探究海波熔化和凝固过程的特征.docVIP

“探究海波熔化与凝固过程特征”的实验创新 金华市第十五中学 倪芳娟 七年级科学上册第4章——“物质的特性”不仅是这本科学书的重点和难点，而且是建构整个科学知识体系的重要基础知识。其中第5节“熔化与凝固”要学习固体的晶体与非晶体之分，晶体与非晶体在物理性质上的差异——晶体有熔点，非晶体没有熔点等等。课本中晶体以海波为例，非晶体以松香为例，分别通过实验来探究它们熔化与凝固的特征，以实验事实为依据，引入科学知识。在以往的教学工作中发现，探究松香的熔化与凝固特征的实验容易成功，而探究海波的实验，用一般的实验室仪器来做，不容易成功，即使稍微实验现象好一点，但从直观性，可见性，可重复性上来说，是远远不够的，也就是可信度不高，不能强烈地刺激学生的眼球，也就不能强烈地激发学生学习探究的热情，甚至会影响到学生学习科学的态度。 要解决这个实验难题，要让实验取得不同凡响，耳目一新的现象和效果，就要借助高科技仪器和设备。让高科技在我们的新课改教育教学实践中大放异彩。 常规实验仪器：铁架台、酒精灯、大烧杯，试管、温度计、水、铁圈、铁夹、石棉网、火柴等。 特殊实验仪器：温度传感器、数字采集器、计算机（带TriE iLab V8.0软件） 实验装置：如图1 说明：TriE iLab V8.0软件设有数据导入向导，可以将TriE Smart等具备存储功能的数据采集器上存储的数据导入并分析计算。温度传感器具有检测速度快，自动将温度信息与数字信息进行转换，通过软件处理即刻在计算机屏幕上看到温度数值，温度变化曲线，极具直观性，可见性。整个过程可以回放，具有可重复性，可探究性。实验信息可以保存。 海波熔化过程温度变化曲线：如图2 海波熔化过程温度变化数据（部分）：如图3 海波凝固过程温度变化曲线：如图4 海波凝固过程温度变化数据（部分）：如图5 如图1 如图2 时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度（℃） 39 39.8 40.6 41.3 42.0 42.8 43.8 44.3 44.9 时间（min） 9 10 11 12 13 14 15 16 17 温度（℃） 45.3 45.8 46.2 46.5 47.0 47.3 47.9 48.2 48.3 时间（s） 18 19 20 21 22 23 24 25 26 温度（℃） 48.3 48.3 48.3 48.4 48.4 48.5 48.7 49.0 49.6 时间（min） 27 28 29 30 温度（℃） 50.4 51.4 52.5 53.1 如图3 如图4 时间（min） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度（℃） 49.8 48.9 48.0 46.5 45.6 44.6 43.5 47.3 48.3 时间（min） 9 10 11 12 13 14 15 16 17 温度（℃） 48.3 48.3 48.3 48.3 48.3 48.3 48.3 48.3 48.3 时间(min) 18 19 20 21 22 23 24 25 26 温度（℃） 48.3 48.2 48.2 48.1 48.1 47.3 46.6 46.0 44.4 时间（min） 27 28 29 30 温度（℃） 43.3 42.6 41.9 41.2 如图5 实验现象说明：海波所表现的晶体熔化特征明显，开始是吸收热量温度呈线性上升，固态，至48.3℃继续吸热呈线性稳定，固液并存，全部熔化后温度再呈线性上升。海波熔液冷却凝固的实验过程令人震撼：移去酒精灯，倒掉大烧杯里的热水，让试管里的海波熔液冷却，降温很快，温度降到48℃以下，在43℃左右往海波熔液里放入几粒海波晶体，搅拌，奇迹发生了，在没有任何加热的情况下，温度瞬间上升到48.3℃，计算机屏幕上温度值一直保持48.3℃不变达11分钟之久，不断搅拌，海波熔液逐渐凝固结晶后温度开始下降。 实验感悟：借助高科技实验仪器完成了海波晶体的熔化与凝固实验探究，晶体的熔化与凝固过程特征表现得淋漓尽致，直观性极强，不需要太多的语言，学生彻底信服，牢固理解掌握相关的科学知识。