《探究水沸腾时温度变化的特点》创新实验教学设计

《探究水沸腾时温度变化的特点》创新实验教学设计

河源市源城区啸仙中学钟绍坚

一、实验的地位和作用

该实验是人教版八年级物理第三章第3节《汽化和液化》的内容，该实验是物态变化中最基本的实验。实验对于学生了解沸腾概念、沸腾特点、沸点及沸腾的条件具有重要的作用，提高该实验教学效果，可以大大提高整节内容的课堂效率。

二、传统实验的不足之处

1.所需器材多，组装麻烦。

2.为了更好地观察气泡的变化过程，实验时一般采用的是凉水，加之实验室常备的烧杯容量大，造成实验时间过长，课堂时间分配前松后紧，导致得出结论比较仓促、生硬，课堂效率不高。

3.实验过程中，放置石棉网的铁圈很难保证安装水平，均存在一定程度的倾斜，造成盛水的烧杯也随之倾斜，稳定性较差，实验中存在一定的危险性。

三、实验改进与创新之处

1.实验器材少，易于操作。

2.利用电热水壶来（透明玻璃材质）加热水，缩短了加热时间，降低了实验难度及危险性，也有利于观察气泡的变化过程，提高了实验的效率。

3.利用温度传感器及数据采集软件，可以把数据直观地通过图像实时反馈，使得实验更直观、更有说服力，更有利于学生得出实验的结论。

四、实验所需器材

温度传感器、电脑平台及数据采集软件、电热水壶（透明壶体）

五、实验原理及思路

实验原理：

新实验是通过电热水壶给水进行加热，利用温度传感器、电脑平台、数据采集软件自动记录加热时间和水的温度，并实时生成时间-温度变化图像。学生根据数据及图像，总结出水沸腾时温度变化的特点。当水达到沸点时，停止加热，观察到水也停止沸腾；重新加热，水又重新沸腾；说明水沸腾的条件是达到沸点且继续加热。电热水壶不加盖和加盖加热，沸点会发生变化，说明水的沸点与气压有关。该实验选用透明壶体的电热水壶目的是为了更好地观察气泡的变化情况。

六、实验教学目标及内容

（一）实验教学目标

1.知识与技能：

（1）了解不同的物质吸热能力不同。

（2）了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。

（3）会查比热容表，了解常见物质比热容，能用比热容解释简单的自然现象。

2.过程与方法：

（1）通过实验探究，比较不同物质的吸热能力。

（2）通过实验探究，建立比热容的概念。

3. 情感态度和价值观：

（1）利用探究性学习活动培养学生动脑解决问题的能力．

（2）利用比热容的知识解释简单的自然现象，加强物理与生活的联系，有利用物理知识解释生

活现象的意识。

（二）实验教学内容

1. 通过实验探究，了解水沸腾时温度变化特点，建立沸腾、沸点的概念，了解沸腾的条件。

2. 利用沸腾知识解释相关现象。

七、实验教学过程

（一）新课引入

投影图片：僧人表演下油锅。设置悬念，激发兴趣。结合情境，提出问题，引入新课。

（二）实验探究

实验：探究水沸腾时温度变化的特点

【提出问题】水沸腾时有什么特征？水沸腾后如果继续加热，温度会怎样变化？

【学生猜想】学生根据生活经验进行猜想。

【设计实验】

1.器材设计。

启发学生组内讨论汇报，大屏幕展示装置图（原装置），教师介绍实验原型并指出存在的不足，引导学生思考能否对该装置进行改进？

教师肯定学生的改进方法，并在大屏幕展示改进后的装置图。教师介绍装置使用说明。

2.步骤设计。（学生讨论交流，确定实验步骤。）

（1）按要求组装好器材并进行调试。

（2）往电热水壶加入适量的水，打开壶盖，按下加热按钮，点击数据采集软件的“实时记录”

按钮，观察实时数据及图像变化，注意观察水中气泡产生的位置，气泡上升过程中大小的变化情况。

（3）水沸腾一段时间后，停止给水加热，观察是否有沸腾现象。然后重新给水加热，观察是否

有沸腾现象。

（4）盖上壶盖，观察实验数据有何变化。

（5）停止加热，点击数据采集软件的“停止记录”按钮，取出温度传感器。打开记录文本，把

数据记录在表格中。观察时间-温度图像，分析得出水沸腾时的温度变化特点。

（6）整理实验器材。

3.表格设计。（参考教材表格）

【进行实验】

按照实验设计进行实验。教师巡视，指导不同层次学生顺利进行实验。检查实验操作是否正确；教师边巡视，边讲解。

【分析实验】

利用设问的形式，引导学生观察分析温度随时间变化的图像，得出结果。

1.通过观察你认为水在沸腾时有哪些特点？

2.水在沸腾前后温度有何变化？沸腾前后是吸热还是放热？

3.通过观察和总结你认为持续沸腾的条件是什么？

4.在加热过程中，为什么加盖和不加盖图像会发生变化？

【实验结论】

通过学生讨论，归纳实验结论。

1.水在沸腾前由于吸热温度不断上升；在沸腾过程中不断吸热，但温度保持不变。

2. 沸腾是在一定的温度下，液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象。

3.各种液体在沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。

4. 液体沸腾必须具备两个条件：⑴达到沸点。⑵继续吸热。

5.液体的沸点与气压有关。

（三）知识应用

教师引导学生阅读小资料的内容，查阅沸点表。利用沸腾知识解释僧人表演下油锅。利用物理知识解决实际问题，让学生相信科学的力量，激发学生学习兴趣。

（四）课堂小结

通过这节课你学到了什么？培养学生总结归纳的能力。

（五）布置作业

知识巩固。培养学生观察身边物理现象的习惯，提高物理知识的应用能力。

八、实验教学效果与评价

（一）实验效果

用此实验装置进行《探究水沸腾时温度变化的情况》的实验效果理想。可在短时间内完成实验，学生通过温度传感器、电脑、数据采集软件可以直观、形象地观察到实时温度数据和温度-时间图像变化情况，学生通过分析图像来得出水沸腾时的温度变化特点，提高实验的可视度和可信度。

（二）自我评价

1.该实验的改进比原实验操作简便，实验数据误差更小，实验结论更直接，便于学生理解知识