去年九月,我參加了一次科學教研活動。有一位老師在執教教科版四年級上冊《冷與熱》單元“測量物體的溫度”一課時,讓學生測量熱水瓶里熱水的溫度。奇怪的是,竟有學生測出“102℃”“103℃”,甚至“105℃”的溫度。
“105℃”,顯然違背了我們固有的常識:在常溫常壓下,海平面上熱水的溫度是100℃,我們處在海拔五、六十米的高度,熱水的溫度理應是不可能超過100℃的。
這是怎么回事?是學生的測量不正確?許多聽課的老師都紛紛接過學生手中的溫度計,親自測了起來,結果,真的有“102℃”“103℃”“105℃”,事實再次證明,學生們測得是正確的。
是溫度計計量不準確?聽課回來的路上,我特意去商店買來了幾支不同牌子的溫度計。回家后重新做了實驗。但事實又再次證明溫度都超過了100℃。在實驗中我還發現溫度的高低跟溫度計插入水面的深、淺有關。插得越深,溫度越高。插得越淺,溫度越接近100℃。
是測量的方法不對?我參照了教科書,教科書是這樣要求的:
1.手拿溫度計的上端;2.將溫度計下端浸入水中,不要碰到容器的底與壁;3.視線與溫度計液面持平;4.在液柱不再上升或下降時讀數;5.讀數時不能離開被測物體。
我又上網查了一下,得到的資料也不多,這個問題一直困擾著我們,我們都是百思不得其解。
今年2月,我參加了鄞州區教師進修學校組織的科學骨干教師培訓,其間有一位戴老師又重新提出了這個問題。當時,我們的班主任俞敏老師經過反復思考,終于幫我們解答了這個問題。
原來,普通玻璃液體溫度計主要是由以下幾部分組成:
①內徑很細且粗細均勻的玻璃管;②玻璃管下端一個薄壁感溫泡。其中感溫泡中的液體常用水銀或酒精(染成藍色或紅色)、煤油(染成紅色)。③有刻度的管壁。
當溫度計中感溫泡的溫度變得與所測物體的溫度相同時,其毛細管中液面的讀數就表示了物體的溫度。
可是,我們在測熱水瓶里的沸水的溫度時,由于熱水瓶不是透明的,所以往往溫度計插的過深,使得有一段玻璃管也產生熱脹,玻璃管內徑變小,使得毛細管中的液面上升,于是就產生了熱水瓶里的熱水有“102℃”“103℃”“105℃”的假象。這個原理同樣也解釋了在實驗中,為什么溫度的高低跟溫度計插入水面的深、淺有關。為什么插得越深,溫度越高。插得越淺,溫度越接近100℃。因此,測量熱水瓶里熱水的溫度的正確做法是:讓溫度計的玻璃泡與熱水瓶里的熱水充分接觸,只要玻璃泡浸入熱水瓶里的熱水就可以了,不能插得太深。
我還記得曾經有個學生神秘兮兮地跑來告訴我,“老師,真的有菩薩,會喝凈茶!”原來,她外婆昨晚給菩薩敬凈茶,滿滿的一杯水第二天早上就少了一些。那位學生疑惑不解地望著我,我不由得一愣。為了幫這個同學解謎,中午,飯吃好后,我把那位學生叫進來了辦公室,給她倒了滿滿一玻璃杯開水,并對她說老師并沒有請菩薩,請你盯著這水會不會少呢?
一個小時過去了,結果當然是這杯茶水真的又少了,這個學生很奇怪。我就告訴她,其實,這就是熱脹冷縮現象,因為開水本來溫度很高,變冷了溫度降低,體積也就縮小了。同時,熱水的蒸汽也會蒸發掉一些水,看上去,茶水當然變少了。學生恍然大悟。
接著我又拿出一只事先準備好的癟了的乒乓球,對她說:“你能用最簡單的辦法讓它鼓起來,恢復原來的樣子嗎?”這次這個學生很聰明,他知道,只要把乒乓球放入熱水中,它自然會鼓起來。這同樣也蘊涵著科學道理。
還有一次,我們去郊游,看到公園旁正在清理河道,于是就觀察起來。我們看到原來的河現在差不多都抽干了,露出了一片濕潤潤的泥巴,我們在泥巴上走來走去,發現各種各樣的垃圾都有,我們的小河是應該好好清理一下了,看來人類不能把河道當成垃圾場了。
我還帶學生們去看了攔水壩。只見河被攔成了三段,都分別由粗粗的木樁隔開來,旁邊還裝著一張張網,建造這種水壩時,先把兩排木樁扎進河中,用繩子把防水的篷布牢牢地扎在木樁和竹子上,這樣就形成了兩排攔水壩。再將第二排后面的水全部抽光,再把第一排和第二排中間的水抽掉一半,從而形成梯級。建造這種水壩時,不但省錢,而且這種材料隨處可見,造的時間也不用太長。可謂是一舉兩得。生活處處皆學問啊!只要留心觀察。
總之,我想作為小學科學老師,參加必要的培訓是迫切需要的。要多學習,多實踐,多問幾個為什么?因為科學就在身邊。
(作者單位 浙江省鄞州區五鄉鎮中心小學)