改進水的沸騰實驗，提高課堂教學(xué)效益

南京市六合區(qū)勵志學(xué)校 柏立寬

論文提要：物理實驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生能力、提高學(xué)生素質(zhì)，是一種實用的教學(xué)手段，它的作用是任何其它教學(xué)方式都無法替代的。但它應(yīng)簡便易行，有利于課堂教學(xué)的實施，有利于學(xué)生進行實驗探究活動，符合學(xué)生的認知規(guī)律和思維方式。為此，我們根據(jù)課堂教學(xué)實踐，嘗試著對蘇科版的物理教科書中水的沸騰實驗進行了一些改進。

物理實驗是物理課程的重要組成部分，它既能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又是教學(xué)的一種輔助語言，是一種實用的教學(xué)手段，它在幫助學(xué)生認識和理解物理概念和規(guī)律、培養(yǎng)學(xué)生能力、提高學(xué)生素質(zhì)等方面解起著任何其他教學(xué)方式都無法替代的作用。新的全日制普通中學(xué)物理課程標準再一次強調(diào)了物理實驗教學(xué)的重要意義，從教學(xué)中應(yīng)注意的問題、實驗內(nèi)容、實驗技能、實驗教學(xué)方法和考核等方面提出了一些新的要求。它的中心思想是希望從面向21世紀提高受教育者科學(xué)技術(shù)文化思想素質(zhì)的高度出發(fā)，改變實驗在物理教學(xué)中的薄弱狀況，全面提高物理教學(xué)質(zhì)量。它要求通過物理實驗：讓學(xué)生了解物理概念和物理規(guī)律是怎樣在實驗基礎(chǔ)上得出的，從而能通過實驗加深對概念和規(guī)律的理解；通過物理實驗：培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和實驗?zāi)芰�，并體會如何探究問題。學(xué)生應(yīng)初步具備的實驗?zāi)芰χ饕�包括：能正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)；會分析實驗數(shù)據(jù)并得出正確的結(jié)論；能進行實驗誤差的分析；會寫簡明的實驗報告。

蘇科版的物理教科書為廣大的師生提供了一個很好的學(xué)習(xí)平臺，但教科書中有些實驗可以改進，使得：

1、改進后的實驗更能貼近生活，方便普遍推廣，利用身邊隨手可得的器材就可以進行實驗設(shè)計。

2、改進后的實驗更簡便、易操作，更科學(xué)、合理，符合大多數(shù)學(xué)生的認知過程和思維邏輯。

3．改進后的實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象更明確，不易混淆，以便學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，得出正確的實驗結(jié)論。

4、改進后的實驗更易于控制，把握時間，更有利于完成課堂教學(xué)。

5、學(xué)生通過改進后的實驗實踐活動，能不斷積累經(jīng)驗，隨時能夠自己設(shè)計實驗，并動手完成實驗，使實驗的意識和能力得到增強。

為此，我們對蘇科版物理8年級上冊教材中的液體汽化這一節(jié)的 “觀察水的沸騰”這個實驗進行了一些改進，現(xiàn)小結(jié)如下：

觀察水的沸騰

教材實驗設(shè)置：

活動2.4 觀察水的沸騰

1.如圖1所示，向燒杯中注入適量的熱水，用酒精燈給燒杯加熱，觀察水中發(fā)生的變化（水的溫度、水發(fā)出的聲音、水中的氣泡……）。

2.當水溫度升到90℃時，每隔1min讀一次溫度計的示數(shù)，記在表格中，同時注意觀察燒杯中水發(fā)生的變化，直到水沸騰5min后停止讀數(shù)。

3.移開酒精燈，停止加熱，觀察水是否繼續(xù)沸騰

4.描述實驗中水在沸騰前和沸騰時的情景：…… 圖1

本實驗的缺點：

（1）燒杯較大，容水量較多，加上使用石棉網(wǎng)，加熱的時間太長，在課堂預(yù)定的時間內(nèi)難以完成；有時甚至?xí)�在水沸騰之前達到熱平衡狀態(tài)，水不能沸騰而使實驗失敗。

（2）燒杯橫截面較大，水的深度較小，水中氣泡行程較短，不易觀察氣泡上升時大小的變化情況。

（3） 要用溫水進行加熱，水的初溫難以控制。

（4） 溫水只能在課堂上臨時倒進燒杯，容易引起課堂混亂，比較麻煩。

（5） 由于學(xué)生不明確沸騰的特點，也就不知道什么時候水沸騰了，因此對沸騰前和沸騰時的不同時段劃分、不同情景描述有較大困難。

對實驗的改進：

用一根長為20cm、直徑為3cm大試管代替燒杯（如圖2）進行實驗。

改進后的優(yōu)點：

（1） 改進后的實驗用水量較少，水的溫度上升較快，可以用冷水直接進行加熱實驗，不必為每組準備熱水。

（2） 選擇記錄溫度的起始點范圍比較廣。 例如從40℃、50℃、60℃都可以。

（3） 實驗器材簡單容易準備。

（4） 試管橫截面較小，水雖然不多，但是深度較大，氣泡行程較長，易于觀察氣泡上升過程中的變化情況。

（5） 改進后的實驗成功率較高。實驗所用時 圖2

間可以控制，有助于把握課堂節(jié)奏。經(jīng)過統(tǒng)計，在十幾個班級近300組的實驗中，在預(yù)定時間內(nèi)完成水的沸騰實驗，并觀察到水的沸騰現(xiàn)象的有290組以上，實驗成功率超過95﹪。

