對(duì)“模擬火山噴發(fā)”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和說(shuō)明

聶建國(guó)

一、教材中的實(shí)驗(yàn)介紹

火山噴發(fā)模擬實(shí)驗(yàn)是蘇教版六年級(jí)《科學(xué)》上冊(cè)第2單元《我們的地球》第4課《火山和地震》中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。火山噴發(fā)、地震以及海嘯都是地球內(nèi)部能量的一種釋放，而這種釋放的過(guò)程以及引起的變化，單憑課件是無(wú)法詮釋的，必須和模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合才能達(dá)到理想的教學(xué)效果。

教材中的實(shí)驗(yàn)步驟是這樣的：

1、在鐵盒子里放一些土豆泥（或黏土），做成的山的形狀，并在土豆泥中間挖一個(gè)小洞。2、往洞里倒入一定量的番茄醬，用薄薄的一層土豆泥封住洞口。

3、將鐵盒子放到鐵架臺(tái)上，用酒精燈加熱，觀察受熱后番茄醬的外溢現(xiàn)象。

二、教材中實(shí)驗(yàn)的不足之處

教材中的模擬實(shí)驗(yàn)以土豆泥為山體，番茄漿做巖漿，通過(guò)酒精燈加熱，番茄漿受熱膨脹后溢出，來(lái)模擬火山噴發(fā)的情景，雖然簡(jiǎn)單，但不足之處比較明顯，主要有：

1、加熱時(shí)間較長(zhǎng)，效果不佳，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2、土豆泥在實(shí)驗(yàn)中會(huì)和番茄醬攪在一起，用完一次后就作廢，不能反復(fù)使用。

3、火山噴發(fā)的原理是：地球內(nèi)部在高溫和高壓的相互作用下，內(nèi)部的巖漿和空氣不斷膨脹，當(dāng)內(nèi)部壓力大大超過(guò)外部壓力時(shí)，在壓力的推動(dòng)下，巖漿就會(huì)順著軟流層和巖石層的裂縫到達(dá)地殼的薄弱處，當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界點(diǎn)后，高壓氣體首先沖破火山口的巖石層，形成高大而壯觀的噴發(fā)柱，隨之，巖漿噴涌而出。而教材中的實(shí)驗(yàn)只是簡(jiǎn)單的番茄醬的受熱膨脹外溢，不符合火山噴發(fā)原理。

三、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和說(shuō)明

如何對(duì)上述實(shí)驗(yàn)的不足進(jìn)行改進(jìn)，使模擬火山噴發(fā)實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，為此我制作了一個(gè)教具來(lái)模擬火山噴發(fā)實(shí)驗(yàn)。如圖1：

1、 教具名稱：火山噴發(fā)模擬演示器。

2、 制作材料：玻璃水槽 加熱裝置 石膏粉 顏料等。

3、 制作方法：

（1）用玻璃做成一個(gè)有蓋的長(zhǎng)18cm，寬12cm，高17cm的長(zhǎng)方體容器，在玻璃容器的側(cè)面安裝一個(gè)加熱裝置。在蓋子上開兩個(gè)孔，一個(gè)是進(jìn)水孔，另一個(gè)孔穿入一根玻璃管，玻璃管外徑和孔徑差不多，用玻璃膠將玻璃管固定在蓋子上，然后將蓋子蓋在玻璃容器上，用玻璃膠密封。如圖2所示

（2）在容器蓋上圍繞玻璃管用石膏堆出“火山”造型，使玻璃管出水口正好位于“火山”頂部。如圖3

4、 使用方法：

（1）將本教具放置在水平桌面上，使水槽大致呈水平態(tài)。向槽內(nèi)注水使水剛好漫過(guò)加熱鐵圈（注意：水不能完全注滿玻璃水槽，要留有20%左右的空間。）

（2）將水染成紅色用來(lái)模擬地球內(nèi)部熔巖。

（3）接通電源，給水加熱，會(huì)看到鐵圈上產(chǎn)生氣泡，鐵圈周圍有股股熱流在涌動(dòng)，水槽內(nèi)的空氣受熱產(chǎn)生壓力，推動(dòng)紅色的水從水槽頂部玻璃管中噴出，就像火山噴發(fā)一樣。

四、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)和原實(shí)驗(yàn)對(duì)比的優(yōu)點(diǎn)

1、加熱時(shí)間短，效果明顯，一般接通電源加熱1分鐘不到就能看到紅色的液體從“火山口”噴出，而不是慢慢溢出，而且能通過(guò)玻璃看到水槽里熱流涌動(dòng)的情景，模擬巖漿在地球內(nèi)部涌動(dòng)更加逼真。這種逼真的效果對(duì)學(xué)生也是不小的震動(dòng)，極大地提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。（如圖4、圖5所示）

2、教具可以反復(fù)使用，操作簡(jiǎn)單，只要接通電源加熱就行，大大縮短了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備時(shí)間。

3、利用水槽內(nèi)空氣受熱產(chǎn)生內(nèi)外壓力差，將水槽內(nèi)的水壓出，更加符合火山噴發(fā)的原理。

【作者單位：鎮(zhèn)江市丁卯中心小學(xué) 江蘇】