué)生注意力，并啟發(fā)學(xué)生思維。同時，在實驗的操作中可以使學(xué)生快速掌握使用儀器、試劑等實驗操作技能，還可以培養(yǎng)學(xué)生抓住現(xiàn)象本質(zhì)和觀察、分析問題的能力，從而提高演示實驗教學(xué)的有效性。在平時的教學(xué)中，一些失敗的或低效的演示實驗，往往都是教師不注重細(xì)節(jié)或輕視實驗的課前準(zhǔn)備，一味依賴教材，沒有深入探索實驗的原理而引起的。下面我就以“海波熔化”演示實驗為例，將改進(jìn)過程與所取得的教學(xué)效果與大家一起分享交流。

一、初次實驗以失敗告終，不了了之

那年是我參加工作第一年執(zhí)教七年級科學(xué)課，接觸到海波熔化實驗時，在課前準(zhǔn)備中去實驗室按書本上和教參的要求做了一下這個實驗，但并沒有如愿得到預(yù)想的實驗結(jié)果，最終因得不到與知識相對應(yīng)的結(jié)論而放棄了在課堂中進(jìn)行演示，而是以口頭講授實驗的方式糊弄過去了。之后因為沒有再執(zhí)教過七年級，也沒有對該實驗進(jìn)行研究，但一直給我留下一個印象就是這個實驗很難成功，這些數(shù)據(jù)類的實驗在課堂演示中如果得不到合理的數(shù)據(jù)，就得不到與書本上相應(yīng)的結(jié)論，會造成尷尬的局面，讓學(xué)生很迷茫，是應(yīng)該相信實驗還是書本上的結(jié)論？盡管我們可以以實驗中有過多的干擾因素影響了實驗結(jié)果的測定來對失敗實驗進(jìn)行演示，但對于課堂效率而言，這仍然是一種低效的教學(xué)。

二、重做實驗再次失敗，深入分析失敗緣由

前段時間，同一辦公室的同事因為在科學(xué)教師素質(zhì)比武第一輪比賽中順利入圍而有幸參加第二輪的比賽課堂展示活動，此次課堂展示課她抽到的正好是“熔化與凝固”一節(jié)，此課作為展示課最大的亮點應(yīng)該就是海波熔化的實驗了，由于我對此實驗一直存在困惑，也參與了她的實驗過程，她花了大量時間反復(fù)多次做了該實驗，但都以失敗而告終，實驗中存在的主要問題可以簡單地概括如下：

問題1.實驗中出現(xiàn)海波外部已經(jīng)熔化，但內(nèi)部溫度尚未到達(dá)熔點。

問題2.熔化過程很不明顯且難以看到溫度保持不變的過程。

問題3.實驗耗時較長，操作過于繁雜，實驗的成功與否可能受操作中移動酒精燈的加熱、攪拌海波等因素的影響較大。

根據(jù)以上問題，于是我們一起查閱了一些別人對此實驗改進(jìn)研究的資料，分析得出了一些問題的原因：

①實驗開始階段中我們?yōu)榱藸幦r間，先用較高溫度的熱水后用酒精燈給其加熱，這樣水溫就上升較快，短時間內(nèi)海波外部的溫度就達(dá)到了熔點，然后海波就開始熔化了。但因為是短時間內(nèi)海波內(nèi)部吸收的熱量較少且溫度較低，所以才會出現(xiàn)外部熔化，內(nèi)部卻還在升溫的現(xiàn)象。

②在內(nèi)部溫度上升至熔點后，所有海波幾乎全部熔化，因而也就難以看到溫度沒有變化的過程。

③海波是熱的不良導(dǎo)體，因傳熱較慢，導(dǎo)致內(nèi)外溫差較大。

了解了實驗失敗的原因后，我們又著手進(jìn)行了實驗的改進(jìn)，改進(jìn)的主要措施如下：

①盡量控制水溫和海波溫度不超過3℃，（通過移動酒精燈進(jìn)行調(diào)節(jié)）保持熱傳導(dǎo)的均勻，使海波內(nèi)外溫差較小來延長實驗時間，便于學(xué)生觀察。

②加熱過程中用自制的攪拌器不斷地對海波進(jìn)行攪拌以便內(nèi)外受熱一致，同時在海波內(nèi)部溫度達(dá)到42℃左右時開始記錄數(shù)據(jù)，每30秒記一次。

③在水溫達(dá)到47℃的同時，還要進(jìn)一步控制海波內(nèi)外部溫差，溫差要保持在1℃以內(nèi)，海波開始熔化時，要保持溫度基本不變，以便整個過程清楚觀察。

盡管借用了他人的成果進(jìn)行了大膽的嘗試后，有了明顯的效果，在3次嘗試的過程中有一次實驗圖像大致接近書本中的圖像，究其兩次失敗的原因在于很難通過移動酒精燈來控制水溫和海波溫度不超過3℃以及在水溫達(dá)到47℃的同時，進(jìn)一步控制海波內(nèi)外部溫差，溫差保持在1℃以內(nèi)。加熱的問題導(dǎo)致她總覺得在展示課中實驗風(fēng)險過大，于是還是放棄了在課堂中進(jìn)行現(xiàn)場演示，而用視頻播放取而代之。

三、放眼比賽課堂，加熱難題迎刃而解

在比賽現(xiàn)場我看到了其中有一位老師用透明的玻璃可調(diào)控溫的電熱水壺代替了移動酒精燈加熱，輕松而又成功完成了這個使很多老師束手無策的晶體熔化實驗，（熱敏溫度計在其中一支試管中溫度始終停在46℃，達(dá)2分鐘之久）此時，我眼前一亮，真想拍手叫絕。下面我就將此家用透明的玻璃可調(diào)控溫的電熱水壺的妙處細(xì)說如下：

①此加熱裝置可設(shè)置溫度，便于控制起初水溫和海波溫度不超過3℃以及在水溫達(dá)到47℃的同時，進(jìn)一步控制海波內(nèi)外部溫差，溫差保持在1℃以內(nèi)。減少了移動酒精燈操作不當(dāng)引起的干擾因素。

②采用了將石蠟和海波同時在一個加熱裝置中進(jìn)行，大大縮短了實驗的時間，通過透明玻璃觀察熔化現(xiàn)象對比明顯，用泡沫板轉(zhuǎn)孔替代了鐵架臺固定試管，使裝置簡潔。采用了熱敏溫度計代替了實驗室煤油溫度計，方便讀數(shù)。

總之，在我們平時的教學(xué)中，要多關(guān)注課堂演示實驗，樹立使每個學(xué)生能觀察到實驗的關(guān)鍵情節(jié)、增強演示實驗可視度的思想，積極改進(jìn)優(yōu)化課堂演示實驗，充分挖掘演示實驗的教育意義，不斷提高課堂教學(xué)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]白碧榮.淺談“海波熔化”實驗改進(jìn)[J].社會科學(xué)（引文版），2017（11）：47.

[2]邢清.“海波熔化”實驗的改進(jìn)和替代[J].讀寫算（教育教學(xué)研究），2013（10）.