◎山東省威海市文登區(qū)文峰小學(xué) 田明勇

“熱傳導(dǎo)”是青島版小學(xué)科學(xué)四年級下冊“熱的傳遞”單元中的內(nèi)容。為了使學(xué)生理解“熱是怎樣在固體中傳遞的”，教材中設(shè)計的實驗是：先把銅棒固定在鐵架臺上，將鐵架臺調(diào)節(jié)至適當(dāng)高度。然后取4 根火柴，在火柴頭上抹少許凡士林，將4 根火柴分別粘在銅棒的4個凹痕處。最后用酒精燈加熱銅棒的外端，觀察4 根火柴掉落的順序，以此來分析熱是怎樣在銅棒中傳遞的(如圖1)。

圖1

原實驗的不足

在多年的教學(xué)實踐中，我發(fā)現(xiàn)教材中實驗的不足之處主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.實驗現(xiàn)象不直觀。學(xué)生只能看到火柴一根根掉落，無法觀察到熱傳遞的整個過程，不能完全理解熱傳導(dǎo)的概念。

2.操作難度大。實驗前,要用凡士林把火柴粘在銅棒上,這對小學(xué)生來說有一定的難度。

3.實驗效率低。第一次實驗結(jié)束后，由于銅棒短時間內(nèi)不能馬上冷卻，所以凡士林接觸銅棒后會處于半融化狀態(tài)，很難將火柴再次粘到銅棒上。

4.實驗成功率低。受火柴質(zhì)量、凡士林用量及學(xué)生操作的穩(wěn)定性等因素影響，實驗時4 根火柴往往不能按照預(yù)定的順序依次掉落。

5.結(jié)論不科學(xué)。學(xué)生只能從4根火柴掉落的順序感受熱傳遞的方向，缺少數(shù)據(jù)支撐。

實驗創(chuàng)新改進

針對原實驗存在的不足，我做了如下改進：

1.制作材料

14 厘米×20 厘米的白鐵板、可逆溫變油墨、三腳架、酒精燈、3 個數(shù)顯式溫度傳感器等。

2.制作過程

（1）將14 厘米×20 厘米的白鐵板做成圖2 所示形狀。

圖2

（2）將數(shù)顯式溫度傳感器的金屬探頭焊接在白鐵板的適當(dāng)位置，并使相鄰的兩個數(shù)顯式溫度傳感器的金屬探頭間隔2 厘米（如圖3）。

圖3

（3）將3 個數(shù)顯式溫度傳感器的顯示屏固定在圖4 所示的支架上。同時將金屬探頭上的導(dǎo)線與對應(yīng)的顯示屏上的導(dǎo)線連接好。

圖4

（4）將裝有數(shù)顯式溫度傳感器金屬探頭和顯示屏的白鐵板焊接在三腳架上（如圖5）。

圖5

（5）在白鐵板表面均勻地涂刷藍色可逆溫變油墨（如圖6）。

圖6

3.實驗操作

為了保證探究實驗的科學(xué)性和準確性，我們應(yīng)多做幾次實驗，同時做好實驗記錄。

（1）點燃酒精燈，加熱涂有藍色可逆溫變油墨的白鐵板中間位置（如圖7）。

圖7

（2）觀察可逆溫變油墨變色的現(xiàn)象（如圖8）。

圖8

（3）觀察3 個數(shù)顯式溫度傳感器上的數(shù)值變化，并做好記錄（如圖9）。

表1 熱傳導(dǎo)實驗記錄表

圖9

4.實驗結(jié)論

藍色可逆溫變油墨從加熱點向四周慢慢消失，可見熱沿著物體從溫度高的部分傳到溫度低的部分，這種熱傳遞的方式叫作熱傳導(dǎo)。

實驗優(yōu)點

1.化抽象為具體。借助可逆溫變油墨達到預(yù)定溫度會變色的特性，將抽象的熱傳導(dǎo)“可視化”，使學(xué)生直觀、形象地看到熱沿著物體從溫度高的部分傳到溫度低的部分。

2.測量精準化。數(shù)顯式溫度傳感器可使實驗測量精準化，將抽象的實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成具體的實驗數(shù)據(jù)。

3.激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師使用改進后的教具教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生在合作交流中學(xué)習(xí)。

總結(jié)

近兩年的課堂教學(xué)實踐證明，將可逆溫變油墨和數(shù)顯式溫度傳感器等新材料巧妙應(yīng)用于課堂，不但能激發(fā)學(xué)生探究的積極性和主動性，還能提升學(xué)生自主探究的能力和創(chuàng)新能力。