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空气对流演示器的设计与应用 山东省邹城市大束镇凰翥小学 “热对流”实验是小学科学教学的一个难点。教学中, 我发现学生由于缺乏感性认识, 再加上空气又是看不见摸不着的, 借助书中室内暖气片使屋子变暖的图片, 学生很难理解热在空气中的传递方式。这部分内容的教学效果一直不理想。于是我重新设计制作了一套空气的热对流实验装置, 对现有实验进行了改进, 突破了难点, 使学生能更顺利地建构起关于热对流的科学概念。 一、制作材料 亚克力板、木板、直径3cm长15cm玻璃管2个、铁片、蜡烛、铁钉、线、香或者艾绒等。 二、制作方法 (1) 取36cm×20cm×1.5cm的木板一块, 20cm×2cm×2cm的木条两块。将木条钉在木板底部, 作为底板。 (见图1) (2) 取19cm×24cm的亚克力板, 在窄边底部打4个直径3cm的圆孔。 图1 底板 (3) 取36cm×20cm×1.5cm的木板, 在中心线上, 距离左侧5cm处打孔, 在距离右侧3cm处打孔。孔都钻成图2右侧样式, 宽处直径3cm, 窄处直径2.5cm。 (两个钻头, 两次完成。) 图2 板左右两侧打孔 (4) 取36cm×24cm×1cm的木板, 在距离左侧3cm处, 割出一个8cm×18cm的缺口, 切割成图3形状, 作为箱体的背面。切割下来的8cm×18cm的木板制作推拉盒。 图3 切割缺口 (5) 小箱体背面设计为推拉盒, 便于安放蜡烛。中间放置直径2.5cm×2cm的铁管, 作为蜡烛燃烧器。打孔、套丝, 拧入螺栓, 用于固定蜡烛。盒体外侧周围安装密封条。 (6) 取19cm×24cm的木板两块, 与上述材料钉成图4形状。亚克力板将空间分为24cm与12cm两部分。箱体的前面为透明的亚克力板, 背面木板分成两部分, 一部分密封, 一部分作为推拉盒。 图4 组装箱体 (7) 线香燃烧与风车安放装置制作。 如图5, 用宽为3cm薄钢片, 弯成直径3cm的圆环, 开口对侧焊接5cm×2cm的直角形铁片。铁片上面根据线香与风扇杆的粗细程度, 打上相应的孔, 便于安放线香与风车。由于薄钢片具有较强的弹性, 可以直接卡套在玻璃管上。 图5 线香燃烧与风车安放装置制作 (8) 备件制作。 a飘带制作。取一轻柔的布头, 一头用回形针固定, 便于悬挂于箱体内的挂钩上。 b三色风扇制作。取一废旧儿童三叶小电扇, 染成红黄蓝三原色。电扇有两种安放方式, 小电扇可以向下;大电扇可以向上放置。注意, 务必要根据气流的方向, 调整叶片安放的方向。 c飘绒制作。从羽绒服内取一羽绒, 粘合在细丝线上, 取最合适的长度, 固定在回形针上。 d火焰制作。取轻柔的红色废布条, 扎成火焰形状, 连接杆直径与连接孔直径相同。 三、实验操作过程 (1) 打开推拉盒, 点燃蜡烛并固定, 关闭推拉盒。 (2) 点燃艾绒, 插到燃烧器上。 (3) 蜡烛燃烧使火焰周围的空气受热膨胀, 密度变小, 热空气便沿着烟囱自然上升, 所以烟囱上的风扇转动了。 (4) 观察风扇转动时, 风扇叶片颜色的变化过程。三原色变成了七彩的颜色。 (5) 观察烟雾、飘带、羽绒的走向。 (6) 如果把风扇改为布火焰, 上升的气流推动布条向上飘动, 动感十足。该实验, 用烟雾、飘带、羽绒、火焰三种物体呈现的现象, 解释了热空气的对流运动路线。 (见图6) 图6 热空气的对流运动路线示意图 四、创新点与意义 (1) 取材方便, 造价低廉, 有一定的市场价值。 (2) 操作简单, 现象明显, 能直观演示空气对流现象。 (3) 可操作性强, 有利于学生探究学习。 (4) 该教具还可以演示风的形成。 本来来源于《教育与装备研究》2017年7期 |
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