“加熱和冷卻”實驗材料的優化與實驗過程的創新

聶建國

蘇教版小學《科學》四年級上冊“冷和熱”單元第3課“加熱和冷卻”一課的主要教學目標就是讓學生認識到加熱和冷卻可以改變物體的形態，認識到大多數物體具有熱脹冷縮的體積變化現象。

在探究冷和熱對物體形態的影響這一部分時，教材以學生熟悉的糖和蠟燭為研究對象，讓學生觀察其熔化和冷卻的過程，教材中并沒有具體實驗操作的步驟，我想教材這樣安排就是為了讓教師在實際的實驗教學中能結合學生年齡特點更加合理有效地組織實驗。

我在組織學生探究加熱和冷卻對物體形態的影響這部分內容時，設計了一個制作彩色蠟燭的活動。具體實驗過程如下：

實驗材料：

紅藍兩種顏色的蠟塊、30ml紙杯兩個、牙簽、熱水、冷水、棉線、燒杯、保溫杯。（如圖1）

實驗步驟：

1.取一段大約3.5厘米長的棉線，一頭拴在牙簽的中部并將牙簽固定在其中一個紙杯的杯口，棉線的另一端固定在紙杯的底部，用作制作蠟燭的模具。（如圖2）

2.取一種顏色的蠟塊，切成碎片，放在有棉線的紙杯中，另一種顏色的蠟塊同樣切成碎片放在另一只紙杯中。（如圖3）

3.將有棉線的紙杯放在保溫杯的熱水中加熱，等里面的蠟塊完全熔化再將紙杯放在冷水中冷卻，這時再把另一個裝有蠟塊的紙杯放在熱水中加熱。（如圖4圖5）

4.等第一個紙杯中的蠟塊完全凝固了，第二個紙杯中的蠟塊也完全熔化了，這時把完全熔化的蠟油倒入第一個紙杯中，再進行冷卻。（如圖6圖7）

5.等蠟塊完全凝固，撕掉外面的紙杯，由兩種顏色組成的彩色蠟燭就做好了。（如圖8圖9）

實驗設計意圖：

設計制作彩色蠟燭實驗的主要目的是讓學生充分認識到物體在受熱和冷卻后形態會發生變化，制作彩色蠟燭這樣的活動更能激發起學生探究的欲望，也能在活動中培養學生的動手能力，體現了“做中學”的思想。

實驗效果：

學生在制作彩色蠟燭的實驗中，學習熱情空前高漲，參與度很高，在輕松愉快的實驗氛圍中，既體驗到了實驗成功的樂趣，又充分認識到了加熱和冷卻對物體形態變化的影響，收到了良好的實驗效果。

實驗的創新之處：

用保溫杯中的熱水來加熱蠟塊，使蠟塊受熱熔化是上述實驗的創新之處。因為蠟塊的燃點較低，考慮到安全因素，不適合用酒精燈加熱;另外它的熔點也低，用熱水加熱完全能夠熔化，如果將熱水放在普通燒杯中，由于散熱快，效果不是很理想，保溫杯是一個比較好的選擇。教師在實驗開始之前，將水燒開倒入保溫杯中，在需要時打開蓋子，把小的紙杯放在杯口加熱，用完再蓋上蓋子。由于保溫杯的保溫作用，熱量不會很快散發。加熱完蠟塊的熱水還其他有作用，因為在教材后半部分探究液體和氣體的熱脹冷縮實驗時還需要加熱，這時正好用保溫杯中的熱水來加熱液體和氣體，起到了一舉三得的效果，避免了學生因為使用酒精燈加熱不當而造成的安全隱患。