“热是怎么传递的”实验教学改进

胡滨

“热是怎么传递的”是教科版小学科学五年级下册第二单元“热”第6课《热是怎么传递的》一文中的一个实验教学案例。在实际教学中，笔者感到教材中的实验有可改进之处，于是经过不断实践，对实验器材做了改进设计，使得实验更具有单人可操作性，实验观察更方便，实验效果更明显，真正实现了实验教学的科学性。

教科版小学科学五年级下册第二单元“热”第6课《热是怎么传递的》，教材中的第一个实验活动是“热是怎么在金属条中传递的”。其要求是：“在一段铁丝上每隔一定距离用蜡粘上一根火柴，将铁丝固定在铁架台上，火柴都向下悬挂，用酒精灯给铁丝的一端加热。观察哪端的火柴先掉下来。”

一、教材中的实验内容分析

从教材中的插图和实验要求以及实践操作的经验来看，这个实验要求还是存在一定瑕疵的。

其一，用铁丝的效果不如用铜丝的效果好。同时，用细铁丝还有一个问题，就是因铁丝不够粗，且由于其是金属，吸热比较快，但散热也比较快。因此，用这么长的铁丝来做实验，散热过快，会导致两侧距离加热点较远的火柴吸收不到足够的热而不会掉落下来，影响实验的有效性。改用细铜丝也会存在这样的问题。

其二，用蜡粘火柴比较困难。蜡的冷却速度比较快，火柴不大好粘，同时也容易因为没有粘住而发生掉落的意外。在教学实践中，笔者尝试用凡士林或者其他略带有黏性的物质，但都有非加热而掉落的意外发生。

其三，使用酒精灯加热是有高度限制的，在固定铁丝的时候必须控制好高度，所以就一定要用两个铁架台。这会给课前为学生准备实验器材带来很大的麻烦，也会对分发实验器材以及实践活动的开展带来不便。

其四，整个实验的器材准备比较多，显得不够方便，如果让学生进行自主探究活动，效果是难以尽如人意的。

二、实验的改进设计

基于以上存在的问题，笔者经过不断实践，对实验进行了改进，找到了相对应的解决措施，具体如下。

其一，将蜡粘火柴改为用蜡环，把蜡环穿在加热用的铜丝上。用实验室常见的器材，可以比较方便地制作蜡环。具体步骤如下：

需要准备的实验器材有三脚架、石棉网、酒精灯、正方形的大理石瓷砖以及打孔器、蜡烛。

将三脚架放在平坦的桌面上，先放石棉网，再放上大理石瓷砖。

将酒精灯放在三脚架下加热，等瓷砖被加热后，将蜡烛放在瓷砖上融化，等蜡液流动铺满整个瓷砖平面即可，随即撤去酒精灯放在一边（见下图）。

待瓷砖表面的蜡液稍稍冷却至半凝固状态时，将打孔器在酒精灯上略微加热后，在蜡层表面按压，形成一个个圆片（见下图）。

在按压过程中，有些蜡圆片被吸附在打孔器的管内，可以用略小于打孔器直径的小棒轻轻推出来。没有吸附起来的，可以待其彻底冷却后，用美工刀轻轻将蜡圆片推至可以移动。蜡圆片留待备用，蜡残渣可以回收留待下次循环使用。

可以取一段与加热棒一样粗细的铜丝，一头用砂皮纸打磨光滑，在酒精灯上微微加热，然后在蜡圆片的中间一点，融出一个小孔（见下图）。这样，蜡圆环就做好了。

其二，不用细铁丝、铁架台，而采用手持式自制的铜丝加热棒。铜丝加热棒的制作方法如下：

采用一根常见的单股2毫米粗的铜质电线，在20厘米处用美工刀环切一圈，剥去绝缘层，再隔10厘米将导线剪断，将有绝缘层的部分加工成手持部分。这样，铜丝加热棒就做好了（见下图）。还可以在裸露的铜丝部分每隔5厘米用美工刀轻轻环切一圈，留下痕迹，作蜡环定位用。

其三，自制小酒精灯。小学生对使用实验用的酒精灯还是有一定心理压力的，我们可以用医院使用过的废弃小玻璃瓶自制一个小酒精灯。具体方法如下：

取一个带盖玻璃瓶，用尖头镊子轻轻戳进金属密封盖的下边缘，然后轻轻挑起，稍微往前推，沿着瓶盖推一圈（见右图一）。

将瓶盖连着金属密封盖一起取下，将瓶盖和瓶身分别清洗干净（见右图二）。

取灯芯一根（也可用棉线多股）用尖头镊子穿过瓶盖;再将瓶盖放回瓶身，用镊子轻轻将金属密封盖下边缘沿着瓶口重新压回，使瓶盖重新密封好，不会脱落（见下图三）。

这样，小酒精灯就做好了。酒精灯里面酒精的添加和取出可以用带针头的注射器进行（见下图四、图五）。

三、实验改进的优势分析

如此，对本实验的三部分结构都进行了改进，其优点明显（见右组圖）：

蜡圆环比较薄且质地比较均匀，是通过小孔穿在铜丝加热棒上的，不用担心火柴会掉落从而影响到实验的效果。从实验实践看，实验效果比较理想，可以清晰地看到圆环融化，并且是从加热点由近而远地顺序掉落。

原实验是用两个铁架台为支架，器材太多而且铜丝的缠绕和高度控制都比较麻烦;细铜丝容易弯折且散热太快，往往离加热点比较远的火柴基本上就不大会掉落或者耗时非常长，影响实验的效果和效率。用了自制的手持铜丝加热棒，一是因为相对较粗一点，导热和蓄热效果要好得多;二是手持很方便，不需要额外的实验器材，单人就可以完成实验，观察也比较方便;三是利用了导线本身的结构，很自然地制作了加热部分和隔热部分，取材简单，制作方便。

自制小酒精灯的优点也非常突出：这样的小酒精灯是完全密封的，即便翻倒，也不会发生意外;酒精的添加通过注射器进行，添加一次能够支持加热大约一个小时，足够实验使用;携带和整理也非常方便。

综上所述，只要我们对实验设计自己动手实践并深入思考，不断改进，做个追求实验实效性的有心人，实验改进是大有可为的;而实验器材的改进，则能够促进课堂教学的有效展开。