關(guān)于“模擬雨形成”實驗的改進

在蘇科版教材8年級上冊的第二章《物態(tài)變化》第二節(jié)《液化與汽化》中設(shè)計了一個很好的實驗活動：模擬大自然中“雨”的形成。介紹如下：

1原實驗內(nèi)容

做一做：如圖1a所示，向錐形瓶內(nèi)注入少量的溫水，稍后，取一盛有冰塊、外表面干燥的蒸發(fā)皿蓋在瓶口上，在蒸發(fā)皿中放置一些冰塊。

看一看：瓶口內(nèi)是否出現(xiàn)朦朧的“白霧”？蒸發(fā)皿的底部出現(xiàn)了什么？

對比實驗：如圖1b所示，另換一只干燥的蒸發(fā)皿蓋在瓶口上，瓶口內(nèi)還有“白霧”出現(xiàn)嗎？蒸發(fā)皿的底部呢？

想一想：“雨滴”的形成經(jīng)歷了怎樣的物態(tài)變化？需要什么條件？

該實驗設(shè)計意圖有兩個：第一在蒸發(fā)皿中放冰塊是要模擬高空的冷空氣，從溫水中蒸發(fā)的水蒸氣模擬上升的熱氣流，通過觀看蒸發(fā)皿瓶口的“白霧”以及蒸發(fā)皿底部形成的水滴來模擬出大自然中雨滴的形成。第二在蒸發(fā)皿中放冰塊和蒸發(fā)皿中倒入熱水進行對比，讓學(xué)生深切體會液化的一種途徑——溫度“降到足夠低”的含義。

實驗設(shè)計目的明確，構(gòu)思巧妙，如果能達到設(shè)計效果，在教學(xué)中一定能更好的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。

但在教學(xué)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)本活動設(shè)計語意表達似乎不夠準(zhǔn)確。同時，在學(xué)生活動的過程中，觀察效果并不明顯，在蒸發(fā)皿中放置冰塊后，瓶內(nèi)幾乎看不到任何“白霧”。為了使實驗效果更加明顯，我們對這一實驗進行了以下幾個方面的改進。

2改進后的實驗

（1）將錐形瓶換成開口比蒸發(fā)皿略小的140ml的小燒杯。(設(shè)計意圖：這樣既保持了較大的蒸發(fā)面，又增大了熱氣流上升后遇冷的降溫面)

(2)在燒杯中加入大約80ml～100ml溫水。(縮短了液面到瓶口的距離，減小上升氣流的熱量損失。)

(3)溫水的溫度大約與環(huán)境溫差為15℃左右。具體做法：教師課前首先用能看到冒“白氣”的熱水，慢慢向內(nèi)加冷水調(diào)節(jié)到剛好看不到“白氣”。(設(shè)計意圖：盡量使看不到冒“白氣”的溫水溫度高一些從而增大熱氣中水蒸氣與冰塊之間的溫差)

(4)蒸發(fā)皿中的冰用碎冰而不是大冰塊。(使冰塊覆蓋滿整個蒸發(fā)皿，增大冰面與蒸發(fā)皿的接觸面積，更好的給蒸發(fā)皿表面降溫)

(5)用鹽水凝固成鹽冰敲碎后替代碎冰。(使蒸發(fā)皿底面溫度足夠低)

(6)觀察的背景光線要好，最好是在窗口，將燒杯平放在桌面上，正對窗口，在另一側(cè)觀察。(實驗中在瓶口形成的是薄薄的朦朧的霧，增強背景的亮度更有利于觀察效果)

(7)在實驗操作上，可加以改進：在蒸發(fā)皿中放置冰塊后，在瓶中觀察大約20秒后，可拿起蒸發(fā)皿(動作盡量快一些)，此時，視線與瓶口相平觀察，看到在瓶口會噴出大量的很清晰的白霧。但一會兒白霧消失，且不再出現(xiàn)。(增強觀察效果)

(8)如果在水中滴加入少量的酒精，(80ml的水中加5ml左右)可以增強觀察效果。(酒精比水易蒸發(fā)也易液化形成白霧)

改進后，在學(xué)生的活動中，學(xué)生很驚奇地看到薄霧在燒杯內(nèi)部產(chǎn)生，甚至看到白氣向下、白氣在杯內(nèi)翻滾?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生對所看到的現(xiàn)象進行猜想、分析、討論。充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、為學(xué)生主動探索知識提供機會。

(欄目編輯王柏廬)