- 相關(guān)推薦
對(duì)“固體熱脹冷縮”補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)想
九年義務(wù)教育教材小學(xué)自然（五年制）第六冊(cè)《物體的熱脹冷縮（一）》一課，從教材結(jié)構(gòu)上看可分為兩部分：第一部分指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)液體有熱脹冷縮的性質(zhì)；第二部分指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)固體有熱脹冷縮的性質(zhì)。教材的第二部分在課本中的具體表達(dá)形式比較簡(jiǎn)單：利用一個(gè)鐵環(huán)和一個(gè)剛好能通過鐵環(huán)的銅球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把銅球放入熱水中，銅球受熱體積膨脹，不能從鐵環(huán)中通過；再放入冷水中，銅球受冷后體積收縮，又能夠從鐵環(huán)中通過。依此而得出“固體也有熱脹冷縮的性質(zhì)”的結(jié)論。《教師教學(xué)用書》中提到了這個(gè)問題：“從一種現(xiàn)象就得出一個(gè)結(jié)論，顯得有些欠缺，有條件時(shí)最好再補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)。”根據(jù)我們對(duì)教材的理解，即補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)的話，就可以采用歸納概括的方法，得出固體有熱脹冷縮性質(zhì)的結(jié)論。
這樣，就與第一部分認(rèn)識(shí)液體有熱脹冷縮性質(zhì)的教學(xué)模式一致了。補(bǔ)充一個(gè)什么材料來做驗(yàn)證固體有熱脹冷縮性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀坑脠A金屬片？金屬球和金屬片同是金屬的種概念，根據(jù)歸納推理的規(guī)則只能推出金屬有熱脹冷縮性質(zhì)的結(jié)論。而金屬只是“固體”這一概念的一個(gè)子類，因此還不足以說明固體有熱脹冷縮的性質(zhì)。這樣，最好能找非金屬固體材料，但非金屬材料的膨脹系數(shù)都比金屬材料的膨脹系數(shù)小，這就給補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)帶來了難度。通過查找資料知道，固體除了金屬外就是玻璃的膨脹系數(shù)比較大了。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的原理，我們先是選定了玻璃球作實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因?yàn)椴Ａ蚴菆A球形的，受冷受熱不易炸裂。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一般玻璃球并不是規(guī)則的圓形，無法保證實(shí)驗(yàn)的效果。什么玻璃制品既規(guī)則又間隙非常小呢？便想到了注射器。注射器是熟玻璃制成的，受冷受熱不易炸裂。使注射器受熱可以用酒精燈，使其受冷當(dāng)然用冰箱既快效果又明顯了。但由于不可能把冰箱搬到課堂上，便想到可以用冰箱中的儲(chǔ)冷器來使注射器受冷。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，效果很好。這個(gè)實(shí)驗(yàn)就定下來了。
補(bǔ)充了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，教材的第二部分也就比較完美了，整篇課文的教學(xué)模式統(tǒng)一了，從認(rèn)識(shí)過程看也比較科學(xué)。
這部分的教學(xué)設(shè)計(jì)如下：
師：現(xiàn)在我們知道了銅球有熱脹冷縮的性質(zhì)。其他固體形態(tài)的物體還有很多，如桌子、椅子、玻璃、陶瓷等，它們有沒有熱脹冷縮的性質(zhì)？下面我們用實(shí)驗(yàn)來研究玻璃有沒有熱脹冷縮的性質(zhì)。老師這有一支注射器，現(xiàn)在，這個(gè)玻璃塞可以順利地進(jìn)入管內(nèi)到達(dá)底部，我用酒精燈加熱注射器的塞，再放入管內(nèi)，你們想，會(huì)有什么現(xiàn)象？
生：注射器的塞不能到達(dá)底部。
師：（演示實(shí)驗(yàn)后）的確是只到一半處。我們?cè)谒竭_(dá)的位置做一個(gè)標(biāo)記。（教師在注射器外活塞頂端到達(dá)處用不干膠做標(biāo)記。）下面我們?cè)侔讶诺奖淅飪?chǔ)冷用的這個(gè)儲(chǔ)冷器上，使活塞受冷后，把它再放入注射器內(nèi)，你們推想一下會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。（學(xué)生互相交流自己的推測(cè)。）現(xiàn)在老師把塞放入管內(nèi)，你們看到了什么現(xiàn)象？這說明注射器有什么性質(zhì)？
生：塞又能順利到達(dá)管內(nèi)的底部了。這說明注射器有熱脹冷縮的性質(zhì)。
師：注射器是玻璃做的，所以說玻璃有什么性質(zhì)？
生：玻璃有熱脹冷縮的性質(zhì)。
師：銅球有熱脹冷縮的性質(zhì)，玻璃有熱脹冷縮的性質(zhì)。銅球、玻璃都是固體，都有熱脹冷縮的性質(zhì)，由此，你可以推想出……
生：固體有熱脹冷縮的性質(zhì)。