《溫度的測量》教學設計的改進

李學海

一、教學內容分析

一般《溫度的測量》教學設計是將溫度計構造和原理、溫度計的種類、溫度計正確的使用方法、體溫計等主要內容進行簡單地呈現與介紹，因為溫度計這部分內容在知識層面上比較簡單，屬于陳述性知識。但如果只是簡單的介紹，學生在思維拓展方面可能會比較局限，僅僅只是記住了知識。而學生學習科學，有著雙重目的：一是掌握知識；二是發展思維技能。教師應以適當的知識積累為基礎，在“使用知識”的過程中發展學生的思維能力，為思維而教，培養學生的創造性思維和想象力，追求思維方法的本源，而“不僅僅是努力記住別人經驗結果的敘述”。所以，在類似于《溫度的測量》的教學內容上，可以適當地增加思維的深度和廣度，既可以注重知識的落實，又能夠著眼于學生的發展。

二、教學方法和實施環節

初一學生已經能夠理解一般的抽象概念，掌握一定的定義，對許多現象能進行概括和抽象，逐漸掌握概念的本質特征。不過在掌握復雜的抽象概念時，他們仍需要具體形象的支持，初一學生的抽象邏輯思維在很大程度上還屬于“經驗型”。所以在教學中一定要注意將抽象的分析和具體的實驗相結合，可以采用實驗探究式教學。

具體在實施環節上，可以大膽地處理，首先是給學生實驗器材來設計簡易溫度計，學生討論后提出兩種方案：一是根據氣體的膨脹來制作溫度計，并分析此方案的優缺點；二是根據液體的膨脹來制作溫度計，分析液體膨脹的優缺點。然后將自制簡易溫度計和常用溫度計進行對比，讓學生思考討論，進而明白自制溫度計的不足和改進的方法。

三、教學過程

思考：給你一些實驗器材（燒瓶、帶玻璃管的單孔橡皮塞、紅墨水），你能不能設計一個簡易的溫度計？

學生討論，提出設計方案。

方案一：給空燒瓶塞上有長玻璃管的塞子，玻璃管中的一段小水柱封住氣體。用手捂住，觀察現象。

分析：由于燒瓶中的氣體受熱膨脹，體積變大，推動玻璃管中的水柱向右移動。

問題：空氣膨脹太快，如何讓紅墨水移動慢一點？

學生：玻璃管的管徑可以粗一些；可以用液體，如水銀、酒精等。

講述：大約在1592年，伽利略發明了第一個用來測量“熱的程度”的儀器。將一只細頸瓶倒轉，用雙手所溫暖，放進一碗水里。當它冷下來后，液體被吸入瓶中。當受熱或遇冷時，瓶內的氣體會膨脹或收縮，而瓶頸處的水柱會成比例地升降。根據下降或上升的多少就可以判定溫度的變化，但這種溫度計誤差較大。

方案二：將裝滿紅墨水的燒瓶塞上橡皮塞，用手捂住燒瓶的外部，觀察現象。

講述：后來伽利略的學生和其他科學家，在伽利略的基礎上反復改進。比較突出的是法國人布利奧在1659年制造的溫度計，他把玻璃泡的體積縮小，并把測溫物質改為水銀，這樣的溫度計已具備了現代溫度計的雛形。

問題：紅墨水上升得太慢，有沒有方法使得現象更明顯，讓紅墨水上升得快一些？

學生：用細一些的玻璃管；換種熱脹冷縮快一些的液體。

問題：將燒瓶放入熱水中水柱上升；放入冷水中水柱下降。這個燒瓶雖然能分辨出兩杯水溫度的高低，但卻不能準確地測出具體溫度，如何對燒瓶加以改進，讓它可以測出具體的溫度？

學生：在玻璃管上標上刻度。

問題：刻上刻度的燒瓶，可以用來測量溫度，將自制簡易溫度計和常用溫度計進行比較，哪些地方可以改進？提示：讓無色的液柱更加醒目，讓玻璃管中液柱的長度變化幅度更明顯。

學生討論回答：（1）換用直徑更小的玻璃管，使溫度計更為靈敏；（2）燒瓶太大，液體太多，為了測量更準確，可以將燒瓶縮小為體積很小的玻璃泡；（3）水的膨脹不是很明顯，換用熱脹冷縮現象更明顯的液體，如水銀、煤油、酒精等；（4）將玻璃管的開口封住，以免液體流出來；（5）為防止太細的玻璃管折斷，可以把細玻璃管壁做得厚一些。

教師總結：用瓶內氣體或液體體積的變化來反映被測量物體溫度的變化，這樣，我們就將看不見的冷熱變化轉化為看得見的液面升降。

四、教學效果及分析

在自制簡易溫度計的兩種設計方案、簡易溫度計和常用溫度計對比中，學生自己設計實驗來驗證，強調學生的動手能力，讓學生自主探究，學生很自然而然地發現兩種設計方案的不足，想到怎樣改進自制的溫度計等諸多深層次問題。這些問題由學生自己去發現、去想辦法解決，正是科學教學所要達到的要求。

同時，本教學設計由問題情境與實驗引入，“兒童的經驗才是真正的經驗”，因此，教師應創造機會盡量讓學生說，獨立思維，生成智慧，也激發學生自主學習的熱情，充分體現了“以學生為主體”的教學理念；引導學生關注“溫度”的科學內涵，真正做到“從生活走向科學，從科學回到生活”。

（責任編輯黃春香）endprint