降水量为什么要用深度衡量

王海明

《降水量的测量》一课，教学中一般用喷壶模拟降水，用烧杯接水观察水量，实验存在较多的不足：

降水难以定量。使用喷壶模拟降水，手持喷壶不稳定导致出水不均匀，出水时间短，难以重复操作。

教学材料结构单一。接水用的水杯大多用烧杯代替，学生凭一两次观察很难发现降水量记录的奥秘。

缺乏思维训练过程。教材直接告知学生如何做一个雨量器，并用上下口径一致的透明容器来测降水量。为什么要用这样的容器？为什么要用深度衡量降水的大小？学生一无所知。

实验器材

淋浴喷头、水管、弯头、三通、阀门、塑料储水桶、亚克力接水槽、量筒、烧杯、自制几款上下口径一致的容器、电磁阀等。

第一次改进

考虑到室内上课使用，需要多次模拟降水的特点，我利用常见的水暖器材制作了一个模拟降水装置（如图1）。装置就地取材，不需要复杂的改造和加工，造价低廉、結实耐用，能够反复使用。

第二次改进

第一次改进后的装置，虽然满足了一般的教学需求，但实验过程中用秒表计时不够精确，接水的容器使用烧杯，上下口孔径并不完全一致，存在误差。

因此，我对器材进行了第二次改进（装置效果如图2，主要部件如图3）：增加了电磁阀，改用电磁开关控制出水;增加了时间循环继电器精确控制出水时间;制作了透明的亚克力接水槽，便于查看实验器材的更换和降水后的比较;自制了测量降水量的专用容器，利于得出实验结论;增设了外接水源和储水桶两种供水方式，在教室内没有水源的情况下也能进行实验。

实验步骤

1.比较时长不同的降水，引出问题

模拟降水10秒，用大口径的容器承接。模拟降水20秒，用小口径的容器承接。把两个容器中的水倒入量筒比较后发现，降水10秒的水比降水20秒的水多。学生疑惑，问题由此产生。

2.同一降水用不同的容器比较

模拟一次降水并用4个不同口径的容器承接。学生仔细观察后发现4个容器的水位不一致，其中2个烧杯的水位基本一致。再将4个容器的水倒入量筒比较后发现，它们承接的水量完全不同（如图4）。学生由此发现：不能用承接的水量多少来判断降水的大小。

水量的多少无法判断降水量，那应该如何判断呢？学生思考：口径不同的2个烧杯接水，水位怎么会基本相同呢？趋同的水位是否可以衡量本次降水的大小？

3.再次验证，分析并得出结论

教师引导学生用自制的几款上下口径一致的正方体、长方体、圆柱体容器重复前面的实验，发现这3个容器尽管外形不一样，但是它们承接的水的水位基本相同（如图5）。

学生分析后认为：上下口径一致的容器，承接的水的水位是一样的，这个水位可以衡量降水的大小。

山东省淄博市临淄区稷下小学（255400）