六上地球单元补上缺失的一环 直射、斜射对温度影响的演示实验改... [复制链接]

二、项目的研究过程

在这个演示实验中，传统演示教具有如下一些问题。

1. 如果采用太阳光，则需要室外实验，而且也不能保证一定有阳光。

2. 一般的教具演示时间较长，学生需要等待一段时间教师再出示数据给学生观察。

3. 缺乏直观的对比演示。一个是直射，一个是斜射，那么温差到底是角度产生的还是器材本问题呢？一般的演示教具都不会把直射与斜射相互交换，再做一次验证实验。以排除器材本身的问题。

为了解决上述这些问题，我使用了一个乌龟晒背用的暖光灯作为热光源。然后又给两片温度感应模块加装了旋转装置，可以任意调节直射与斜射的角度。温度计采用了带延长线的数字温度计，并排整体展示，并做了可旋转的设计，这样就便于教室内各个角度的学生观察数据。

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三、项目的改进结果

下图就是我设计制作的直射斜射对温度影响演示仪。各部分说明如下：

1. 仪器底座。演示仪整体安装在一个长条木板上，可固定各组建的位置，方便拿取使用。

2. 光源。采用乌龟晒背灯作为光源，会产生大量的热量，利于快速升温。灯与温度感应模块距离在50cm左右，这个距离下既能使温度快速上升，又能使直射与斜射产生足够的温差，靠得太近时，空气的导热影响会变大，使影响实验数据。

3. 温度感应模块。采用牛皮纸制作，内嵌数字温度感应端。模块安装在一个可旋转的底座上，能够任意旋转角度，产生直射与斜射的效果。

4. 温度显示屏。左右温度显示器分别对应左右温度感应模块，每隔2秒会刷新一次温度计数，利于快速直接地观察到温度的变化情况。同时显示屏整体做了可旋转设计，一来侧面观察可以避免看到照射光源的强光。二来可以向教室内不同方向的学生旋转，所有学生都能看到数据的变化。

5. 秒表。方便观察和记录时间。

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四、项目的创新点

1使用直径5cm左右的加热灯作为光源，不但外形小巧、移动方便，适于室内使用，而且选择的灯罩可以将加热灯完全收入圆筒内，使得光线集中在受热片附近，不会有多余的强光照射到学生的眼睛。光源的位置可调，在不同的温度环境下，可通过光源位置的远近，调节光线强度的大小。

2感温片不但内嵌了数字温度计的感温探头，而且可以实现90°到180°的大范围调整。教师可以灵活设置左右两边感温片的倾斜角度，实现不同情况的反复对比验证，必要时还可以通过加大倾斜的程度，让温差效果更加明显。

3可旋转的数字温度计，并排摆放，可以得同步观察到两边的温度。旋转的设计实现了整个教具的横向摆放，侧面读数。在不移动教具的情况下可以向教室各个方向的学生实时展示温度数据。

五、使用方法及实验数据

（1）准备工作。先向学生展示两块可以旋转角度的感温片，然后将实验装置横放在讲台桌上，旋转数字温度显示屏，面向学生展示。

（2）将两块感温片垂直摆放，打开加热灯，打开计时器，此时两边温度基本同步上升，最多相差0.1℃。在演示过程中，教师还可将数字温度显示屏转向教室各个方向，便于教室两边的同学观察，在后续实验过程中，也可随时将温度数据向教室不同方向的学生展示，或者使用手机投屏展示到大屏幕上。这一阶段加热30秒左右。

（3）旋转右侧感温片，使直射变成斜射。教师可以整体旋转整个演示教具，便于学生观察感温片的角度变化。此时，左侧继续快速升温，右侧升温变缓，两边逐渐形成明显的温差。加热时间约60秒。

（4）交换两块感温片角度，左边斜射，右边直射。此时，左侧升温开始变慢，右侧升温加速。原本温度左高右低，现在两者温度逐渐接近，最后右侧温度反超左侧温度。加热时间约60秒。

在这三组实验中，第一组实验两者都是垂直照射，同步升温，既正明了左右两块感温片温度变化是一致的，又与后面不同角度照射会产生温差形成明显的对比。在第二、三组实验中，左右交替使用直射与斜射两种角度，发现不论是哪一边直射，都会比另一边的斜射升温更快。与普通演示实验方式相比，这样操作相当于做了两次验证实验，同时也排除了左右两边感温片的个体差异及其它可能的出现的偶然情况。

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