蔣洪波　陳翠玉

摘 要：筆者在2019年10月中旬，在青島城陽八中的送教下鄉(xiāng)交流活動中，在青島市市南區(qū)教研員陳翠玉老師的嚴謹指導下，開設了一節(jié)人教版 《熔化和凝固》實驗教學城鄉(xiāng)交流公開課。筆者反思了一下，如果只有一組或兩組，那是偶然性，但是10組的實驗數(shù)據(jù)都是比較符合理想的狀態(tài)，我想這里面總有些實驗技巧和規(guī)律性的東西值得總結(jié)。

關鍵詞：實驗 數(shù)據(jù) 改進

對于本節(jié)課的兩個對比性的實驗：石蠟和海波的熔化都是比較麻煩。也正因為此，大多數(shù)教師在新授課的時候無奈的選擇放錄像的方式，或者選擇象征性的做一個演示實驗，讀幾組實驗數(shù)據(jù)，如此而已。學生的體驗感不是很強，對于以海波和石蠟為代表的晶體和非晶體的熔化特性規(guī)律印象不是很深刻。造成硬性記憶的成分較多，失去了物理特有的以實驗教學突破的優(yōu)勢。為此筆者在課前備課的時候，做了大量的關于石蠟和海波的實驗，從數(shù)據(jù)中不斷地總結(jié)失敗和成功的經(jīng)驗，對于實驗中的細節(jié)加以不斷的改進，增加實驗的成功性，增強學生課堂體驗感。下面就分別對于這兩個實驗的注意事項和改進的細節(jié)、技巧進行總結(jié)，希望能對于各位教師在授課中能有所幫助。

一、對于石蠟的實驗，相較海波的實驗來講，相對容易些

人教版課本上無論是海波還是石蠟都是用水浴加熱法。目的是讓得出的數(shù)據(jù)緩慢和穩(wěn)定。但是在實際操作中，對于石蠟的熔化用水浴法比較緩慢，實驗時間比較漫長，與海波的熔化較快相比明顯不同步，嚴重的滯后。因為時間過長，很有可能一節(jié)課不能同時完成海波和石蠟的對比實驗，也破壞了本節(jié)課的完整性。為了加快實驗節(jié)奏，大多數(shù)教師采用直接將石蠟碎屑裝進大試管，然后直接放在酒精燈上加熱。筆者在這樣設置的實驗中發(fā)現(xiàn)，時間雖然大大地縮短了，但是由于火焰的溫度較高，熔化進程較快，大約只有1分鐘多點的時間就熔化結(jié)束，溫度上升的較快，根本來不及準確的記錄相應的實驗數(shù)據(jù)，更別說畫出石蠟的“溫度—時間”圖像了。由此得出的實驗數(shù)據(jù)也比較少，沒有很好的可信度。為了加快實驗的進度，又同時兼顧實驗數(shù)據(jù)的詳盡獲取，筆者在課前的大量的實驗基礎上，對于實驗裝置進行了細節(jié)上的調(diào)整和改進。

1.將大試管改成平底的大試管，石蠟做成碎屑裝進平底試管，數(shù)量裝進大約兩指多點的高度。太少熔化時間較短，太多又占用時間太長。

2.在酒精燈和平底試管之間加裝一個石棉網(wǎng)，加熱時將平底試管直接放在石棉網(wǎng)上，這樣小改進解決大問題。石棉網(wǎng)的作用可以讓石蠟均勻的、緩慢受熱，平底試管可以增大受熱的面積，既可以得到較多的實驗數(shù)據(jù)，又能控制實驗的時間節(jié)奏，兩全其美。

這樣改進后，在現(xiàn)場上課的時候，5組石蠟的實驗小組數(shù)據(jù)都比較準確，采取的數(shù)據(jù)也比較多。實驗時間基本上和另外5組海波的實驗小組同步，8分鐘左右的時間。由于實驗數(shù)據(jù)的采樣穩(wěn)定，也比較多，可以從數(shù)據(jù)直接得出以石蠟為代表的非晶體的熔化規(guī)律：熔化過程吸收熱量，溫度不斷的上升。進而畫出的“溫度—時間”圖像進一步地印證了上述的結(jié)論。

