水沸騰分組實驗的改進

浙江省衢州市柯城區禮賢小學(324000) 趙風云

1 問題的提出

水沸騰實驗是教科版小學科學3年級上冊第1單元第2課中的一個重要的分組實驗。筆者認為，如果按照教材的實驗裝置(見圖1)進行實驗存在以下缺點：①不方便觀察溫度計的讀數；②溫度計容易碰到杯底和杯壁；③實驗過程中學生手持溫度計，難以長時間堅持；④燒杯口過大，散熱快，耗時長，酒精消耗多；⑤難以觀察到水沸騰時劇烈的汽化現象；⑥實驗時無裝置固定燒杯，導致燒杯容易打翻，燙傷學生。為了解決這些問題，對實驗裝置作了以下改進。

圖1 教材實驗裝置

2 實驗用品

鐵架臺、電子溫度計、帶雙孔橡皮塞的錐形瓶、酒精燈、三腳架、石棉網、帶氣球的玻璃導管、多功能夾子、清水。

3 實驗裝置

水沸騰改進實驗裝置如圖2所示。

圖2 改進實驗裝置

4 實驗步驟

(1)將三腳架放到相應位置，鋪好石棉網，向錐形瓶中加入60 mL水。

(2)將帶有電子溫度計和導管的雙孔橡皮塞塞入錐形瓶瓶口，并用多功能架子固定錐形瓶，將電子溫度計擺放好。

(3)點燃酒精燈進行實驗。

(4)水沸騰后，將帶有氣球的L型導管插入錐形瓶導管內，收集水蒸氣，當把導管插入錐形瓶里的導管時，可以形象直觀地觀察到氣球鼓起的實驗現象，當氣球鼓起以后熄滅酒精燈，停止實驗。

(5)觀察與記錄水沸騰時的現象。

5 改進方法評價

采用上述裝置進行分組實驗，不難發現此實驗裝置有以下優點：①錐形瓶瓶口小，且塞有橡皮塞，散熱相對較慢；②錐形瓶底部受熱面積大，能大大縮短加熱時間，從之前的加熱25 min左右減少為7 min左右，節約了實驗時間，降低了能耗；③使用電子溫度計可以實時讀取準確的溫度，電子溫度計的價格低廉，且電子溫度計由橡皮塞固定，放入水中時不會碰到錐形瓶的底和壁；④可以觀察到劇烈的汽化現象，水沸騰時水底、水中、水面的氣泡都可以清晰地看到，錐形瓶的瓶壁上可以看到水珠，在導管口可以看到濃濃的白氣；⑤帶有氣球的導管用來收集水蒸氣，學生可以清晰地觀察到氣球鼓起來的現象；⑥該實驗裝置中的實驗材料簡單易得，現象明顯，可重復使用，安全性好，在一定程度上提高了實驗教學的有效性。