体验实验过程 关注实验细节

王海芹

摘要：加强实验教学是培养学生探究能力的主要途径。但在实验教学探究活动的设计和实施中，教师往往会忽略一些重要的细节。本文着重从实验过程中、现象中、步骤中、冲突中等细节方面进行深层次挖掘，引领学生自觉地获取知识和技能，训练科学的思维方法，体验探究的乐趣，同时促进教师自身的成长，演绎课堂的精彩。

关键词：实验教学；过程；细节；学生

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）01-0088

物理学以实验为基础，学物理以问题为中心。因此，在实验操作难以考核的情况下，通过物理试题来考查学生的实验能力以及通过物理实验来促进学生解题能力的提高，使学生回归物理学习的本质是我们广大物理教育工作者追求的教学目标。

苏科版第二章第三节“活动2.4 探究冰、烛蜡的熔化特点”实验是八上物理教材中比较难操作的一个实验，许多教师往往照本宣科。如此一来学生对实验的细节以及操作应注意的实验事项认识不够自然深刻，遇到此类实验题容易失分。 下面就几道题目来分析实验过程中學生应重点关注的实验细节。

例1. 如图所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。

1. 试管内物质在熔化过程中，温度保持不变，如图所示为读取温度计示数的方法，如果采用A方法读数结果会偏大（选填“偏大”“偏小”或“正确”），该物质是晶体（选填“晶体”或“非晶体”）。

2. 将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中进行加热固体的好处是均匀受热；为了保证实验的效果，试管中固体物质的表面应低于（选填“高于”“低于”）烧杯中的水面的高度。

3. 实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，则测得试管内物质的温度值偏高。

4. 该同学按照正确方法进行实验，收集数据后画出了如图所示的熔化和凝固的图象，根据图象可知该物质的凝固点是230℃；该物质的熔化过程用了4min；DE段中E点该物质处于液体状态。

考点：熔化和凝固的探究实验。

专题：探究型实验综合题。

分析与解答：（1）在进行温度计的读数时，视线要与温度计液柱的上表面相平，不能俯视或仰视；视线与刻度线相交点为读出的温度值；掌握晶体和非晶体的熔化特点：晶体在熔化过程中吸热温度保持不变，非晶体在熔化过程中吸热温度不断升高。（2）为使固体能够均匀受热，需将装有固体物质的试管放在盛有水的大烧杯中加热，并且使物质全部浸没在热水中。（3）将装有固体物质的试管放在盛有水的大烧杯中加热，是为了使固体受热均匀；为了保证实验的效果，试管中固体物质的表面应低于烧杯中的水面的高度。（4）在测量过程中温度计的玻璃泡不能碰到容器壁或容器底，若碰到容器壁或容器底，则测得不单是液体的温度，还包括容器壁或容器底的温度。（5）从图象可看出，0min对应温度为开始加热时的温度，然后随时间温度逐渐升高，BC段温度不变，为晶体的熔化过程，对应温度为熔点，熔化过程中处于固液并存状态，需要吸收热量。D点后随时间温度逐渐降低，EF段为晶体的凝固过程，处于固液并存状态，需要放出热量。

故答案为：①偏大；晶体；②均匀受热；低于；③高；④230℃；液体。

点评：此题是探究物质的熔化规律，在熔化过程中需要用温度计测量温度的变化，所以需要掌握温度计的使用及读数。同时考查了晶体和非晶体的区别：是否有一定的熔点或凝固点。并能通过图象得出物理信息：晶体的熔点、熔化和凝固过程所用时间以及各段物质对应状态等。

练习1. 如图甲所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。

1. 实验中，将装有固体的试管放入盛有水的烧杯中加热，试管在水中的深度要适当。其“适当”的含义是：试管中装有固态物质的部分完全浸没在水中和试管不接触烧杯底。

2. 在该物质熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，该物质将停止熔化；将试管放回烧杯后，该物质又继续熔化。说明固体熔化时需要吸收热量（选填“吸收热量”或“放出热量”）

3. 某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图象，如图乙所示，则可知该物质是晶体（选填“晶体”或“非晶体”），物质在第3min时处于固液共存态。在第6min时处于液态。