二、對于海波的熔化實驗，一直是初中熱學中的一個不可回避的難點

難就難在實驗數(shù)據(jù)的不確定性。這有很多影響因素，導致實驗的不成功或不很理想。比如海波的純度，溫度的控制等。為此，筆者在課前進行了大量的驗證性的實驗，獲取了成功地進行實驗方面的經(jīng)驗，在現(xiàn)場的實際教學上取得比較理想的效果。當時5個海波實驗小組分組的數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)場實物展示，數(shù)據(jù)都比較理想。進一步印證了該實驗改進的可信性。如果只有一組或兩組，那是偶然性，但是所有小組的實驗數(shù)據(jù)都是比較符合理想的狀態(tài)，我想這里面總有些實驗技巧和規(guī)律性的東西值得總結(jié)。

1.海波材料的取樣。由于海波是熱的不良導體，受熱極不均勻，影響了實驗的效果。最明顯的就是，試管外側(cè)的海波已經(jīng)出現(xiàn)熔化的狀態(tài)，而中間的海波依然是固態(tài)。為此，將購買的海波用小型粉碎機打碎成粉末顆粒狀，備用，如此可以增強海波的受熱的均勻性，也方便后期的攪拌。填裝的數(shù)量也是以兩指多點為佳，便于取得較多的實驗數(shù)據(jù)。

2.對于攪拌器的制作。將攪拌器的底部做成環(huán)形的圓圈，能套進溫度計為佳，這樣在上下攪拌的時候能夠均勻的用力，防止溫度計在攪拌的時候和試管發(fā)生碰撞，影響實驗數(shù)據(jù)的可信性。

3.由于海波的熔點比較低，只有48℃。加熱的方式采用課本中的水浴法加熱。對于水溫的控制是非常關鍵的一環(huán)，雖是細節(jié)確也是該實驗成功的關鍵。添加熱水的時候，水溫過低將大大的滯后實驗時間，影響整節(jié)課的進程;水溫過高，受熱極不均勻，處于試管外側(cè)的海波開始熔化，而試管中間的海波由于導熱原因，溫度達不到熔點。實驗失敗的概率較大，整個實驗過程手忙腳亂，采樣的數(shù)據(jù)比較紊亂，失去實驗的可信度，也失去實驗的意義。筆者在課前的大量的實驗中，發(fā)現(xiàn)為取得最佳的實驗效果，添加的熱水以55℃為最佳。因為添加到燒杯中的時候，由于天氣原因，和較低溫度的燒杯進行熱交換，會使整杯熱水的溫度降低到合適的大小。這樣，可以縮短加熱的時間，有利于控制實驗的時間進程。

4.給海波加熱的時候，酒精燈火焰的位置調(diào)節(jié)，不能距離燒杯太近，大約火焰的外焰離燒杯底部一指的距離。其實酒精燈此時的作用只是保持水溫不下降而已。太近，會使水溫上升較快;太遠，則會使水溫下降，都不利于數(shù)據(jù)的穩(wěn)定采樣。

5.在攪拌的時機上，整個過程要不斷地上下攪拌，讓海波盡量地均勻的受熱。尤其是在開始出現(xiàn)液態(tài)后，加快攪拌的節(jié)奏，如此可以取得比較理想的數(shù)據(jù)。出現(xiàn)不變的溫度采樣點大約有3到4個。

總之，本節(jié)課是一節(jié)以實驗為基礎的新授課。規(guī)律和結(jié)論的得出都與實驗的成功與否有直接的關聯(lián)。實驗是本節(jié)課成功的前提，而水溫的調(diào)節(jié)、火焰加熱距離的把控、攪拌方式等等細節(jié)是實驗成功的關鍵，這需要備課的時候，教師要根據(jù)自己班級實際情況，氣候特點因地制宜，做出相應的細節(jié)調(diào)整，對于上述筆者的諸多措施不能因循守制。在實際授課中，由組長負責制，嚴格小組成員分工明確：攪拌，溫度和時間讀數(shù)，記錄，畫圖等，有條不紊。都是影響實驗成功與否的因素，在此不再贅述。以上是筆者參與的城鄉(xiāng)交流公開課中，以實戰(zhàn)中的實際效果得出的幾點經(jīng)驗，具有較高的可信度，和較好的可操作性，希望能和同仁們共勉，歡迎批評指正。