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晶体熔化实验所涉及的物理知识面较广、所使用实验器材较多、所耗费实验时间较长,实验过程较为复杂,难以操作.对于初中生,因其掌握物理知识及动手能力有限,故而较难独立将实验完成.因此,针对中学生的特点和掌握物理实验、物理知识的现状,中学物理教师对晶体熔化实验教学进行改进并告知学生实验中所注意事项就异常重要.下面主要就晶体熔化实验教学的改进及注意事项进行分析.
一、晶体熔化实验中的常见问题
1.晶体熔化实验出现的外部晶体已经熔化,但晶体内部温度尚未到达熔点.
2.熔化过程很不明显且难以看到温度保持不变的过程.
这两大问题在很大程度上给教学带来了难度,以上问题光靠教师讲解较难被学生接受,但若强行给以灌输也会对学生今后产生不良的影响.因此,改进晶体熔化实验教学方法势在必行.
二、晶体熔化实验中常见问题的原因
1.有的教师为了争取时间都是先用较高温度的热水后用酒精灯给其加热,如此一来水温就上升较快,短时间内晶体外部的温度就到达了熔点,然后晶体就开始熔化了.又因短时间内晶体内吸收的热量较少且温度很低,所以才会出现外部熔化,内部却还在升温的现象.在内部温度上升至熔点后,所有晶体几乎全部熔化,因而也就难以观察到温度没有变化的过程.
2.海波为热不良的导体,因而传热较慢,导致内外温差较大,这也是实验失败主要原因.
三、晶体熔化实验教学的改进措施
1.尽量保持水温和晶体温度不要超过了3°C,只有这样才能保持热传导的均匀,使晶体内外温差较小且延长了实验时间,便于学生观察.
2.要加快晶体的传热速率,让晶体内外均充分受热,针对学生特点,要按常规思维程序和探究方法来指导学生,要教会学生方法,引导学生多思考、猜测、多提问题,并带着问题和猜测来操作实验并协助其改进所存在问题.
3.在装好相应设备后,将酒精灯点燃并加热,加热的过程中要对水温严格控制不可超过海波温度的3°C.在出现超过海波温度3°C的情况下,就要立刻停止对其加热,直至两个温度计指示温差在2°C左右才可继续加热.
4.加热过程中还需不断对其搅拌以便内外受热一致,在晶体里面温度高达42°C的情况下,就要开始记录,并记录1分钟,要保持这段时间内变化均匀,在海波每上升1°C时,变化要一致.
5.在外表水温升至47°C的同时,还需进一步控制晶体内外部温差,温差要保持在1°C以内,晶体准备熔化时,要保持温度基本不变,熔化过程要维持3分钟以上,以便整个过程清楚观察.
6.海波全部熔化后,这时温度就会上升,结束实验是在两分钟之后.
7.教师要训练学生对表格进行设计,并填入相应测量的数据,然后按照数据描绘图象.不同学生所掌握程度各不相同,教师应当有耐性,针对学生实际情况给予指导以提高教学效果,促进晶体熔化实验教学的顺利开展.
四、晶体熔化实验注意事项
1.实验开始前注意事项.在晶体熔化实验前,教师要将观察对象对学生讲解清楚,要引导学生有目的、有意识地观实验过程,避免学生不知道主题、漫无目的的试验,以致实验丧失原本意义.
2.教师备课注意事项.实验开始前,除了学生做好相应准备外,教师也需做好备课.教师实验前准备必须充分,对于演示实验它是教学的主要手段,因此需教师仔细研究并备课,课前教师最好先自身实验一次以便思考实验中可能存在问题,同时还需做好试验中可能出现故障思想上的准备,以免出现难以预料情况发生或演示失败后的手忙脚乱.
3.实验途中注意事项.实际操作中,教师要用科学语言表达和规范操作来引导学生养成严谨科学实验态度,避免学生将生活中的不良习性和随意性带到实验中,如安装实验器材时,要先安装烧杯,再安装温度计.
此外,还需掌握各器材的使用方法,不断归纳总结,为培养学生形成良好物理素养,教师语言一定要具备准确性、专业性、规范性和科学性.