4. 该物质的熔点为 0℃，仔细观察图象发现，该物质熔化前（AB段）升温比熔化后（CD段）升温快（选填“快”或“慢”）。

5. 另一个小组为了使物质更快受热，实验装置如图丙所示，你认为该装置存在的不足是固态物质受热不均匀。

考点：熔化和凝固的探究实验。

专题：实验题；探究型实验综合题。

分析与解答：（1）用水浴法加热固态物质时，试管中的固态物质能够全部浸没到水中，且不能碰到烧杯底部；（2）为了能使试管中的晶体均匀受热，需要将试管中装有晶体的部分全部浸没在水中，但试管不能接触烧杯底部。（3）熔化过程虽然温度保持不变，但需不断吸热；（4）根据晶体在熔化过程中温度保持不变的特点进行分析；若在熔化前，则为固态，若熔化过程，则为固液共存态，若完全熔化完后，则处于液态；（5）熔点是指晶体熔化时的温度；熔化前为冰，熔化后为水，由于比热容不同，所以吸收相同的热量，温度变化不同，可根据图象分析得出；（6）在加热固态物质时，不能直接加热，这样会使固态物质受热不均匀。

故答案为：

①试管中装有固态物质的部分完全浸没在水中；试管不接触烧杯底；②吸收热量； ③晶体；固液共存；液； ④0；快； ⑤固态物质受热不均匀。

点评：此探究晶体的熔化特点，需要加热固态物质，所以要掌握水浴法，有时要用到空气浴法，这样才能使固态物质均匀受热，同时要掌握晶体和非晶体在熔化过程中的区别。

例2. 在学习"熔化和凝固"一课时，小雪把-5℃左右的适量碎冰放入试管中，把温度计插在碎冰中，再把试管插在室温下（15℃左右）装适量水的烧杯中，探究冰的熔化过程。

1. 实验过程中，还需要的测量工具是秒表。

2. 当冰开始熔化时，能够观察到的现象还有温度计示数不变。

3. 冰在熔化过程中是否伴有吸、放热现象发生呢？请你在题中已有器材的基础上，再增加一个温度计，进行探究，简述你的探究思路。（水的蒸发忽略不计）

4. 通过上述探究，小雪得出的实验结论是：晶体在熔化过程中，要不断吸收热量，温度不变。

5. 请你对小雪的探究过程及结论进行合理评价。

考点：熔化和凝固的探究实验。

专题：实验题；探究型实验综合题。

分析与解答：（1）该实验是探究冰的熔化和凝固随时间变化的规律，故还需要测量时间的器材。（2）冰是晶体，在它熔化过程中，尽管不断加热，但温度保持在熔点不变。（3）观察新温度计的示数变化即可。（4）根据在熔化过程中，温度计的示数变化可得出结论。（5）物理规律探究性实验中，只凭一组实验数据得出结论具有偶然性，为使结论更具普遍性，要进行多次测量。

故答案为：①秒表；②温度计示数不变；③将新温度计放在水中，观察当冰熔化时，温度计的示数是否降低（或改变）；④不变；⑤小雪只探究了冰的熔化过程，结论不具有普遍性。

点评：此题主要考查的是熔化和凝固的探究实验，考查学会分析并解决问题的能力。

练习2. 用如图所示的装置“探究冰的熔化特点”的实验。

1. 装有碎冰的烧杯直接放置在空气中，不用酒精灯加热。这样做，不但能使烧杯均匀受热，而且冰的温度升高较慢。（选填“快”或“慢”），便于记录各个时刻的温度。为了使烧杯内各部分受热均匀，还需要进行的操作是用搅拌棒攪拌。

2. 实验中，应始终注意观察烧杯中冰的状态变化，并每隔0。5min记录一次温度计的示数，该物质熔化过程的特点是吸热，温度不变（选填“升高”或“不变”或“降低”）。

考点：熔化和凝固的探究实验。

专题：实验题；探究型实验综合题。

分析：（1）为了能使固体物质均匀受热，常用水浴法，若物质的熔点较低，可以不对其加热即空气浴法，还可以用搅拌棒进行搅拌，这样不仅能够使烧杯均匀受热，而且冰的温度升高较慢，便于记录数据；（2）在探究物质的熔化特点时，不仅要记录其温度的变化情况，还要观察其状态的变化情况；（3）冰是晶体，在熔化过程中温度保持不变。

故答案为：①慢；用搅拌棒搅拌；②状态；不变。

点评：此题是探究冰的熔化特点，考查了学生对水浴法的应用及理解，同时考查了熔化图象的画法及晶体熔化时的特点。晶体与非晶体最大的区别就是看是否有一定的熔点，从图象上分辨，最大的不同就是晶体有一段时间只吸热而温度不变，我们应该学会区分。

综合以上题目可知，熔化实验主要考查的是确保物体受热均匀的注意事项、测量工具温度计的使用方法、实验过程中学生的观察品质以及实验设计的能力等。而这些唯有通过实验才能逐步提高学生的物理素养和良好的物理实验意志。对于冰的熔化实验因为条件限制可能实验结果不太理想，但正因其不易成功方能激发学生反思和改进冰的更好加热方法，这与新课改目标——不断激发学生的创造力相吻合。

（作者单位：江苏省泰州泰州市姜堰区励才实验学校 225500）