固体热胀冷缩实验

固体热胀冷缩实验

一、实验的地位与作用：

“固体热胀冷缩实验”是河北人民出版社出版的四年级下册科学教材第四单元第2课时的教学内容，它是在延续液体热胀冷缩探究后，进一步对固体热胀冷缩性质的探究。此实验对学生体验固体热胀冷缩现象、激发学生探究科学奥秘的兴趣和好奇心提高学生独立实验的能力等方面有重要意义。

二、方案一

（1）器材：酒精灯，固体热胀冷缩实验材料盒（带手柄的铁环，带手柄的铜球，带手柄的塑料球），盛有冷水的水槽

（2）步骤：

1、检查实验用品是否齐全

2、在水槽中，倒入一半冷水备用。

3、把铜球轻轻地通过铁环，看看铜球是否能够顺利通过帯柄铁环

4、点燃酒精灯，用外焰对铜球加热大约2分钟左右，再次尝试将铜球穿过铁环，观察现象

5、将受热的铜球放入装有冷水的水槽中，静置一分钟左右，使它充分冷却，再次尝试将铜球通过铁环，观察现象。

6、整理实验器材。（熄灭酒精灯，用抹布将铜球和铁环上的水渍擦干净）

三、实验原型及不足之处：

实验原型：运用固体热胀冷缩实验装置，一个铁环和一个刚好能通过铁环的铜球，把铜球用酒精灯加热后，铜球受热体积膨胀，不能从铁环中穿过；再把铜球放入冷水中，铜球受冷后体积收缩，又能够从铁环中通过。

证明：固体有热胀冷缩的性质。

在实际教学中，我们发现教材中设计的实验存在以下不足：

（1）实验材料（如：铁环、刚好能通过铁环的铜球）比较难找。

（2）由于铜球体积较大，所以在铜球加热时所需时间较长。学生易失去耐心，实验效率低。

（3）加热过程中铜球有烫手的危险，此实验只适合教师演示实验，学生不能主动参与操作，导致学习兴趣减弱，制约了学生探索心理的发展。

四、创新实验的设计思路：

能利用简单的实验材料做科学实验，缩短实验时间，提高实验效率；排除实验中的危险性，使学生体验科学实验的乐趣。

为此，我们经过反复试验，自制了一个固体热胀冷缩实验装置。

1、介绍实验材料玻璃球、铁丝圈的制作方法。

2、实验设计原理：铁丝圈受热时体积膨胀，玻璃球能通过；铁丝圈受冷收缩，玻璃球不能通过。

五、创新实验器材：铁丝圈、固体热胀冷缩实验材料盒、玻璃球、酒精灯、烧杯

六、方案二（创新实验）过程：

1、把塑料球往导线圈里套，观察现象，塑料球不能顺利通过导线圈。

2、在酒精灯上加热铁丝圈，约20秒。

3、尝试把塑料球通过加热后的导线圈套，观察现象，塑料球能顺利通过导线圈。

4、把导线圈放在水槽的冷水中冷却。

5、把塑料球往冷却后的导线圈再套一下，观察现象，不能通过。

七、实验步骤图：

八、改进后实验装置的优点：

1.、实验器材易找、环保，特别适合实验器材缺乏的农村小学。塑料球（用跳棋制作、玻璃球等）、导线圈（用废旧电线铁丝等）、酒精灯（可用蜡烛代替）、盛有冷有的水槽（可用水杯代替）

2、实验时间缩短，效率提高。导线圈和铜球相比体积小多了，加热时间自然缩短了。

3、实验安全、简单，操作性强，既可用于教师演示实验，又可进行学生分组实验，学生甚至还能在家独立实验。学生人人参与，学习兴趣高，实验效果好。

4、可用多种材料实验，结论更具说服力。改进后的实验，可以更换实验材料。加热铁丝圈、铜丝圈、铝丝圈、钢丝圈等，都可以看到热胀冷缩现象。

九、自我评价：

1、善于利用身边的材料，变废为宝。实验简单、实用，特别适合农村小学科学教学。

2、实验过程清楚，实验操作熟练、规范，实验很成功。

3、能激发学生学科学、爱科学的兴趣。让学生感受科学并非高不可攀，科学就在我们身边。