综上所述,针对以往晶体熔化实验出现的外部晶体已经熔化,但晶体内部温度尚未到达熔点及熔化过程很不明显且难以看到温度保持不变过程的现象,教师可以有针对性地采取改进措施,促进晶体熔化实验的顺利进行,培养学生的动手实践及思考能力,从而提高教学效果.
一、晶体熔化实验中的常见问题
1.晶体熔化实验出现的外部晶体已经熔化,但晶体内部温度尚未到达熔点.
2.熔化过程很不明显且难以看到温度保持不变的过程.
这两大问题在很大程度上给教学带来了难度,以上问题光靠教师讲解较难被学生接受,但若强行给以灌输也会对学生今后产生不良的影响.因此,改进晶体熔化实验教学方法势在必行.
二、晶体熔化实验中常见问题的原因
1.有的教师为了争取时间都是先用较高温度的热水后用酒精灯给其加热,如此一来水温就上升较快,短时间内晶体外部的温度就到达了熔点,然后晶体就开始熔化了.又因短时间内晶体内吸收的热量较少且温度很低,所以才会出现外部熔化,内部却还在升温的现象.在内部温度上升至熔点后,所有晶体几乎全部熔化,因而也就难以观察到温度没有变化的过程.
2.海波为热不良的导体,因而传热较慢,导致内外温差较大,这也是实验失败主要原因.
三、晶体熔化实验教学的改进措施
1.尽量保持水温和晶体温度不要超过了3°C,只有这样才能保持热传导的均匀,使晶体内外温差较小且延长了实验时间,便于学生观察.
2.要加快晶体的传热速率,让晶体内外均充分受热,针对学生特点,要按常规思维程序和探究方法来指导学生,要教会学生方法,引导学生多思考、猜测、多提问题,并带着问题和猜测来操作实验并协助其改进所存在问题.
3.在装好相应设备后,将酒精灯点燃并加热,加热的过程中要对水温严格控制不可超过海波温度的3°C.在出现超过海波温度3°C的情况下,就要立刻停止对其加热,直至两个温度计指示温差在2°C左右才可继续加热.
4.加热过程中还需不断对其搅拌以便内外受热一致,在晶体里面温度高达42°C的情况下,就要开始记录,并记录1分钟,要保持这段时间内变化均匀,在海波每上升1°C时,变化要一致.
5.在外表水温升至47°C的同时,还需进一步控制晶体内外部温差,温差要保持在1°C以内,晶体准备熔化时,要保持温度基本不变,熔化过程要维持3分钟以上,以便整个过程清楚观察.
6.海波全部熔化后,这时温度就会上升,结束实验是在两分钟之后.
7.教师要训练学生对表格进行设计,并填入相应测量的数据,然后按照数据描绘图象.不同学生所掌握程度各不相同,教师应当有耐性,针对学生实际情况给予指导以提高教学效果,促进晶体熔化实验教学的顺利开展.
四、晶体熔化实验注意事项
1.实验开始前注意事项.在晶体熔化实验前,教师要将观察对象对学生讲解清楚,要引导学生有目的、有意识地观实验过程,避免学生不知道主题、漫无目的的试验,以致实验丧失原本意义.
2.教师备课注意事项.实验开始前,除了学生做好相应准备外,教师也需做好备课.教师实验前准备必须充分,对于演示实验它是教学的主要手段,因此需教师仔细研究并备课,课前教师最好先自身实验一次以便思考实验中可能存在问题,同时还需做好试验中可能出现故障思想上的准备,以免出现难以预料情况发生或演示失败后的手忙脚乱.
3.实验途中注意事项.实际操作中,教师要用科学语言表达和规范操作来引导学生养成严谨科学实验态度,避免学生将生活中的不良习性和随意性带到实验中,如安装实验器材时,要先安装烧杯,再安装温度计.
此外,还需掌握各器材的使用方法,不断归纳总结,为培养学生形成良好物理素养,教师语言一定要具备准确性、专业性、规范性和科学性.
综上所述,针对以往晶体熔化实验出现的外部晶体已经熔化,但晶体内部温度尚未到达熔点及熔化过程很不明显且难以看到温度保持不变过程的现象,教师可以有针对性地采取改进措施,促进晶体熔化实验的顺利进行,培养学生的动手实践及思考能力,从而提高教学效果.