（6）有利于學(xué)生對實驗現(xiàn)象的歸納：

學(xué)生通過對實驗的觀察，把觀察到的現(xiàn)象記錄在下面的表格中，可以發(fā)現(xiàn)后一階段水的溫度保持不變，同時還有大量氣泡產(chǎn)生，明確這就是水的沸騰現(xiàn)象，總結(jié)出沸騰的特點。這時引導(dǎo)學(xué)生把實驗過程分為前后兩個不同的階段，這樣就可以自己通過觀察到的現(xiàn)象，比較水沸騰前后有什么不同了。這種歸納、分析實驗現(xiàn)象的過程更加符合學(xué)生的認知規(guī)律。

水的沸騰現(xiàn)象記錄表：

沸騰前后

時間/min

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

溫度/℃

50

水中氣泡的多少變化

水中氣泡在上升過程中的大小變化

水中聲音的大小變化

實驗注意：

（1） 試管中裝一半水為宜。

（2） 調(diào)節(jié)酒精燈的火焰大小，使水的溫度每分鐘上升10-15℃為宜。

（3） 因為水的溫度上升較快，可以每隔0.5min讀一次溫度計的示數(shù)。

（4） 溫度計上端可用細鐵絲進行固定，避免溫度計搖晃，玻璃泡碰到試管壁。

（5）由于試管內(nèi)水中的空氣較少，如果加熱時間過長或連續(xù)使用試管中的水，水會出現(xiàn)無聲沸騰，即爆沸現(xiàn)象，所以，試管中的水不宜連續(xù)使用，在下一次實驗前應(yīng)把試管中的水進行更換。

以上是我們在課堂教學(xué)中的一點心得。我們認為，對課本實驗進行改進，盡量利用身邊材料，簡單易得，學(xué)生一方面可身臨其境，自己駕馭實驗，另一方面樹立物理就在身邊，變廢為寶的思想，增強對知識的理解及節(jié)約環(huán)保的意識。另外在分組實驗中，清晰的實驗現(xiàn)象，明顯的實驗效果，能提高學(xué)生觀察和實驗?zāi)芰�，且使學(xué)生對物理學(xué)習(xí)有著長期的動力，增加了學(xué)生對實驗及結(jié)論的可信度。

參考文獻： 《切實加強物理實驗，重視學(xué)生的實踐活動》 劉炳升

附：活動記錄卡

活動名稱：探究水的沸騰現(xiàn)象

活動內(nèi)容：

探究對水加熱的過程中，（1）水的溫度變化情況；（2）水中的氣泡變化情況；（3）水中的聲音變化情況。以及加熱取消前后，水中的現(xiàn)象有什么變化。

友情提醒：1. 要注意安全呀！

2. 觀察項目較多，要做好分工，搞好合作哦！#m.hmlawpc.com#

各項任務(wù)：

計時員：根據(jù)溫度觀察員要求開始計時，以后每隔0.5分鐘報一次時，一直到第7分鐘。7分鐘后，移開酒精燈，停止加熱，并觀察水中現(xiàn)象的變化。

溫度觀察員：用酒精燈對水加熱，不斷觀察水的溫度，當水的溫度升到50℃時告訴計時員開始計時，以后計時員每一次報時，你都要迅速讀出溫度，并記錄在下面表格中對應(yīng)位置。

氣泡觀察員：觀察加熱過程中水中氣泡越來越多還是越來越少、以及水中的氣泡在上升過程中的變大了還是變小了，并注意前后的比較。

聲音觀察員：仔細聽水中聲音的大小變化，并注意前后的比較。

活動記錄表：

沸騰前后

時間/min

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

溫度/℃

50

58

65

72

78

84

91

98

98

98

98

98

98

98

98

水中氣泡的多少變化

水中氣泡在上升過程中的大小變化

水中聲音的大小變化

活動歸納：

1.分析水的溫度可知：對水加熱，開始，水的溫度 （不斷上升 / 保持不變/不斷下降）；后來，水的溫度 （不斷上升 / 保持不變/不斷下降）。此時水的溫度是 ℃。這就是我今天用實驗測量出的水的 。

2.沸騰是在 溫度下，在液體 發(fā)生的 汽化現(xiàn)象。

3. 移開酒精燈，停止加熱，水的沸騰 （停止/繼續(xù)）。說明沸騰過程 （需要 / 不需要）吸熱。

水的沸騰圖像

如果我們以橫軸表示時間，以縱軸表示水的溫度畫出圖表，就可以把各個時刻水的溫度在圖表中標出來，然后把這些點用平滑的曲線連起來，這就是水的沸騰圖像。請根據(jù)你今天的實驗數(shù)據(jù)畫出水的沸騰圖像。

溫度/ОC

100

90

80

70

60

50

0 1 2 3 4 5 6 7 時間/min

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