“光的强弱与温度”实验设计与改进

浙江省绍兴市上虞区道墟街道中心小学(312368) 章俐鑫

1 教材实验设计

本实验来自教科版小学科学5年级上册第2单元的第5课“光与热”中的“光的强弱与温度”。实验要求学生用镜子投射阳光到温度计液泡处，比较使用一面镜子和多面镜子时，温度计显示温度的不同。

2 实验存在问题

光的强弱与温度实验是本节课的核心探究活动，也是本节课的重难点所在。那么，怎样来操作这个实验，课本上给出的方法是这样的。

用镜子将阳光投射到纸上，观察、比较用一面镜子和多面镜子时，反射光的强弱有什么不同？

用温度计测量纸上光斑处的温度，比较一下用一面镜子和多面镜子，温度计显示的温度有什么不同？

笔者认为课本中的实验操作存在如下不足之处。

(1)天气场地限制。课本上要求将温度计放置在阴凉处，然后用镜子将太阳光反射到温度计液泡处，从而观察温度的变化。该实验对天气和场地的要求较高，且实验过程中太阳不能被云朵遮挡，不然会影响光斑温度。

(2)操作比较困难。使用5面镜子至少需要3个学生手持，还需要保持1 min左右的时间让光斑照射到温度计液泡处。这在操作时对学生要求太高了，很多学生左右手分别拿一面镜子，光斑往往会移动，这样一旦有一面镜子移开了，又要重新对光操作。

(3)数据不够精确。由于操作上的困难，导致实验时有部分光斑并不在液泡处，学生就匆忙记录数据，从而影响了实验的科学性和真实性。

3 实验改进设计

3.1 改进后的实验器材

5面镜子、暖光灯、气温计、支架、秒表、记录单。

3.2 改进后的实验装置

改进后的装置示意图如图1所示，实物图如图2所示。

图1 示意图

图2 实物图

3.3 改进后的实验操作过程

(1)将支架水平放置在桌面上，接通电源，打开开关。2 min后记录下不使用镜子时的温度。

(2)调整1号镜子的角度将光反射到温度计液泡处。2 min后记录使用1面镜子时的温度。

(3)用同样的方法将镜子增加到3面镜子和5面镜子，分别记录下2 min后的温度。

(4)分析实验数据，思考并写出自己的发现。

3.4 改进后的实验创新要点

3.4.1 更换光源，有备无患

笔者准备了一个暖光灯在装置顶部，用来代替太阳，这样解决了天气受限的问题。浙江有时候连绵阴雨，导致该实验一直无法顺利进行，有了暖光灯可以在室内就很好地完成实验。另外，笔者还制作了一个挡光板，可以让温度计处于阴暗处，解决了场地受限的问题。

3.4.2 调整镜架，精准反射

由于手拿镜子不稳定导致光斑不能固定在同一个位置，增加了实验操作难度。笔者根据暖光灯的位置设计了调整好角度后的镜子架，这样摆放好镜子就可以长时间稳定地将光反射到温度计液泡处。

3.4.3 支架固定，便于观测

利用支架可以将温度计、光源和镜子有效组合在一起，解放了双手，每个学生都可以观察和记录温度的变化，也使得实验数据更加精准。这里仍选用课本中的气温计进行实验而不采用电子温度计，是因为使用普通气温计可以提高学生使用温度计的准确性和读数能力，而使用电子温度计学生的这一能力就得不到有效锻炼。

4 实验评价效果

4.1 降低实验难度，保护学生的求知欲

5年级学生对科学学习保持着高昂的探究热情，尤其是对光与热等方面的探究不仅验证了生活经验，更希望通过实验的方式进行科学的探究。通过对课本实验的改进，使学生在天气、场地等受限的情况下也能开展课堂探究。在操作上降低了实验难度，让学生轻松收获成功的喜悦，从而保护了他们的探究欲望，使他们对以后的实验操作充满期待，有利于学生的科学探究学习。

4.2 实验数据更加精确，提高实验的有效性

通过改进实验，解放学生的双手，让每个学生都能更好地观察温度的变化，提高实验的有效性。