郭鹏飞

摘要：本教学实验仪器可观察空气受热遇冷时，体积的变化量。通过改造，用双口烧瓶装载研究对象空气，而利用烧瓶的双口结构，一个通气孔装载温度自动化测量设备，另一通气孔装载玻璃注射器。由于玻璃注射器上附有刻度，当空气体积变化时，可读取其体积的變化量。而温度自动化测量设备可以直接读取瓶内空气温度的数值。

关键词：热胀冷缩;量化测量;温度变化;体积变化

在粤教版小学科学三年级上册第4单元热与温度的第四课时《气体的热胀冷缩》的教学实践中，教材主要提供了两个参考实验：一个是将气球套在烧瓶的瓶口处，将瓶子分别放入热水和加冰块的冷水中，再观察记录实验现象。

二是用注射器抽取5毫升空气，用橡皮帽堵住注射器管口。将注射器依次放入冷水和水中去，读出空气的体积数，并填写记录表格。

这两个实验是有层次地帮助学生建构气体热胀冷缩知识的。第一个实验能够让学生通过实验探究认识到空气受热膨胀，遇冷收缩。而第二个实验，可以观察到热胀冷缩时，空气的体积变化量。将知识由定量观察深化到定性分析。但是也存在一定的不足。譬如，空气的温度变化量是不得而知的。因为热水的温度通常有80摄氏度以上，而冰水混合物的温度通常为0摄氏度附近，在用冷水和热水对空气作用时，空气温度的变化是含糊不清的。

利用创新实验器材突破教材实验设计的不足，提高课堂实验教学的有效性。

空气热胀冷缩显示仪有以下优势：

1.实验探究更科学严谨。对于探究气体热胀冷缩的性质中，利用本实验装置可以究可帮助学生深层次建构热胀冷缩的科学概念。本实验装置可以观测封闭双口烧瓶内空气温度变化与空气体积变化的关系，得出定量化的数据和严谨的科学推论。

2.实验现象更明显，安全系数更高。传统的热胀冷缩实验，都需要用到温度较高的水，才能有明显的实验现象。比如，修复被压瘪的乒乓球，需要95℃的热水;气球套住锥形瓶让入热水中加热，也需要80℃左右的热水。所以进行传统实验的时候，存在安全隐患。本实验只需要，用60℃左右的热水，就可以有较明显的实验现象。

3.实验数据处理更科学。通过绘制V-T（温度体积图像），可以更直观观测双口烧瓶内温度与体积之间的关系。可帮助学生掌握一种科学的实验数据处理方法。

4.实验材料简单易得，可重复使用，实验成本低，有广泛推广的意义。

参考文献：

[1]姜长阳，王丹.用旧饮料瓶做空气热胀冷缩现象的观察实验[J]. 实验教学与仪器，1998（3）：1.

[2]袁承柏.验证“气体有热胀冷缩性质”的实验装置[J].湖北教育，1997（004）：27.

[3]易兴凤. STEM教育背景下小学科学教育的思考——以《空气的热胀冷缩》为例[J]. 科学咨询，2019（25）：1.

[4]蒋润林. 气液两用热胀冷缩实验器[J].发明与创新·小学生， 2018（003）：25.