改进水的沸腾实验，提高课堂教学效益

南京市六合区励志学校   柏立宽

论文提要：物理实验能够激发学生的学习兴趣、培养学生能力、提高学生素质，是一种实用的教学手段，它的作用是任何其它教学方式都无法替代的。但它应简便易行，有利于课堂教学的实施，有利于学生进行实验探究活动，符合学生的认知规律和思维方式。为此，我们根据课堂教学实践，尝试着对苏科版的物理教科书中水的沸腾实验进行了一些改进。

物理实验是物理课程的重要组成部分，它既能够提高学生的学习兴趣，又是教学的一种辅助语言，是一种实用的教学手段，它在帮助学生认识和理解物理概念和规律、培养学生能力、提高学生素质等方面解起着任何其他教学方式都无法替代的作用。新的全日制普通中学物理课程标准再一次强调了物理实验教学的重要意义，从教学中应注意的问题、实验内容、实验技能、实验教学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从面向21世纪提高受教育者科学技术文化思想素质的高度出发，改变实验在物理教学中的薄弱状况，全面提高物理教学质量。它要求通过物理实验：让学生了解物理概念和物理规律是怎样在实验基础上得出的，从而能通过实验加深对概念和规律的理解；
通过物理实验：培养学生观察能力和实验能力，并体会如何探究问题。学生应初步具备的实验能力主要包括：能正确使用仪器进行观察、测量和读数；
会分析实验数据并得出正确的结论；
能进行实验误差的分析；
会写简明的实验报告。                 

苏科版的物理教科书为广大的师生提供了一个很好的学习平台，但教科书中有些实验可以改进，使得：

1、改进后的实验更能贴近生活，方便普遍推广，利用身边随手可得的器材就可以进行实验设计。

2、改进后的实验更简便、易操作，更科学、合理，符合大多数学生的认知过程和思维逻辑。

3．改进后的实验产生的现象更明确，不易混淆，以便学生分析实验现象，得出正确的实验结论。

4、改进后的实验更易于控制，把握时间，更有利于完成课堂教学。

5、学生通过改进后的实验实践活动，能不断积累经验，随时能够自己设计实验，并动手完成实验，使实验的意识和能力得到增强。

为此，我们对苏科版物理8年级上册教材中的液体汽化这一节的 “观察水的沸腾”这个实验进行了一些改进，现小结如下：

观察水的沸腾

教材实验设置：

活动2.4  观察水的沸腾

1.如图1所示，向烧杯中注入适量的热水，用酒精灯给烧杯加热，观察水中发生的变化（水的温度、水发出的声音、水中的气泡……）。                 

2.当水温度升到90℃时，每隔1min读一次温度计的示数，记在表格中，同时注意观察烧杯中水发生的变化，直到水沸腾5min后停止读数。         

   3.移开酒精灯，停止加热，观察水是否继续沸腾

   4.描述实验中水在沸腾前和沸腾时的情景：……            图1

本实验的缺点：

（1）烧杯较大，容水量较多，加上使用石棉网，加热的时间太长，在课堂预定的时间内难以完成；
有时甚至会在水沸腾之前达到热平衡状态，水不能沸腾而使实验失败。

（2）烧杯横截面较大，水的深度较小，水中气泡行程较短，不易观察气泡上升时大小的变化情况。

（3）  要用温水进行加热，水的初温难以控制。

（4）  温水只能在课堂上临时倒进烧杯，容易引起课堂混乱，比较麻烦。

（5）  由于学生不明确沸腾的特点，也就不知道什么时候水沸腾了，因此对沸腾前和沸腾时的不同时段划分、不同情景描述有较大困难。

对实验的改进：

用一根长为20cm、直径为3cm大试管代替烧杯（如图2）进行实验。

改进后的优点：

（1）  改进后的实验用水量较少，水的温度上升较快，可以用冷水直接进行加热实验，不必为每组准备热水。

（2）  选择记录温度的起始点范围比较广。              例如从40℃、50℃、60℃都可以。

（3）  实验器材简单容易准备。

（4） 试管横截面较小，水虽然不多，但是深度较大，气泡行程较长，易于观察气泡上升过程中的变化情况。

（5） 改进后的实验成功率较高。实验所用时           图2

间可以控制，有助于把握课堂节奏。经过统计，在十几个班级近300组的实验中，在预定时间内完成水的沸腾实验，并观察到水的沸腾现象的有290组以上，实验成功率超过95﹪。                                               

