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對“固體熱脹冷縮”補充實驗的教學設想
對“固體熱脹冷縮”補充實驗的教學設想 九年義務教育教材小學自然（五年制）第六冊《物體的熱脹冷縮（一）》一課，從教材結構上看可分為兩部分：第一部分指導學生認識液體有熱脹冷縮的性質(zhì)；第二部分指導學生認識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形式比較簡單：利用一個鐵環(huán)和一個剛好能通過鐵環(huán)的銅球進行實驗，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)”的結論�！督處熃虒W用書》中提到了這個問題：“從一種現(xiàn)象就得出一個結論，顯得有些欠缺，有條件時最好再補充一個實驗�！备鶕�(jù)我們對教材的理解，即補充一個實驗的話，就可以采用歸納概括的方法，得出固體有熱脹冷縮性質(zhì)的結論。 這樣，就與第一部分認識液體有熱脹冷縮性質(zhì)的教學模式一致了。補充一個什么材料來做驗證固體有熱脹冷縮性質(zhì)的實驗呢？用圓金屬片？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)的結論。而金屬只是“固體”這一概念的一個子類，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，這就給補充實驗帶來了難度。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)結構力學的原理，我們先是選定了玻璃球作實驗材料進行實驗。因為玻璃球是圓球形的，受冷受熱不易炸裂。經(jīng)過反復實驗，發(fā)現(xiàn)一般玻璃球并不是規(guī)則的圓形，無法保證實驗的效果。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冷器來使注射器受冷。經(jīng)過反復實驗，效果很好。這個實驗就定下來了。 補充了這個實驗，教材的第二部分也就比較完美了，整篇課文的教學模式統(tǒng)一了，從認識過程看也比較科學。 這部分的教學設計如下： 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)？下面我們用實驗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，這個玻璃塞可以順利地進入管內(nèi)到達底部，我用酒精燈加熱注射器的塞，再放入管內(nèi)，你們想，會有什么現(xiàn)象？ 生：注射器的塞不能到達底部。 師：（演示實驗后）的確是只到一半處。我們在它到達的位置做一個標記。（教師在注射器外活塞頂端到達處用不干膠做標記。）下面我們再把塞放到冰箱里儲冷用的這個儲冷器上，使活塞受冷后，把它再放入注射器內(nèi)，你們推想一下會發(fā)生什么現(xiàn)象。（學生互相交流自己的推測。）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)。
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