對“模擬火山噴發”實驗的改進和說明

聶建國

一、教材中的實驗介紹

火山噴發模擬實驗是蘇教版六年級《科學》上冊第2單元《我們的地球》第4課《火山和地震》中的實驗內容。火山噴發、地震以及海嘯都是地球內部能量的一種釋放，而這種釋放的過程以及引起的變化，單憑課件是無法詮釋的，必須和模擬實驗相結合才能達到理想的教學效果。

教材中的實驗步驟是這樣的：

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上，用酒精燈加熱，觀察受熱后番茄醬的外溢現象。

二、教材中實驗的不足之處

教材中的模擬實驗以土豆泥為山體，番茄漿做巖漿，通過酒精燈加熱，番茄漿受熱膨脹后溢出，來模擬火山噴發的情景，雖然簡單，但不足之處比較明顯，主要有：

1、加熱時間較長，效果不佳，難以激發學生的學習興趣。

2、土豆泥在實驗中會和番茄醬攪在一起，用完一次后就作廢，不能反復使用。

3、火山噴發的原理是：地球內部在高溫和高壓的相互作用下，內部的巖漿和空氣不斷膨脹，當內部壓力大大超過外部壓力時，在壓力的推動下，巖漿就會順著軟流層和巖石層的裂縫到達地殼的薄弱處，當到達臨界點后，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柱，隨之，巖漿噴涌而出。而教材中的實驗只是簡單的番茄醬的受熱膨脹外溢，不符合火山噴發原理。

三、實驗的改進和說明

如何對上述實驗的不足進行改進，使模擬火山噴發實驗效果更加明顯，為此我制作了一個教具來模擬火山噴發實驗。如圖1：

1、 教具名稱：火山噴發模擬演示器。

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）用玻璃做成一個有蓋的長18cm，寬12cm，高17cm的長方體容器，在玻璃容器的側面安裝一個加熱裝置。在蓋子上開兩個孔，一個是進水孔，另一個孔穿入一根玻璃管，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。向槽內注水使水剛好漫過加熱鐵圈（注意：水不能完全注滿玻璃水槽，要留有20%左右的空間。）

（2）將水染成紅色用來模擬地球內部熔巖。

（3）接通電源，給水加熱，會看到鐵圈上產生氣泡，鐵圈周圍有股股熱流在涌動，水槽內的空氣受熱產生壓力，推動紅色的水從水槽頂部玻璃管中噴出，就像火山噴發一樣。

四、改進后的實驗和原實驗對比的優點

1、加熱時間短，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，而且能通過玻璃看到水槽里熱流涌動的情景，模擬巖漿在地球內部涌動更加逼真。這種逼真的效果對學生也是不小的震動，極大地提高了學生實驗的積極性。（如圖4、圖5所示）

2、教具可以反復使用，操作簡單，只要接通電源加熱就行，大大縮短了實驗的準備時間。

3、利用水槽內空氣受熱產生內外壓力差，將水槽內的水壓出，更加符合火山噴發的原理。

【作者單位：鎮江市丁卯中心小學 江蘇】