郭鵬飛

摘要：本教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器可觀察空氣受熱遇冷時(shí)，體積的變化量。通過(guò)改造，用雙口燒瓶裝載研究對(duì)象空氣，而利用燒瓶的雙口結(jié)構(gòu)，一個(gè)通氣孔裝載溫度自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備，另一通氣孔裝載玻璃注射器。由于玻璃注射器上附有刻度，當(dāng)空氣體積變化時(shí)，可讀取其體積的變化量。而溫度自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備可以直接讀取瓶?jī)?nèi)空氣溫度的數(shù)值。

關(guān)鍵詞：熱脹冷縮;量化測(cè)量;溫度變化;體積變化

在粵教版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第4單元熱與溫度的第四課時(shí)《氣體的熱脹冷縮》的教學(xué)實(shí)踐中，教材主要提供了兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)：一個(gè)是將氣球套在燒瓶的瓶口處，將瓶子分別放入熱水和加冰塊的冷水中，再觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

二是用注射器抽取5毫升空氣，用橡皮帽堵住注射器管口。將注射器依次放入冷水和水中去，讀出空氣的體積數(shù)，并填寫(xiě)記錄表格。

這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是有層次地幫助學(xué)生建構(gòu)氣體熱脹冷縮知識(shí)的。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)到空氣受熱膨脹，遇冷收縮。而第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以觀察到熱脹冷縮時(shí)，空氣的體積變化量。將知識(shí)由定量觀察深化到定性分析。但是也存在一定的不足。譬如，空氣的溫度變化量是不得而知的。因?yàn)闊崴臏囟韧ǔＳ?0攝氏度以上，而冰水混合物的溫度通常為0攝氏度附近，在用冷水和熱水對(duì)空氣作用時(shí)，空氣溫度的變化是含糊不清的。

利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材突破教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足，提高課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

空氣熱脹冷縮顯示儀有以下優(yōu)勢(shì)：

1.實(shí)驗(yàn)探究更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。對(duì)于探究氣體熱脹冷縮的性質(zhì)中，利用本實(shí)驗(yàn)裝置可以究可幫助學(xué)生深層次建構(gòu)熱脹冷縮的科學(xué)概念。本實(shí)驗(yàn)裝置可以觀測(cè)封閉雙口燒瓶?jī)?nèi)空氣溫度變化與空氣體積變化的關(guān)系，得出定量化的數(shù)據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)推論。

2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，安全系數(shù)更高。傳統(tǒng)的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)，都需要用到溫度較高的水，才能有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。比如，修復(fù)被壓癟的乒乓球，需要95℃的熱水;氣球套住錐形瓶讓入熱水中加熱，也需要80℃左右的熱水。所以進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，存在安全隱患。本實(shí)驗(yàn)只需要，用60℃左右的熱水，就可以有較明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理更科學(xué)。通過(guò)繪制V-T（溫度體積圖像），可以更直觀觀測(cè)雙口燒瓶?jī)?nèi)溫度與體積之間的關(guān)系?？蓭椭鷮W(xué)生掌握一種科學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法。

4.實(shí)驗(yàn)材料簡(jiǎn)單易得，可重復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)成本低，有廣泛推廣的意義。

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