占晨達 陳夏 鄭瑜 程洋
科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗可以幫助學(xué)生理解科學(xué)現(xiàn)象,領(lǐng)悟科學(xué)方法,發(fā)展科學(xué)思維。然而,由于實驗器材的限制,很多實驗無法都順利開展。面對這種情況,教師應(yīng)該利用身邊的器材,創(chuàng)造實驗條件,從而促進學(xué)生的發(fā)展。為此,筆者利用身邊易得的器材制作出了簡易墨水瓶——導(dǎo)管實驗儀,解決了多個實驗教學(xué)遇到的問題。
1 實驗器材
墨水瓶、紅墨水、內(nèi)徑不同的玻璃管(導(dǎo)管、毛細玻璃管、打破的溫度計)、橡皮塞等。
2 制作方法
取一個墨水瓶,向墨水瓶中加滿被紅墨水染色過的酒精,塞入導(dǎo)管和玻璃管的橡皮塞,橡皮塞接口處用凡士林做密封處理,即完成了墨水瓶——導(dǎo)管演示儀的制作。具體實物如圖1所示。
3 使用方法
3.1 用于微小形變的演示
浙教版科學(xué)7年級下冊《力的存在》一節(jié)中存在著一個的難點,即力可以使物體發(fā)生形變。然而,學(xué)生會在理解這個問題上存在著誤區(qū):他們認為堅硬的物體在受力的情況下是不會發(fā)生形變的。因此,教師需要利用實驗演示引導(dǎo)學(xué)生錯誤認知的轉(zhuǎn)化,引導(dǎo)學(xué)生。本實驗中,筆者選用裝有細導(dǎo)管(破溫度計的一段)的實驗儀,用力擠壓墨水瓶(用濕抹布包裹瓶身,避免溫度對實驗效果的影響),學(xué)生可以明顯觀察到液面柱的上升,從而感知到墨水瓶受到壓力后的微小的形變。
3.2 用于溫度計原理探究
浙教版科學(xué)7年級下冊《科學(xué)測量》一節(jié)中指出溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的原理制成的。而書本中描述性的話語只能讓學(xué)生具有淺層意義上的理解,真正的理解仍然需要依靠實驗,為此筆者對教材的活動進行了改進,從而讓學(xué)生感受到液體熱脹冷縮的現(xiàn)象。將演示儀放入熱水之中,可以明顯感覺到液面上升,說明墨水瓶已經(jīng)無法容納下原有的液體了,液體的體積發(fā)生了膨脹。同時該實驗引伸出了溫度計的原有模型:墨水瓶就是溫度計玻璃泡;玻璃管就是溫度計的內(nèi)徑。
3.3 用于體溫計的教學(xué)
體溫計是從溫度計的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,更準確的說,體溫計是一種用于特殊測量的溫度計。筆者在教學(xué)中安排了將溫度計轉(zhuǎn)化為體溫計的實驗教學(xué),但這個實驗思維難度大,超越了大多數(shù)學(xué)生的認知水平。為了正確引導(dǎo)學(xué)生,筆者在教學(xué)活動中安排了兩個對比實驗:①玻璃瓶大小相同,但玻璃管粗細不同,細玻璃管上升的液面高;②玻璃瓶大小不同,玻璃管粗細相同,大的瓶子上升的液面高。學(xué)生通過對比上述實驗,就會聯(lián)想到通過減小內(nèi)徑橫截面積和增大玻璃泡內(nèi)容積的方法將溫度計改為體溫計,以此來發(fā)展學(xué)生思維,加深學(xué)生對體溫計的認識。
4 儀器優(yōu)點
(1)取材容易,可以從廢舊材料中獲得,突出了科學(xué)實驗儀器改進的環(huán)保原則。
(2)材料利用率高,3個實驗改進或創(chuàng)新中都用到了改進裝置,體現(xiàn)了一材多用的原則。
(3)材料組裝容易,表現(xiàn)出實驗改進的簡易性原則。