（6）有利于学生对实验现象的归纳：

学生通过对实验的观察，把观察到的现象记录在下面的表格中，可以发现后一阶段水的温度保持不变，同时还有大量气泡产生，明确这就是水的沸腾现象，总结出沸腾的特点。这时引导学生把实验过程分为前后两个不同的阶段，这样就可以自己通过观察到的现象，比较水沸腾前后有什么不同了。这种归纳、分析实验现象的过程更加符合学生的认知规律。

水的沸腾现象记录表：

实验注意：

（1）  试管中装一半水为宜。

（2）  调节酒精灯的火焰大小，使水的温度每分钟上升10-15℃为宜。

（3）  因为水的温度上升较快，可以每隔0.5min读一次温度计的示数。

（4）  温度计上端可用细铁丝进行固定，避免温度计摇晃，玻璃泡碰到试管壁。

（5）由于试管内水中的空气较少，如果加热时间过长或连续使用试管中的水，水会出现无声沸腾，即爆沸现象，所以，试管中的水不宜连续使用，在下一次实验前应把试管中的水进行更换。

以上是我们在课堂教学中的一点心得。我们认为，对课本实验进行改进，尽量利用身边材料，简单易得，学生一方面可身临其境，自己驾驭实验，另一方面树立物理就在身边，变废为宝的思想，增强对知识的理解及节约环保的意识。另外在分组实验中，清晰的实验现象，明显的实验效果，能提高学生观察和实验能力，且使学生对物理学习有着长期的动力，增加了学生对实验及结论的可信度。

参考文献：  《切实加强物理实验，重视学生的实践活动》  刘炳升

附：活动记录卡

活动名称：探究水的沸腾现象

活动内容：

探究对水加热的过程中，（1）水的温度变化情况；
（2）水中的气泡变化情况；
（3）水中的声音变化情况。以及加热取消前后，水中的现象有什么变化。

友情提醒：1. 要注意安全呀！

2. 观察项目较多，要做好分工，搞好合作哦！

各项任务：

计时员：根据温度观察员要求开始计时，以后每隔0.5分钟报一次时，一直到第7分钟。7分钟后，移开酒精灯，停止加热，并观察水中现象的变化。

温度观察员：用酒精灯对水加热，不断观察水的温度，当水的温度升到50℃时告诉计时员开始计时，以后计时员每一次报时，你都要迅速读出温度，并记录在下面表格中对应位置。

气泡观察员：观察加热过程中水中气泡越来越多还是越来越少、以及水中的气泡在上升过程中的变大了还是变小了，并注意前后的比较。

声音观察员：仔细听水中声音的大小变化，并注意前后的比较。

活动记录表：

活动归纳：

1.分析水的温度可知：对水加热，开始，水的温度                （不断上升 / 保持不变/不断下降）；
后来，水的温度                 （不断上升 / 保持不变/不断下降）。此时水的温度是        ℃。这就是我今天用实验测量出的水的             。

2.沸腾是在        温度下，在液体                      发生的          汽化现象。

3. 移开酒精灯，停止加热，水的沸腾            （停止/继续）。说明沸腾过程          （需要 / 不需要）吸热。

水的沸腾图像

如果我们以横轴表示时间，以纵轴表示水的温度画出图表，就可以把各个时刻水的温度在图表中标出来，然后把这些点用平滑的曲线连起来，这就是水的沸腾图像。请根据你今天的实验数据画出水的沸腾图像。

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