“怎样得到更多的光和热”实验创新与改进

浙江省湖州市安吉县第四小学(313399) 金 柱

“怎样得到更多的光与热”是教科版小学科学五年级上册第2单元第6课的内容。这节课学生要通过2个实验明白物体的吸热能力与3个因素有关：颜色、表面光滑程度、阳光的照射角度。教科书安排的实验如下：

实验1：将温度计插入5种不同颜色的纸袋中，并排放置在阳光照射得到的地方，每过2 min读出温度计的温度值，并进行记录。通过对不同颜色纸袋中测出的温度不同分析出颜色越深、吸热越快，颜色越浅、吸热越慢。通过对黑色蜡光纸和黑色卡纸、白色卡纸和铝箔纸等的温度分析得出表面粗糙的物体吸热快；表面光滑的物体吸热慢。

实验2：将温度计插入3个黑色卡纸袋中，按照与地面水平、与地面垂直、与阳光垂直3个方位来放置，每2 min记录温度计的温度(见图1)。通过对这3个温度计显示温度不同的分析得出:阳光垂直照射的物体吸热快，阳光倾斜照射的物体吸热慢。但是，在老师们的课堂实践中，笔者发现这两个实验都存在一些问题，并针对这些问题进行了改进和创新。

图1 教材实验2图示

1 原实验存在的问题

1.1 天气因素影响较大

因为上课时间正值秋季，浙江湖州的天气多变，天上的云层很多，前一分钟还是大晴天，后一分钟就是浮云满天。因为云层遮挡的问题，温度计的温度显示不够准确，前两分钟温度还在上升，一片云朵一遮挡，温度又下降很多。所以一节课40分钟根本完不成这个实验。如果放在课间，落实的难度会更大，教学目标更难以达成。

1.2 表面光滑度实验不明显

实验1中黑色蜡光纸与黑色卡纸的温度区别不大，12个实验小组中有5个组显示卡纸温度高，7个组显示蜡光纸温度高，这与实验结论不符，这可能与温度计的测量精度不够以及学生读数的误差有关。

1.3 与阳光垂直实验难操作

实验2中学生手持3个不同状态的温度计和纸袋困难很大。特别是与阳光垂直很难做到，一开始帮助学生改正过来，不一会又错了。这主要是学生手持温度计的时间长，很难保证倾斜角度的不变。另外测量获得的数据也存在很大问题，大部分学生测出与地面水平放置的温度计升温快，显然不符合与阳光垂直升温快的结论。这主要是与地面水平放置的纸袋不仅吸收了阳光的热量还吸收了地面散发的热量，所以温度上升特别快。针对这些问题，笔者对原实验进行了改进和创新。

2 实验的改进与创新

2.1 实验器材

浴霸灯、数字测温计、实验支架、竹棒、相同颜色的纸袋等。

2.2 材料的组装及作用

(1)将浴霸灯安装在实验支架顶端。

(2)将数字测温计的探头紧贴竹棒，用不同颜色的纸袋套牢，粘贴牢固。

(3)将粘有不同颜色纸袋和测温探头的竹棒并排插入实验支架的塑料管上。

(4)调整竹棒，让浴霸灯光能垂直照射不同颜色的纸袋。

安装后如图2所示。

图2 实验装置

3 实验的创新亮点

3.1 实验探究更自由

原实验必须要在空旷的操场上才能开展实验，改进后在教室里就可以完成，因为浴霸灯很好的模拟了太阳，它在发光的同时也在发热，所以实现了实验空间的自由。原实验必须要在阳光照射下才能进行，可是实验时经常会出现阳光时有时无的现象，往往一节课收集不了一两个数据，而且这些数据也因为环境条件的变化而不够准确；改进后可以实现随时随地开展实验，不用再等太阳出来，所以实现了实验操作上的自由。

3.2 实验结果数字化

原实验需学生读取温度计上的度数，但由于温度计有的平躺在地面上，有的倾斜放在地面上，学生只好趴着、蹲着采用各种姿势读取温度计的度数，这样纪录下来的数据误差很大，不利于后来的汇报交流。改进后，采用测温计的感温探头来测温，测温计的显示屏显示温度数值，学生一下就可读出数据，非常方便快捷，而且数据也更科学。因此，借助数字化实验仪器，对传统实验加以改进，可以大大提升探究实验的效果，为学生探究科学规律提供了新的契机[1]。

3.3 实验操作更简单

原实验在测量与地面水平、与地面垂直、与阳光垂直3个方位物体的温度变化时，学生要始终保持一个姿势，而且测量时间达10分钟，学生总是把握不好角度，测出来的数据也是千差万别，无法使用。改进后学生只要将竹棒安装得与浴霸灯光垂直、与浴霸灯光倾斜角度小、与浴霸灯光倾斜角度大等3个插孔里，打开浴霸灯即可观察实验数据的变化，非常方便快捷(注：感温探头安插的位置尽量在一条直线上，这样光源到感温探头的距离一致，那么改变的只有照射角度)。

该实验改进后使抽象的科学现象更直观，化隐为显;材料选材方便，成本低廉，具有很强的使用性，便于普及推广[2]。